石墨与煤有什么关系

碳的存在形式是多种多样的，有晶态单质碳如金刚石、石墨；有无定形碳如煤；有复杂的有机化合物如动植物等。

常温下单质碳的化学性质比较稳定，不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂；不同高温下与氧反应，生成二氧化碳或一氧化碳；在卤素中只有氟能与单质碳直接反应；在加热下，单质碳较易被酸氧化；在高温下，碳还能与许多金属反应，生成金属碳化物。

煤是最主要的固体燃料，是可燃性有机岩的一种。它是由一定地质年代生长的繁茂植物，在适宜的地质环境中，逐渐堆积成厚层，并埋没在水底或泥沙中，经过漫长地质年代的天然煤化作用而形成的。在世界上各地质时期中，以石炭纪、二叠纪、侏罗纪和第三纪的地层中产煤最多，是重要的成煤时代。煤的含碳量一般为46～97%，呈褐色至黑色，具有暗淡至金属光泽。根据煤化程度的不同，煤可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四类。

1、定义不同

碳：碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。拉丁语为Carbonium，意为“煤，木炭”。碳是一种很常见的元素，它以多种形式广泛存在于大气和地壳和生物之中。碳单质很早就被人认识和利用，碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。

碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。 碳能在化学上自我结合而形成大量化合物，在生物上和商业上是重要的分子。生物体内绝大多数分子都含有碳元素。

石墨：石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子（排列方式呈蜂巢式的多个六边形）以共价键结合，构成共价分子。

由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。 石墨是其中一种最软的矿物，它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。

2、历史沿革不同

碳：碳在史前就已被发现，炭黑和煤是人类最早使用碳的形式。钻石大约在公元前2500年被中国熟知，同时煤作为碳的形式在罗马时代被使用的化学方式和现代一样：通过在一个椎体建筑物中加热被黏土覆盖的木材来排除空气。

在1722年，René Antoine Ferchault de Réaumur证明铁通过吸收一些物质能变成钢，这种物质就是现在熟知的碳。在1772年，安东尼·拉瓦锡表明钻石是碳的一种存在形式，当他将一些钻石和煤的样品燃烧时，发现他们都不生成水，并且每克的钻石和煤所产生的二氧化碳的量是相等的。

在1779年，卡尔·威廉·舍勒表明一度被认为是铅的存在形式的石墨实质上是混杂了少量铁的碳的混合物，并且他给了当用硝酸氧化时，产物的名字空气中的酸（"aerial acid"），即二氧化碳。

在1786年，法国化学家Claude Louis Berthollet，Gaspard Monge 和 C. A. Vandermonde通过利用拉瓦锡处理钻石的方法将石墨氧化，证明了石墨几乎全部由碳组成。1789年，拉瓦锡在他的教科书中将碳列在元素表中。

石墨：早在二十世纪三十年代，中国黑龙江鸡西柳毛、山东南墅石墨矿就开始了石墨的生产加工。当时选矿工艺流程简单，工人劳动条件差，生产率极低，年产量仅有几千吨。

经过几十年的发展，我国石墨及碳素制品产量快速上升，2004-2011年，石墨及碳素制品产量年复合增长率达22.12%。2011年，我国石墨及碳素制品产量为2556.17万吨，同比增长21.98%。

3、应用不同

碳：碳对于现有已知的所有生命系统都是不可或缺的，没有它，生命不可能存在。除食物和木材以外的碳的主要经济利用是烃（最明显的是石油和天然气）的形式。原油由石化行业在炼油厂通过分馏过程来生产其他商品，包括汽油和煤油。

纤维素是一种天然的含碳的聚合物，从棉、麻、亚麻等植物中获取。纤维素在植物中的主要作用的维持植物本身的结构。来源于动物的具有商业价值的聚合物包括羊毛、羊绒、丝绸等都是碳的聚合物，通常还包括规则排列在聚合物主链的氮原子和氧原子。

