石墨属于：

石墨可分为天然石墨与人造石墨，二者结构相近，物理化学性质相似，但用途却有着较大差别。众多研究中，某些研究者没有注意到两者的区别而笼统地称之为石墨。这种将二者混为一谈的结果造成了很多的误导，甚至是决策的错误，带来很大的资源浪费和经济损失。本文就从天然石墨与人造石墨结构组成、性能的角度出发，谈谈两者的特点与区别，以及重要联系与应用进展。

1. 石墨分类与特点：

1.1 天然石墨

天然石墨是富碳有机物在高温高压地质环境长期作用下转变形成的，是大自然的结晶。天然石墨的工艺特性主要取决于它的结晶形态。结晶形态不同的矿物，具有不同的工业价值和用途。天然石墨的种类较多，根据结晶形态不同，工业上将天然石墨分为致密结晶状石墨、鳞片石墨和隐晶质石墨三类。我国主要有鳞片石墨和隐晶质石墨两大类。

1.2 人造石墨

人造石墨类似于结晶学中的多晶体。人造石墨种类繁多，生产工艺千差万别。广义上来说，一切通过有机物炭化再经石墨化高温处理后得到的石墨材料均可统称为人造石墨，如炭（石墨）纤维、热解炭（石墨）、泡沫石墨等。而狭义上的人造石墨通常是指以杂质含量较低的炭质原料（石油焦、沥青焦等）为骨料、煤沥青等为粘结剂，经过配料、混捏、成型、炭化（工业上称为焙烧）和石墨化等工序制得的块状固体材料，如石墨电极、热等静压石墨等。

2.天然石墨与人造石墨的区别和联系

鉴于以上天然石墨为原料制备出来的通常是狭义的人造石墨，现仅分析和讨论天然石墨与狭义人造石墨的区别与联系。

2.1 晶体结构

天然石墨：晶体发育较为完善，鳞片石墨的石墨化程度更在98%以上，而天然微晶石墨的石墨化程度通常在93%以下。

人造石墨：晶体发育程度取决于原材料及热处理温度。一般来说，热处理温度越高，其石墨化程度也就越高。目前工业生产的人造石墨，其石墨化程度通常低于90%。

2.2 组织结构

天然鳞片石墨：是一种单晶，组织结构较简单，仅存在结晶学上的缺陷（如点缺陷、位错、层错等），宏观上表现出各向异性的特征。天然微晶石墨的晶粒较小，晶粒之间杂乱排列且存在杂质脱除后的孔洞，宏观上表现出各向同性。

人造石墨：可看作是一种多相材料，包括石油焦或沥青焦等炭质颗粒转化的石墨相、包覆在颗粒周围的煤沥青粘结剂转化的石墨相、颗粒堆积或煤沥青粘结剂经热处理后形成的气孔等。

2.3 物理形态

天然石墨：通常以粉体形态存在，可单独使用，但通常与其它材料复合后使用。

人造石墨：形态较多，既有粉状，也有纤维状和块状，而狭义的人造石墨通常为块状，使用时需要加工成一定形状。

2.4 理化性质

在理化性质方面，天然石墨与人造石墨既有共性，也存在性能上的差异。如天然石墨与人造石墨都是热和电的良导体，但对于相同纯度和粒度的石墨粉体来说，天然鳞片石墨的传热性能和导电性能最好、天然微晶石墨次之，人造石墨最低。石墨具有的较好的润滑性和一定的可塑性，天然鳞片石墨的晶体发育较完善，摩擦系数较小，润滑性最好，可塑性最高，而致密结晶状石墨和隐晶质石墨次之，人造石墨较差。

3. 天然石墨与人造石墨的应用领域

石墨具有许多优良的性质，因而在冶金、机械、电气、化工、纺织、国防等工业部门获得广泛应用。天然石墨与人造石墨的应用领域既有相互重叠的部分，也有不相同的地方。

3.1 冶金工业

在冶金工业中，天然鳞片石墨因抗氧化性较好可用于生产镁碳砖和铝碳砖等耐火材料。人造石墨可以作为炼钢电极，而天然石墨制成的电极就难以用于使用条件较苛刻的炼钢电炉。

3.2 机械工业

在机械工业中，石墨材料通常用作耐磨和润滑材料。天然鳞片石墨的润滑性较好，常用作润滑油的添加剂。输送腐蚀介质的设备，广泛采用人造石墨制成的活塞环、密封圈和轴承，工作时无需加入润滑油。天然石墨与高分子树脂复合材料也可用于上述领域，但耐磨性不如人造石墨。

