Question

【题目】阅读短文，回答下列问题：

人造金刚石

几百年前，人们不知道金刚石是由什么组成的。一个偶然的机会，科学家拿着放大镜，在阳光下研究金刚石的折光性质。当太阳光被放大镜聚焦成一点照到金刚石时，金刚石消失了。人们经过分析，认为金刚石可能被烧掉了。

化学家把金刚石放在充满氧气的密闭容器里，使金刚石在容器里燃烧。燃烧后，测定容器里的生成物，发现竟然是二氧化碳。进一步测定二氧化碳里所含碳的质量，恰好等于燃烧前后金刚石所减少的质量。这样，人们就断定，金刚石是由碳元素组成的单质。

由于天然金刚石资源稀少，价格昂贵，难以满足需求。在知道金刚石的组成和结构后，人们就设法制造金刚石。早在20世纪30年代就已经有了生产人造金刚石的工厂，所用的原料是石墨，这个转化需要高温高压和催化剂。遗憾的是，这样做成的人造金刚石虽然和天然金刚石硬度相当，但是透明度和外形都达不到天然金刚石的水平。此外，这种高温高压合成技术，一般只能合成小颗粒的金刚石，而在大颗粒的金刚石合成方面则有相当大的困难（所以大颗粒的天然金刚石仍然价格昂责）。

20世纪80年代，人们发现人造金刚石在半导体制造行业具有广泛的应用前景。因为计算机芯片的基体材料一—硅的导热性不好，这成为进一步提高芯片性能的难题。而金刚石在导热性方面远远超过硅（甚至超过铜和银），于是它成了芯片基体材料的最佳选择。正是这种需求推动了人造金刚石的研究。

2016年，太原理工大学超硬材料实验室成功研发出利用煤层气合成金刚石产业化生产线，该项技术已通过了中国工程物理研究院的专业检测，不但领先国际，而且突破了我国合成金刚石的现有工艺瓶颈，极大降低了金刚石生产成本。

回答下列问题：

（1）金刚石完全燃烧的产物是_____（填化学式）。

（2）石墨和金刚石物理性质不同的原因是_____。

（3）用石墨制成金刚石是_____（选填“物理变化”或“化学变化。）

（4）金刚石的_____性比硅要好得多。

（5）金刚石和硅的化学性质相似的原因是_____。

（6）你认为利用煤层气合成金刚石的意义在于：_____、_____。

Answer 1

【答案】CO2 碳原子排列方式不同 化学变化 导热 碳原子和硅原子的最外层电子数相同 极大降低了金刚石的生产成本 实现了煤层气的深加工或推动传统煤炭产业向高新技术产业转变（合理即可）

【解析】

（1）金刚石、石墨均由碳原子构成，属于单质；金刚石完全燃烧的产物是二氧化碳。

（2）石墨和金刚石物理性质不同的原因是碳原子排列方式不同。

（3）金刚石与石墨是碳的两种不同单质，故金刚石在一定条件下转化成石墨的过程中有新物质生成，属于化学变化。

（4）硅的导热性不好，而金刚石在导热性方面远远超过硅。

（5）金刚石和硅的化学性质相似的原因是碳原子和硅原子的最外层电子数相同。

（6）你认为利用煤层气合成金刚石的意义在于：极大降低了金刚石的生产成本、实现了煤层气的深加工或推动传统煤炭产业向高新技术产业转变（合理即可）。