4.中国科学技术大学钱逸泰教授等以CCl₄和金属钠为原料，在700℃制造出纳米级金刚石粉末。该成果发表在世界最权威的《科学》杂志上，立即被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。同学们对此的一些“理解”，不正确的是(　 　)

A.金刚石属于金属单质　　 　　 B.制造金刚石过程中发生了化学变化

C.CCl₄是一种化合物　　　　　 D.这个反应是置换反应

3.2003年2月1日，美国“哥伦比亚”号航天飞机在空中失事。有专家分析认为，其原因可能是航天飞机壳底部的石墨瓦在空中脱落，击中机翼。航天飞机表面覆盖石墨瓦可以起隔热和保护作用，这主要是因为石墨(　　 )

A.能导电　　　　　　　 B.熔点高、耐高温，化学性质稳定　　

C.密度小　　　　　　　 D.硬度小，有润滑作用

4．反应物相同，但反应物的量不同、反应物间接触面积不同或反应条件不同，则生成的产物或反应中产生的现象有可能不同。如：碳和氧气在点燃条件下反应，氧气充足时生成的是CO₂，而氧气不充足时主要生成CO。

[基础演练]

3．所有碳单质的化学性质都相同吗？比如金刚石、石墨和C₆₀以及木炭等都是由碳元素组成的，其碳原子的最外层电子的数目一样多(都是4个)，因此，不同碳单质的化学性质相同。

2．“炭”和“碳”两字容易混淆、写错。“碳”是元素名称，在书写含碳元素的物质的名称时使用，如二氧化碳；而“炭”表示物质，如“活性炭”。

1．对同一元素不一定只组成一种单质的说法理解不透。如氧元素可组成O₂ 和O₃ 两种单质，所以说只含一种元素的物质不一定是单质，也可能是几种单质组成的混合物。

3．对单质碳相关性质和用途的推测和探究，可根据题中所给条件推断反应物、生成物，也可以实验题的形式来考查反应的现象，如例3。

[典例精析]

例1：(2005·南通市)下图是金刚石、石墨、C₆₀的结构示意图，它们的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是(　　 )

A．构成它们的原子大小不同　　　　　 　　

B．构成它们的原子数目不同

C．金刚石、石墨、C₆₀由不同种原子构成 　

D．金刚石、石墨、C₆₀里碳原子的排列不同

解析　 物质的结构决定了物质的性质。由图可知，金刚石、石墨、C₆₀都是由碳原子构成的单质，但碳原子的排列方式不同。

答案：D　

例2：(2005 ·宜昌市课改区)“轻轨电车”(如右图)是近年来新兴的城市高架交通工具，具有污染小的特点。当轻轨电车开动时，轻轨电车上裸露的“电刷”沿架空电线滑动。电刷材料中含有石墨。选择石墨作电刷材料是因为其具有下列性质：

①　　　　　　　　　 ；②　　　　　　　　　 ；

③　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

解析　 电刷沿架空电线长时间滑动，因摩擦产生大量的热，这就要求电刷材料具有润滑、导电和耐高温的性能。而石墨恰好具有润滑、导电和耐高温的性质，因此石墨是制作电刷的理想材料。

答案：①导电　 ②润滑　 ③耐高温(或不易氧化；或化学性质不活泼……)

例3：(2004·潍坊市)小强、小明和小梅三同学在学习了木炭还原氧化铜的实验后，提出如下问题：“木炭与一氧化铅(化学式为PbO)反应生成铅的同时产生的气体一定全部为二氧化碳吗?”请你和他们一起对产物中气体的成分进行研究，并回答有关问题。

　 (1)猜想：小强认为：反应产生的气体全部为二氧化碳。小明认为：反应产生的气体全部为一氧化碳。小梅认为：反应产生的气体既有二氧化碳又有一氧化碳。

(2)设计实验：根据各自的猜想，他们共同设计了实验，实验装置如右图

(他们在实验中进行了规范操作和细致的观察)。

　 (3)现象与结论：如果小强猜想正确，装置B、C中的实验现象是　　　　 　　　　　　；

如果小明猜想正确，装置B、C中的实验现象是　

　　　　　　　 　；

如果小梅猜想正确，装置B、C中的实验现象是　　　　　　　　　　 　　　　　。

　 (4)此实验装置有不足之处，请你对该装置进行改进，具体措施是　　　　　　　　　　　　　　　 。

　 (5)根据上述实验及学习的木炭与CuO、Fe₂O₃的反应，请你归纳出单质碳的一项重要用途是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

解析 　根据澄清的石灰水是否变浑浊，就可知是否有CO₂ 产生；根据新鲜的鸡血是否变色，可判断反应过程中是否有CO 产生；尾气中含有CO，一般用点燃的方法来处理；木炭能还原CuO、Fe₂O₃的，说明用木炭可冶炼金属。

答案：(3)石灰水变浑浊，鸡血颜色不变；石灰水无明显变化，鸡血颜色发生变化；石灰水变浑浊，鸡血颜色发生变化

　 (4)在装置C的出气口接一个尖嘴玻璃管和燃着的酒精灯(或在装置C的出气口用气球或塑料袋收集尾气)

　 (5)冶炼金属

[常见误区]

2．利用金刚石、石墨、木炭、活性炭的性质来考查它们在日常生活和生产的用途，如例2。

1．金刚石与石墨物理性质的差异及其原因，或以足球烯C₆₀、C₇₀、碳纳米管等新型材料为试题背景，推测它们的结构，如例1。