3.3 化学工业

人造石墨具有耐腐蚀、导热性好、渗透率低等特点，在化学工业中广泛用于制作热交换器、反应槽、吸收塔、过滤器等设备。天然石墨与高分子树脂复合材料也可用于上述领域，但导热性、耐腐蚀性不如人造石墨。

4. 石墨应用前景

随着研究技术的不断发展，人造石墨应用前景不可估量。就目前来看，以天然石墨为原料开发人造石墨制品不失为拓展天然石墨应用领域的重要途径之一。天然石墨作为辅助原料早已用于部分人造石墨生产，但以天然石墨为主要原料开发人造石墨制品则研究不够。充分认识和利用天然石墨的结构与特性，采用合适的工艺、路线和方法，生产具有特殊结构、性能和用途的人造石墨制品，是实现这一目标的最佳方式。

石墨烯可能会将可再生能源的未来引入更近一步。一种新型电极可以在酸性条件下完成析氢反应，使得该技术既便宜又有效。这一过程得益于一种智能石墨烯。

在绿色经济中，电解水生氢对能量储存至关重要。然而，最大的障碍之一是贵金属电极的高昂成本。廉价的非贵族金属虽然可以工作，但主要是在碱性条件下，而且反应电力短缺更有效的酸相反应需要像铂这样稀有的金属金属。更糟糕的是，酸性电解质具有腐蚀性，并会侵蚀掉核心金属。

煤

别称:煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。

一种固体可燃有机岩，主要由植物遗体经生物化学作用，埋藏后再经地质作用转变而成。俗称煤炭。中国是世界上最早利用煤的国家。辽宁省新乐古文化遗址中，就发现有煤制工艺品 ，河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。《山海经》中称煤为石涅，魏、晋时称煤为石墨或石炭 。明代李时珍的《本草纲目》首次使用煤这一名称。希腊和古罗马也是用煤较早的国家，希腊学者泰奥弗拉斯托斯在公元前约300年著有 《石史》 ，其中记载有煤的性质和产地；古罗马大约在2000年前已开始用煤加热。

煤炭是一种可以用作燃料或工业原料的矿物。它是古代植物经过生物化学作用和地质作用而改变其物理、化学性质，由碳、氢、氧、氮等元素组成的黑色固体矿物。

煤作为一种燃料，早在800年前就已经开始。煤被广泛用作工业生产的燃料，是从18世纪末的产业革命开始的。随着蒸汽机的发明和使用，煤被广泛地用作工业生产的燃料，给社会带来了前所未有的巨大生产力，推动了工业的向前发展，随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业。煤炭热量高，标准煤的发热量为 7000大卡／千克。而且煤炭在地球上的储量丰富，分布广泛，一般也比较容易开采，因而被广泛用作各种工业生产中的燃料。

煤炭除了作为燃料以取得热量和动能以外，更为重要的是从中制取冶金用的焦炭和制取人造石油，即煤的低温干馏的液体产品——煤焦油。经过化学加工，从煤炭中能制造出成千上万种化学产品，所以它又是一种非常重要的化工原料，如我国相当多的中、小氮肥厂都以煤炭作原料生产化肥。我国的煤炭广泛用来作为多种工业的原料。大型煤炭工业基地的建设，对我国综合工业基地和经济区域的形成和发展起着很大的作用。

此外，煤炭中还往往含有许多放射性和稀有元素如铀、锗、镓等，这些放射性和稀有元素是半导体和原子能工业的重要原料。

煤炭对于现代化工业来说，无论是重工业，还是轻工业；无论是能源工业、冶金工业、化学工业、机械工业，还是轻纺工业、食品工业、交通运输业，都发挥着重要的作用，各种工业部门都在一定程度上要消耗一定量的煤炭，因此有人称煤炭是工业的“真正的粮食”。

我国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一，不仅储量大，分布广，而且种类齐全，煤质优良，为我国工业现代化提供了极为有利的条件。

石油

石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。它是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物，与煤一样属于化石燃料。

