Question

石墨和金剛石在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化：石墨金剛石  ΔH＞0。20世紀(jì)50年代，美國(guó)通用汽車公司在實(shí)驗(yàn)室利用高溫高壓(2 000 ℃，20 000 atm)將石墨變成金剛石后，1989年，日本科學(xué)家用炸藥和碳粉“炸出”金剛石的消息引起了人們廣泛關(guān)注。它們將炸藥和碳粉混合并用石蠟固化后裝入鋼制敞口容器內(nèi)，深入一個(gè)直徑為8 m、深約5 m的混凝土水槽內(nèi)，點(diǎn)火起爆，最后將容器里的水取出靜置，可獲得直徑約為0.002 —0.003 μm的超細(xì)金剛石粉。

(1)從平衡移動(dòng)原理分析，上述兩種制取金剛石的方法之所以都能獲得成功的原因是(    )

A.金剛石比石墨熔點(diǎn)低                   B.金剛石的密度大于石墨

C.金剛石硬度很大                       D.合成金剛石是吸熱反應(yīng)

(2)炸藥爆炸的瞬間，可以產(chǎn)生400 000 atm的超高壓和5 000 ℃的超高溫，完全能達(dá)到石墨轉(zhuǎn)化成金剛石的條件，你認(rèn)為將炸藥放在水槽內(nèi)的最主要原因是(    )

A.形成高壓條件                         B.吸熱降低溫度

C.防止碳粉燃燒                         D.溶解爆炸產(chǎn)生的氣體

(3)你認(rèn)為在工業(yè)上這種超細(xì)金剛石粉可以作(    )

A.切削工具涂層                         B.研磨劑

C.鉆石戒指                             D.制造石墨

Answer 1

(1)BD  (2)C  (3)AB

解析:

(1)根據(jù)平衡移動(dòng)原理：升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，很容易判斷D正確。改變壓強(qiáng)對(duì)沒(méi)有氣體參加的反應(yīng)無(wú)影響，為什么合成金剛石采取超高壓條件呢？實(shí)際上，改變壓強(qiáng)對(duì)沒(méi)有氣體參加或生成的可逆反應(yīng)無(wú)影響是指在一定范圍內(nèi)改變壓強(qiáng)，超高壓對(duì)沒(méi)有氣體參加的或生成的可逆反應(yīng)平衡移動(dòng)的影響同樣符合平衡移動(dòng)原理，這就要求學(xué)生有一定的創(chuàng)新精神。

(2)炸藥放入水槽內(nèi)沉入水下固然可以形成一定壓力，但比之400 000 atm便顯得微不足道，吸熱降溫又不利于金剛石的合成，溶解爆炸氣體則更無(wú)道理而言。

(3)必須注意試題要求回答的是“超細(xì)”金剛石粉的用途，則不可用作鉆石戒指，而用于制造石墨則又是本末倒置之舉了。