碳及其化合物多种多样。碳还能与铁形成合金，最常见的是碳素钢；石墨和黏土混合可以制用于书写和绘画的铅笔芯，石墨还能作为润滑剂和颜料，作为玻璃制造的成型材料，用于电极和电镀、电铸，电动马达的电刷，也是核反应堆中的中子减速材料；

焦炭可以用于烧烤、绘图材料和炼铁工业；宝石级金刚石可作为首饰，工业用金刚石用于钻孔、切割和抛光，以及加工石头和金属的工具。

石墨：作耐火材料，石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质，在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚，在炼钢中常用石墨作钢锭之保护剂，冶金炉的内衬。

作导电材料，在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极，石墨垫圈、电话零件，电视机显像管的涂层等。

作耐磨润滑材料，石墨在机械工业中常作为润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用，而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃温度中在很高的滑动速度下，不用润滑油工作。

许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和轴承，它们运转时勿需加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。

石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨，具有耐腐蚀、导热性好，渗透率低等特点，就大量用于制作热交换器，反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。

广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门，可节省大量的金属材料。

不透性石墨的品种因所含树脂不同，耐蚀性也有差异。如酚醛树脂浸渍者耐酸，但不耐碱；糠醇树脂浸渍者既耐酸，又耐碱。

不同品种的耐热性也有差异：碳和石墨在还原性气氛中可耐2000~3000℃，在氧化气氛中分别在350℃和400℃开始氧化；不透性石墨品种随浸渍剂而异，一般由酚醛或糠醇浸渍者耐热在180℃以下。

参考资料来源：百度百科-碳

参考资料来源：百度百科-石墨

虽然说煤炭和石墨的主要成分都是炭，但是有很大的差别。

从物质组成上来看：煤炭是混合物。石墨是纯净物。

石墨能导电，而煤炭不导电。

物理性质：黑色，有光泽，密度相近。

化学性质：都能燃烧。其主要反应为碳的燃烧反应。

当氧气充足时生成二氧化碳，氧气不足时生成 一氧化碳。

煤是古代的植物，特别是木本蕨类植物被埋在地下，在高温高压缺氧的环境下形成的矿物。它由多种有机物和各种无机物组成，含量最大的元素是C、H等，还含有N、Si、Ca等。 碳是一种非金属元素，原子序数是6，相对原子质量是12，在自然界中的主要的单质有：金刚石、石墨和无定型碳。 炭是木材、竹子、骨头动物的躯体等有机物在高温下用化学或物理方法脱去许多含氢的有机或易挥发成分，保留了碳元素和部分矿物质的黑色固体。如果是植物的遗体制作的炭，则比较含碳量会超过95%以上。如果是动物的遗体，特别是动物的骨头制作的炭，则碳的含量要低许多。重要的炭有：木炭、骨碳、竹碳，还有经过特殊方法处理过的、有多种用途的活性炭

碳"与"炭"这两个词,在有关食品和药品的文 章中经常出现,如碳水化合物,活性炭等."碳"与"炭" 有时混用,意思表达不清,有时导致误解.本文就两者 的关系和区别作一简介. "碳"是化学元素C的中文名称,左旁"石"字表 明碳是一种非金属元素,碳代表原子序数为6的一类原 子.由碳元素组成的单质有非晶态碳,石墨,金刚石等 同素异形体而由碳元素组成的化合物则为数极多,最 简单的如一氧化碳,二氧化碳等无机化合物,而有机化 合物则都含碳元素.所以,"碳"是一个与化学的"元 素"密切相关的概念,是20世纪初西方近代化学传入 我国创造出来并流行的. "炭"是概括的工业性名词,我国用炭这个字已有 两千多年的历史,如木炭,煤炭和焦炭等.炭是化学成 分不纯,随着原料及制备工艺和条件不同而形成的无恒 定组成及性质的含碳物质.木炭随所用木料及烧制工艺 和条件的不同,其化学组成和性质也不同.煤炭有不同 种类,其成分及性质也有所不同.焦炭由于配煤及工艺 的不同,所含杂质和性质也经常变化. 与化学元素有关的名词均用"碳".例如:碳水化 合物,碳酸ffF酶,碳源,碳酸盐,碳化,渗碳,脱碳, 碳素钢,碳链,碳环,碳化物,二十碳酸,二十碳五烯 酸等."炭"则都是物质的名称,而所指的物质是混合 物.除上述木炭等外,还可举出骨炭,血炭,动物炭, 木质炭,活性炭,炭黑,炭砖,炭精电极,炭精棒等. 以上虽然就"碳"和"炭"两个词的关系和区别进 行了基本说明,但事物是复杂的,有时在区分上可能存 在不同的认识.在此情况下,就宜以全国科学技术名词 审定委员会公布的名词为准. 煤是树木在地下经过很多年缓慢的化学反应形成的，碳也是由木材形成的，但比煤的时间要短的多，一般是用火烧成的