天然气

天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。

天然气系古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，具可燃性，多在油田开采原油时伴随而出。

天然气蕴藏在地下多孔隙岩层中，主要成分为甲烷，比重0.65，比空气轻，具有无色、无味、无毒之特性。 天然气公司皆遵照政府规定添加臭剂（四氢噻吩），以资用户嗅辨。

若天然气在空气中浓度为5%～15%的范围内，遇明火即可发生爆炸，这个浓度范围即为天然气的爆炸极限。爆炸在瞬间产生高压、高温，其破坏力和危险性都是很大的。

A．水煤气是水和煤反应生成的一氧化碳和氢气混合气体属于二次能源，天然气、沼气都是甲烷，分别属于化石能源、可再生能源，故A正确；

B．液氨属于非电解质、石墨既不是电解质也不是非电解质、水是弱电解质，故B错误；

C．Mg、Al等活泼或较活泼金属用电解法，Cu是中等活泼金属，以C、CO或H2做还原剂还原，故C错误；

D．纯碱是碳酸钠，属于盐，故D错误；

故选A．

易煤网回答您：煤炭资源，能源矿产资源之一。在世界一次能源消费量中占25%。2000年底，世界煤炭总产量为46.61亿吨，消费量46.59亿吨，贸易量5.9亿吨。世界探明可采储量为9842.11亿吨。其中，主要集中在美国（2466.43亿吨）、俄罗斯（1570.10亿吨）、中国（1145亿吨）、澳大利亚（904亿吨）、印度（747.33亿吨）、德国（670亿吨）、南非（553.33亿吨）、乌克兰（343.56亿吨）、哈萨克斯坦（340亿吨）、波兰（143.09亿吨）、巴西（119.50亿吨）等国。

而且煤炭是不可再生能源，地球上储量有限。中国是一个“多煤、少油、贫气”的国家，在中国已探明石化能源储量中，石油和天燃气仅占6％，其余94％均为煤炭。这样的能源资源特征决定了中国煤炭价格要大大低于油、气价格，自然禀赋决定了中国能源以煤炭为主。

公开资料显示，建国之初煤炭在中国一次性能源结构中高达90%。虽然油、气资源利用在逐步增加，但是煤炭在中国一次性能源结构中比例始终过半。2014年4月21日，在第十二届全国人民代表大会常务委员会第八次会议上，国家发展和改革委员会主任徐绍史做的工作报告指出，2013年煤炭占能源消费比重为65.9%。

煤炭具备能源和工业原料双重属性，决定了煤炭在国民经济中占有重要的战略地位。有煤炭专家表示，在中国2013年的煤炭消耗结构中，一半用于发电，另一半消耗在了钢铁、化工、建材和取暖等领域。这些需求方面，既有可替代的方面也有不可替代的方面。

煤炭是钢铁、煤化工等产业重要的原材料。其中钢铁行业用煤主要是炼焦用煤、烧结用煤和高炉喷吹煤。而焦炭和烧结用煤当前高炉生产工艺条件下无可替代。

　替代能源概念大于实效替代燃料成型尚需时日

电力行业是煤炭消费最大的市场。虽然核电，风电、光伏发电越来越受到重视，天然气、页岩气、煤制气也被认为是煤炭的清洁替代能源，但这些在短期内难以改变煤炭在中国电力生产领域的主体地位。

核电、风电、太阳能等新能源和可再生能源发电快速发展，但由于用电基数大、增长快，新能源和可再生能源在总发电量中占比仍然较小，而且稳定性和安全性方面仍面临一系列难题。

以风电为例，由于风电具有随机性和波动性，大规模并网后可能引起电力系统运行模式发生较大的变化，存在着比较严重的弃电现象。中国循环经济协会可再生能源专业委员会等单位编写发布的《2014中国风电发展报告》披露，2013年，有162亿千瓦时风电因无法并网外送或当地消纳而被迫放弃，约占风力发电总量的一成。

安全性仍是核电建设首先考虑的问题。2011年3月，日本福岛核电站因地震引发的泄露危机再次引发全球对核电安全性的争议。当年6月，德国总理默克尔宣布，德国将在2022年前关闭境内所有17座核电站，这意味着德国将成为日本福岛核危机后，首个宣布放弃核电的主要工业国家。中国核电建设受此影响进入发展低潮期。

是不可再生资源..........石油的原料是生物的尸体，生物的细胞含有脂肪和油脂，脂肪和油脂则是由碳、氢、氧等3种元素组成的。生物遗体沉降于海底或湖底并被淤泥覆盖之后，氧元素分离，碳和氢则组成碳氢化合物。

我们已经在地球上发现3000种以上的碳氢化合物，石油是由其中350种左右的碳氢化合物形成的，比石油更轻的碳氢化合物则成为天然气。煤矿与石油的成因很类似，但煤是植物的化石，又是固态。

