Question

5．多彩的“碳”，多姿的生活，讓我們一起走進“碳”的世界．
（1）根據表中提供的信息，回答問題．

	金剛石	石墨	C60
結構
用途	鉆探機鉆頭（或切割玻璃等）	作電極材料	作超導體材料
相應的性質	硬度大	能導電

表中幾種物質均是由碳元素組成的單質，其物理性質卻不相同，原因是碳原子排列方式不同．
（2）“碳海綿”是一直最輕的固體材料（如圖所示），它是由碳元素組成的單質，具有多孔結構，彈性好．它對石油有很強的吸附能力（不吸水），將吸入的石油擠出后仍可恢復原狀．下列關于碳海綿的說法不正確的是B（填序號）．
A．可處理海上石油泄漏                     B．不可重復使用
C．在一定條件下可還原氧化銅           D．在氧氣中完全燃燒的產物是CO₂
（3）我國科學家陳乾旺等最新研究成果表明，在440℃和800大氣壓條件下，二氧化碳和金屬鈉反應產生金剛石和碳酸鈉，合成的金剛石最大達1.2mm，完全可以滿足工業用途．請寫出該反應的化學方程式：4Na+3CO$\frac{\underline{\;\;\;\;\;440℃\;\;\;\;\;}}{800大氣壓}$2Na₂CO₃+C．

Answer 1

分析 （1）根據金剛石具有正八面體形狀、硬度大，石墨具有優良的導電性等進行分析解答．
（2）根據題意，“碳海綿”是已知最輕的固體材料，其主要成分是石墨烯和碳納米管（兩者都是碳單質），具備高彈性和疏松多孔的結構，將吸入的石油擠出后仍可恢復原狀，據此結合碳單質的性質進行分析判斷．
（3）根據反應物、生成物、反應條件及其質量守恒定律可以書寫化學方程式．

解答 解：（1）金剛石具有正八面體形狀、硬度大，可用作鉆探機鉆頭或切割玻璃等；石墨作電極材料，是利用了石墨具有優良的導電性．金剛石、石墨物理性質差異很大，是因為它們的結構中碳原子的排列方式不同．
（2）A、由題意，“碳海綿”具有疏松多孔的結構，具有吸附性，所以可處理海上石油泄漏，故選項說法正確．
B、“碳海綿”將吸入的石油擠出后仍可恢復原狀，所以可重復使用，故選項說法錯誤．
C、“碳海綿”主要成分是石墨烯和碳納米管（兩者都是碳單質），具有還原性，在一定條件下可還原氧化銅，故選項說法正確．
C、“碳海綿”主要成分是石墨烯和碳納米管（兩者都是碳單質），常溫下化學性質不活潑，故選項說法錯誤．
D、“碳海綿”主要成分是石墨烯和碳納米管（兩者都是碳單質），在氧氣中完全燃燒的產物是CO₂，故選項說法正確．
（3）在440℃和800大氣壓的條件下，金屬鈉與二氧化碳反應產生金剛石和碳酸鈉，反應的化學方程式為：4Na+3CO$\frac{\underline{\;\;\;\;\;440℃\;\;\;\;\;}}{800大氣壓}$2Na₂CO₃+C；
故答案為；（1）

	金剛石	石墨	C60
結構
用途	鉆探機鉆頭（或切割玻璃等）	作電極材料	作超導體材料
相應的性質	硬度大	能導電

（2）B；
（3）4Na+3CO$\frac{\underline{\;\;\;\;\;440℃\;\;\;\;\;}}{800大氣壓}$2Na₂CO₃+C．

點評 本題難度不大，掌握碳單質的物理性質、化學性質與用途、方程式的書寫是正確解題的關鍵．