石墨和碳素的区别：

1、特征不同

石墨：常温下单质碳的化学性质比较稳定，不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂；高温下与氧反应燃烧，生成二氧化碳或一氧化碳；在卤素中只有氟能与单质碳直接反应；在加热下，单质碳较易被酸氧化；在高温下，碳还能与许多金属反应，生成金属碳化物。

碳具有还原性，在高温下可以冶炼金属。此外，近年的研究发现，石墨可以被氯磺酸溶解，形成单层石墨烯的氯磺酸“溶液”。

碳素：轻量，多孔性，导电性，导热性，耐腐蚀性，润滑性，高温强度，耐热性，耐热冲击性，低热膨胀，低弹性，高纯度，可加工性。

2、性质不同

石墨：石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子（排列方式呈蜂巢式的多个六边形）以共价键结合，构成共价分子。

碳素：炭和石墨材料是以碳元素为主的非金属固体材料，其中炭材料基本上由非石墨质碳组成的材料，而石墨材料则是基本上由石墨质碳组成的材料。

3、应用不同

石墨：铅笔芯、耐火材料、导电材料、润滑材料、碳素制造、防辐射材料等。

碳素：炭素是以高纯度优质无烟煤，经过深加工改变煤的一些性质得出的燃料物质。炭素制品按产品用途分为石墨电极类、炭块类、石墨阳极类、炭电极类、糊类、电炭类等。

主要用于冶炼行业：有色金属和无色金属的冶炼以及电石、磷化工企业。有时，也用于医疗上，如医用碳素材料作为修复或替代受损骨组织的材料。

参考资料来源：百度百科——石墨

参考资料来源：百度百科——碳素

煤是有一定光泽的，里面含有一定的矿物油等，是比较紧密的晶体结构。煤经过炼焦炉的烘焙，除去了煤焦油等就成了组织比较松散有好多空隙的炭，其中大部分是碳原素。由煤炼出来的炭也称焦炭。另外还有用木头烧出来的炭叫木炭。\x0d\x0a\x0d\x0a煤和炭都可以用作燃料，大部分的煤燃烧时有烟雾，也可能还会有一些气味。炭燃烧时一般不会有太多烟雾，也还会少一些气味。\x0d\x0a\x0d\x0a炭的空隙结构使炭具有很好的吸附性，故炭常被用作吸附材料，用于吸附水分、气味等。\x0d\x0a煤的组成以有机质为主体，构成有机高分子的主要是碳、氢、氧、氮等元素。煤中存在的元素有数十种之多，但通常所指的煤的元素组成主要是五种元素、即碳、氢、氧、氮和硫。在煤中含量很少，种类繁多的其他元素，一般不作为煤的元素组成，而只当作煤中伴生元素或微量元素。\x0d\x0a\x0d\x0a一、煤中的碳\x0d\x0a\x0d\x0a一般认为，煤是由带脂肪侧链的大芳环和稠环所组成的。这些稠环的骨架是由碳元素构成的。因此，碳元素是组成煤的有机高分子的最主要元素。同时，煤中还存在着少量的无机碳，主要来自碳酸盐类矿物，如石灰岩和方解石等。碳含量随煤化度的升高而增加。在我国泥炭中干燥无灰基碳含量为55～62%成为褐煤以后碳含量就增加到60～76.5%烟煤的碳含量为77～92.7%一直到高变质的无烟煤，碳含量为88.98%。个别煤化度更高的无烟煤，其碳含量多在90%以上，如北京、四望峰等地的无烟煤，碳含量高达95～98%。因此，整个成煤过程，也可以说是增碳过程。\x0d\x0a\x0d\x0a二、煤中的氢\x0d\x0a\x0d\x0a氢是煤中第二个重要的组成元素。除有机氢外，在煤的矿物质中也含有少量的无机氢。它主要存在于矿物质的结晶水中，如高岭土(Al203·2Si02·2H2O)、石膏(CaS04·2H20 \x0d\x0a)等都含有结晶水。