Question

17．人們發(fā)現(xiàn)了一個普遍規(guī)律：物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定，化學(xué)變化從能量變化的角 度來分析，就是由高能量的物質(zhì)向低能量的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，如要使化學(xué)變化反向進行，則必須控制一定的條件．有科學(xué)家認(rèn)為在石墨轉(zhuǎn)化為金剛石過程中，石墨碳原子間的鏈不發(fā)生斷裂，而是在催化劑的作用下按一定的方向位移直接轉(zhuǎn)化為金剛石的結(jié)構(gòu)，這種轉(zhuǎn)化的前后結(jié)構(gòu)如圖所示．試回答下列問題：

（1）根據(jù)題中所述，可知金剛石的能量高于（選填“高于”、“低于”或“等于”）石墨的能量．
（2）從圖示可看出，金剛石是一種空間網(wǎng)狀晶體，每個碳原子結(jié)合另外4個碳原子．
（3）為了得到純凈的金剛石，需要用高氯酸（HClO₄）來清洗混雜的石墨，產(chǎn)物除H₂O是液體外，其余都是氣體，一種是無色無毒的化合物，另一種是有色有毒的氯氣（Cl₂）．則用高氯酸清除石墨的化學(xué)反應(yīng)方程式為4HClO₄+7C=2H₂O+2Cl₂↑+7CO₂↑．
（4）火山爆發(fā)過的地方，在火山噴口附近的熔巖渣中有可能找到金剛石（填金剛石或石墨）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)的條件來分析；
（2）根據(jù)結(jié)構(gòu)模型來分析；
（3）碳與高氯酸能反應(yīng)生成水、氯氣和二氧化碳，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（4）（5）根據(jù)火山口的環(huán)境來分析．

解答 解：（1）要實現(xiàn)石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的轉(zhuǎn)化，則至少要在1700K和6×1.01×10⁸千帕壓強的條件下進行，而且還要一種催化劑．這說明金剛石的能量高于石墨的能量．故填：高于；
（2）金剛石晶體中每個C原子處于其他4個C原子構(gòu)成的正四面體的內(nèi)部，向周圍無限延伸形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，晶體中每一個最小的封閉的環(huán)上有6個碳原子；故填：4；
（3）碳與高氯酸能反應(yīng)生成水、氯氣和二氧化碳，故填：7C+4HClO₄=2H₂O+2Cl₂↑+7CO₂↑；
（4）地殼下高溫高壓，易形成金剛石，故填：金剛石．
故答案為：（1）高于；（2）4；（3）4HClO₄+7C=2H₂O+2Cl₂↑+7CO₂↑；（4）金剛石．

點評 掌握題干信息結(jié)合碳單質(zhì)的性質(zhì)進行分析解答是關(guān)鍵．熟悉化學(xué)方程式的書寫方法：一寫二配三注明四等號．