大量产生碳氢化合物的岩石即称为“石油源岩”。埋没于地中的石油源岩受到地热和压力的影响，再加上其他多种化学反应之后就产生石油，而石油积存于岩石间隙之间便形成油田。

地壳变动而石油生成

我们最近逐渐了解地球内部的变化与石油的生成有十分密切的关系，在描述此种关系之前,让我们先来了解一下地球内部的状况。

地球的半径大约是6400公里，覆盖地球表面的地壳下方是由岩石形成厚达2900公里的“地慢”，其下方则是由金属形成的“地核”，并以大约5100公里深处分界，分为“外核”与“内核”。外核主要是由液态金属铁组成，内核则主要是固态铁。 地球表面铺满坚硬的“板 块”，厚度约有100公里，是由向上喷出的“洋脊”产生的，’在 缓缓移动到“海沟”后就沉降于 另一板块下方。 80年代后期，人们学会捕捉地震波传递到地球内部时的立体图，于是发现令人惊讶的地慢活动状况。高温又巨型的上升流“超级卷流”由地底涌上后，以蘑菇形态分别存在于夏威夷和非洲大陆正下方。此外，低温的巨型下降流“冷卷流”则以水滴形态占据亚洲大陆及南美洲大陆正下方的冷卷流似乎是沉降到地函底部。

我们现在的知道的是，地幔内部落热对流是以冷卷流向超级卷注移动的形态而形成的。此种运动不仅影响板块运动，似乎也对整个地球的地质和环境的变化产生很大的影响。

超级卷流是石油制造者？

现在全球生产的石没之中，有60%是产生了恐龙称霸地球时期所形成的石油源岩，所形成的“黑色页岩”则遍布世界各地。黑色页岩主要是由未经氧化的藻类等浮游植物遗骸堆积而成。由此可知当时必须有可让浮游植物繁殖又不会产生氧化的缺氧环境条件，大量的黑色页岩才会形成。

最近发现，石油源岩在此时代的形成似乎与超级卷流运动的活化可以促使由地下涌出的地幔物质所形成的洋脊体积增大，海面因而上升，使得较低的陆地变成浅海，而浅海则具有可当石油原料的藻类等浮游植物极易繁殖的环境。

浅海地区的藻类等浮游植物因而出现大幅增加和大量死亡的现象，周围的细菌为分解其残骸而消耗氧气，于是出现了缺氧环境。

地球温暖化也会改变深层海水的流动状况，由于高纬度地区与低纬度地区海水的温度高低不同，较低温但含有丰富氧气的高纬度地区深层海水会流向低纬度地区海洋。但地球温暖化的现象减少。氧气较少的海域因而扩大，无法氧化的浮游植物便逐渐堆积，所留下的大量有机物则形成石油源岩。

生物的演化改变了石油的性质

由于石油的原料是生物的遗骸，因此调查石油的性质便可以得知古老时期的生物演化过程和地球环境历史。

生命的演化大概有下述的过程。生命是于38亿年前诞生，并逐渐地进行演化，到了距今5亿5000万年前的古生代寒武纪时期，爆发性的演化才开始，大约4亿4500万年前，生命也登上了陆地。

4亿4000万年至4亿年前时期，石油源岩的主要成分是当时繁茂的浮游植物所形成的耐碳氢化合物。另一方面，羊齿类植物在此时期繁琐盛于海岸近处，因此以陆上植物为原料的石油源岩也出现了。

2亿9000万年前，广大的陆地普遍出现由裸子植物组成的森林，并到处形成被沼泽地包围的湖沼，藻类便在湖沼中开始繁殖。由此也产生了以藻类为原料的新种石油源岩，这也是陆上植物的繁盛促使新性质石油源岩诞生的一例。

9000万年前时期，被子植物和针叶树林开始逐渐扩张到高纬度地区和高地，因而出现以陆地木材为原料的石油源岩。另一方面，树木的树脂成为轻质原油的原料，形成新的石油源岩。针叶树林的增加竟使得木材取代了藻类，成为石油源岩的主要原料。

最近石油性质的分析技术有长足的进步，我们已逐渐可以取得有关石油原料性质，以及由热能引起的变化过程等的详细资料。由此种资料即能进一步了解原料生物遗骸逐渐堆积时的环境状况。

大约1亿7000万年到200万年前所发生的全球性规模“阿尔卑斯造山运动期”也造出了巨油田，在此时期，分布于广大范围的1亿年前前后形成的石油源岩都没入地中。现有的石油和天然气有大约3分之2就是此时期形成的。