在煤的整个变质过程中，随着煤化度的加深，氢含量逐渐减少，煤化度低的煤，氢含量大煤化度高的煤，氢含量小。总的规律是氢含量随碳含量的增加而降低。尤其在无烟煤阶段就尤为明显。当碳含量由92%增至98%时，氢含量则由2.1%降到1%以下。通常是碳含量在80～86%之间时，氢含量最高。即在烟煤的气煤、气肥煤段，氢含量能高达6.5%。在碳含量为65～80%的褐煤和长焰煤段，氢含量多数小于6%。但变化趋势仍是随着碳含量的增大而氢含量减小。\x0d\x0a\x0d\x0a三、煤中的氧\x0d\x0a\x0d\x0a氧是煤中第三个重要的组成元素。它以有机和无机两种状态存在。有机氧主要存在于含氧官能团，如羧基(--COOH)，羟基(--OH)和甲氧基(--OCH3)等中无机氧主要存在于煤中水分、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐和氧化物中等。煤中有机氧随煤化度的加深而减少，甚至趋于消失。褐煤在干燥无灰基碳含量小于70%时，其氧含量可高达20%以上。烟煤碳含量在85%附近时，氧含量几乎都小于10%。当无烟煤碳含量在92%以上时，其氧含量都降至5%以下。\x0d\x0a\x0d\x0a四、煤中的氮\x0d\x0a\x0d\x0a煤中的氮含量比较少，一般约为0.5～3.0%。氮是煤中唯一的完全以有机状态存在的元素。煤中有机氯化物被认为是比较稳定的杂环和复杂的非环结构的化合物，其原生物可能是动、植物脂肪。植物中的植物碱、叶绿素和其他组织的环状结构中都含有氮，而且相当稳定，在煤化过程中不发生变化，成为煤中保留的氮化物。以蛋白质形态存在的氮，仅在泥炭和褐煤中发现，在烟煤很少，几乎没有发现。煤中氮含量随煤的变质程度的加深而减少。它与氢含量的关系是，随氢含量的增高而增大。\x0d\x0a\x0d\x0a五、煤中的硫\x0d\x0a\x0d\x0a煤中的硫分是有害杂质，它能使钢铁热脆、设备腐蚀、燃烧时生成的二氧化硫(SO2)污染大气，危害动、植物生长及人类健康。所以，硫分含量是评价煤质的重要指标之一。煤中含硫量的多少，似与煤化度的深浅没有明显的关系，无论是变质程度高的煤或变质程度低的煤，都存在着有机硫或多或少的煤。 \x0d\x0a煤中硫分的多少与成煤时的古地理环境有密切的关系。在内陆环境或滨海三角训平原环境下形成的和在海陆相交替沉积的煤层或浅海相沉积的煤层，煤中的硫含量就比较高，且大部分为有机硫。 \x0d\x0a根据煤中硫的赋存形态，一般分为有机硫和无机硫两大类。各种形态的硫分的总和称为全硫分。所谓有机硫，是指与煤的有机结构相结合的硫。有机硫主要来自成煤植物中的蛋白质和微生物的蛋白质。煤中无机硫主要来自矿物质中各种含硫化合物，一般又分为硫化物硫和硫酸盐硫两种，有时也有微量的单质硫。硫化物硫主要以黄铁矿为主，其次为白铁矿、磁铁矿((Fe3O4)、闪锌矿(ZnS)、方铅矿(PbS)等。硫酸盐硫主要以石膏(CaSO4·2H20)为主，也有少量的绿矾 \x0d\x0a(FeSO4·7H 20 )等。\x0d\x0a碳是一种化学元素的名称，是构成许多物质的化学成分之一。它可以构成煤、炭、活性炭、焦炭、石墨、金刚石等主要成分为碳元素的不同的物质，二氧化碳气体含有碳，以及大多含碳元素的一大类有机化合物。\x0d\x0a\x0d\x0a所以，煤是一个具体的、个性化了的一种物质的名称碳是一大批不同物质共同含有的、相同的化学元素的名称。构成煤的碳和构成金刚石的碳毫无区别，上述一大批含碳的物质，分解到原子层次的话，各自所含有的碳原子毫无区别。

