【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的注解。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。  

第三章、碳和碳的简单化合物 

§3-2木材干馏

【01】我们已经知道，木材和煤在隔绝空气下强热，可以分别制得木炭和焦炭。这个过程，叫做干馏。

【02】在实验室里，我们可以用图3-2的装置，来做木材干馏的实验。

【03】在硬质试管的底部放进一些木条，把试管横着固定在铁架台上，试管口稍稍向下倾斜。用酒精灯在试管底部加热，试管里的木条开始分解，先变黄，然后逐渐变黑，成为木炭。同时在靠近试管塞的地方，积聚着一些液体，这液体分成两层，下层是焦黑色的油状液体，称为木焦油，上层是比较澄清象水一样的液体称为木醋酸，其中含有醋酸、木精和水等物质。在试管口的尖嘴玻管口处，有可燃性的气体放出，称做木气，用火柴点燃，可以在尖口处燃烧。

【醋酸是我们食用醋里的一种成分，食用醋带有酸味，就是由于醋酸产生的。木精又叫做甲醇，和普通用的酒精属于同一类的物质。醋酸和木精都是有机化合物，将在第四册里详细讲到。】

【04】木材干馏的产物，可以列表如下：

【05】我国农村里广泛地利用炭窑来干馏木柴。把木柴堆砌在泥砌的炭窑里，先把炭窑底部的部分木柴引火燃烧，经过一些时间后，把炭窑底部通空气的小洞用泥土闭塞，这样炭窑里的空气不足，木柴不能充分燃烧，而开始时一部分木柴燃烧所放出的热，使其余木柴分解，发生干馏的作用。利用炭窑干馏木柴，它的气体产物和液体产物都从炭窑中心的烟道逸出，散失在空气中，只有固体产物一木炭，留存在炭窑里。因此，这种方法从资源的充分利用来说，是不经济的。但是这个方法简便易行，可以在农村里作为一种副业生产。

【06】煤干馏后也可得到固体产物（焦炭）、液体产物(“粗氨水”和煤焦油)和气体产物（煤气）。关于煤的干馏，将在第四册里详细讨论。

山笺||  化石能源与新能源

（1）化石燃料

 【山】化石燃料（煤石油天然气）是由古生物遗骸经复杂地质变化后形成，故不可再生。由于地球上的生物多为碳基生命，因此化石燃料主要含有碳元素。其中：

 【山】①煤是由古植物形成，其为混合物，除碳外还含有氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质。（煤中的硫在燃烧时会产生二氧化硫污染空气，甚至形成酸雨，因此目前一直在推广脱硫煤） 

 【山】②石油天然气由古动植物形成，主要含有碳氢两种元素，刚开采出来的石油叫做原油，是一种黏稠液体。

 （2）煤的干馏

 【山】当燃气和煤燃烧的火焰是黄色和橙色时，说明燃烧不充分，一些碳颗粒没有充分燃烧，因此锅底发黑，甚至会有一氧化碳产生。而充分燃烧除了需要充足的空气外还需要与空气有充分的接触面（蜂窝煤就是这一原理）。但个人直接烧煤，即使用蜂窝煤并做好通风，也无法做到充分燃烧，对煤的利用率太低，因此为了提高利用率，会将煤制成利用率更高的燃料。

 【山】①焦化：将煤隔绝空气加强热（干馏），会使其分解成许多物质，如焦炭（冶金工业重要原料）、煤焦油（化工原料）、粗氨水（化肥）、煤气（燃料）等，其中煤气主要成分是氢气、甲烷、一氧化碳等。

 【山】②气化：煤在氧气不充足时进行不充分燃烧，生成一氧化碳、氢气、甲烷等作为气态燃料以及化工原料。

 【山】③液化：高温高压下，在催化剂等作用下，使煤裂解并加氢生成汽油、煤油、柴油等液体燃料。

 （3）石油与天然气

 【山】石油加热炼制后，利用石油中各成分沸点不同的特点，分离出液化石油气、溶剂油、汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青等各种物质。 

 【山】有石油的地方一般有天然气存在，天然气主要有碳和氢组成碳氢气态化合物，其主要成分是甲烷。甲烷燃烧时产生蓝色火焰，生成水和二氧化碳。

 （4）沼气与新能源

 【山】在天然池沼底部会产生可燃性气体，因此命名为沼气，其主要成分是甲烷。人类将秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放入密闭的沼气池，模拟自然沼气形成的条件可以生产甲烷。 

 【山】燃烧是可燃物与氧气发生的发光放热的剧烈氧化反应，是化学能主要转换为热能的过程。但产生热能并不一定需要燃烧（生石灰遇水放热生成熟石灰）。并且燃烧中产生的光等现象其实是将部分可转换成热能的化学能给浪费掉了。

 【山】再加上传统化石燃料的不可再生性以及污染性，因此现在人们开始重点研究绿色能源与新能源。绿色能源包括太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能、核能……而新能源的运用既可以延缓能源危机，还能减少对环境的污染。

习题3-2

1、干馏和蒸馏有什么不同？

【山答】干馏是针对固体，且是化学变化。蒸馏是针对液体，且是物理变化。

2、木柴干馏和木柴燃烧有什么不同？

【山答】木柴燃烧时，不限制空气，可以充分燃烧，因此会直接烧到只余不能燃烧的灰烬为止。而木柴干馏是限制空气，当木柴受热分解产生木炭以及其他各种物质时，虽然木炭等依然是可燃物，但没有充足的空气，不能再充分燃烧，因此可以余下作为不同于木柴的燃料。

3、木材干馏后可得哪些产物？

【山答】木炭、木气、木焦油、木醋酸（醋酸、木精、水）。

4、木炭燃烧时和木柴燃烧时在现象上有什么不同？

【山答】木柴燃烧时，有火焰，有呛人的烟气；但木炭燃烧时没有火焰，没有呛人的烟气。

山话嵓语

        如果我记忆没错，关于木柴干馏在如今的教材中只是简单的一句带过，原因可能是如今木柴作为主要燃料的时代已经过去，在如今现实中应用已不广。但我看了这一节，还是认为当今教材应该考虑重新编入这一节内容。因为这一节很有启发性。

        例如，我是今天才注意到木炭烧火是没有火焰的，虽然我不知已经吃过几次炭烧烤了（当然如今大都是电或煤气烧烤，不过以前还是吃过炭烧烤的）。然后，我思考了一番，发现我竟然无法说出原因，只得上网查资料，直到读到一篇科普文《木炭和木柴，火焰到底pick谁？》（科普中国网）才搞明白其中关键，顺带着还进一步深化了对木柴燃烧的理解，感觉颇有收获。最重要的是，我现在开始对有机物部分的煤干馏产生了一定兴趣（中学学过煤干馏，但此时已快忘完了）。

        所以我感觉这一节，虽然已与时代脱节，但依然具有启发性，很具有学习的必要。