煤用于炼焦，可以产生煤焦油及氨水。焦碳是用于炼铁的重要原料。煤焦油可提取多种工业用的重要化合物。很多人以为煤气是从煤制造出来的，但事实是煤气是从原油提炼出来的石脑油再加以提炼而成的。煤也可以直接汽化，生成水煤气（一氧化碳和氢的混合物），直接用做清洁燃料。

煤其主要成分为碳、氢、氧和少量的氮、硫或其他元素。硫是煤最主要杂质之一，其通常以硫化物之形式出现於煤的燃烧生成物中。

碳存在于自然界中（如以金刚石和石墨形式），是煤、石油、沥青、石灰石和其它碳酸盐以及一切有机化合物的最主要的成分，在地壳中的含量约0.027%。碳是占生物体干重比例最多的一种元素。碳还以二氧化碳的形式在地球上循环于大气层与平流层。

在大多数的天体及其大气层中都存在有碳。

显而易见，碳是煤的成分和产物。 补充，碳不一定是单质，生活中使用的碳也是混合物。例如焦炭，活性炭。

1、形成原因不同：

煤是由于地壳的变动不断被埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成的黑色可燃沉积岩，这就是煤炭的形成过程。简言之就是，炭是由远古植物遗骸天然形成的燃料。

而木炭则是由木材人工加工制成的燃料。木炭是木质原料经过不完全燃烧或者在隔绝空气的条件下热解所残留的深褐色或黑色多孔固体燃料，其品质可以通过温度、时间和氧气等条件而人为控制。

2、所含的成分不同：

煤由多种有机物和各种无机物组成，含量最大的元素是碳、氢等，还含有氮、硅、钙等。

碳是一种非金属元素，含有少量氧、氢、硫、氮、氯。原子序数是6，相对原子质量是12，在自然界中的主要的单质有：金刚石、石墨和无定型碳。

扩展资料：

煤是有一定光泽的，里面含有一定的矿物油等，是比较紧密的晶体结构。煤经过炼焦炉的烘焙，除去了煤焦油等就成了组织比较松散有好多空隙的炭，其中大部分是碳原素。由煤炼出来的炭也称焦炭。另外还有用木头烧出来的炭叫木炭。

煤和炭都可以用作燃料，大部分的煤燃烧时有烟雾，也可能还会有一些气味。炭燃烧时一般不会有太多烟雾，也还会少一些气味。炭的空隙结构使炭具有很好的吸附性，故炭常被用作吸附材料，用于吸附水分、气味等。

参考资料来源：百度百科-煤

参考资料来源：百度百科-碳