《金刚石、石墨和C60》典例精析二

【例1】轻轨电车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，电车上裸露的电刷沿架空电线滑动。电刷材料中含有石墨。选择作电刷材料是因为其具有下列性质：

（1）                                                     ；

（2）                                                     ；

（3）                                                     。

【解析】此题是与实际生活联系紧密的一道题，将生活中新兴的轻轨电车与我们所学的碳的单质相联系，考查了对日常生活涉及的化学问题的关注程度。电刷的作用是将电流从电线传送到轻轨电车，因此电刷材料要求有高导电性，此外作为高速行驶的轻轨电车与电线的接触点还要有很好的润滑性和耐磨性。

【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2】活性炭是一种高效的气体净化剂，能吸附有害气体NO₂。如下图装置，A中充满了红棕色的NO₂气体，向A中加入活性炭并充分振荡，再将a与b连接，打开T处弹簧夹，装置A、B中可观察到的现象是：A                 ；B                 。（NaOH能使酚酞变红）

【解析】因为活性炭有吸附性，它将A瓶中NO₂吸附到其表面，使A瓶中气体量减少，因而压强也减小；而B瓶与大气相同，其压强比A瓶大，故烧杯中的氢氧化钠溶液被压入B瓶中。

【答案】红棕色气体逐渐消失  溶液变成红色且液面逐渐升高

【例3】在化学上把由同种元素组成的不同的单质互称为同素异形体。下列各组物质不是同素异形体的是（    ）

A．金刚石和石墨      B．红磷和白磷      C．氧气与臭氧      D．液氧与氧气

【解析】不同的单质是不同的物质。有的元素只能形成一种单质，有的元素可以形成不同种单质。如选项A、B、C都是由同种元素形成的不同的单质，或者说是不同的物质。它们的相同点是组成的元素相同，不同点是单质分子内部的原子排列方式不同，如金刚石和石墨；或者是构成单质的分子结构不同，如氧气和臭氧。同一元素的不同种单质就像几个亲兄弟，是不同的人。而选项D中的液氧和氧气就像是同一个人穿上了不同的衣服，还是同一个人。

【答案】D

【例4】近些年来，科学家发现的一种新分子，它具有类似足球的结构，化学式是C₆₀。对C₆₀有下列几种说法：①C₆₀是一种新型的化合物；②C₆₀、金刚石和石墨是由碳元素组成的三种不同的单质；③C₆₀用于制造良好的超导材料；④C₆₀的式量是720。其中正确的叙述是（    ）

A．②③        B．①④        C．②③④        D．②④

【解析】本题向同学们提出了四个问题：①什么是单质？什么是化合物？用定义判断一下C₆₀是单质还是化合物。②C₆₀、金刚石、石墨是不是同一种物质？③C₆₀有哪些重要的用途？④怎样计算物质的式量？解决了这四个问题，就能找出本题应选择的正确答案。由定义可知：由同种元素组成的纯净物叫单质，由不同种元素组成的纯净物叫化合物。对比C₆₀的化学式可知，它是由60个碳原子构成的分子，所以是单质，题中①的叙述是错误的。C₆₀、金刚石、石墨都是仅由碳元素组成的单质，但结构不同：C₆₀有类似足球的结构，金刚石晶体是正四面体，石墨晶体则是层状结构。结构不同，性质必然不同，所以它们是由碳元素组成的不同单质，题中②的叙述正确。C₆₀是近些年来科学家在研究中发现的一种奇特的大分子，在C₆₀中掺以少量某些金属后具有超导性，它可用于制造良好的超导材料，题中③的叙述正确。由此也启示我们，不能只埋头死记课本知识，应该关心当今飞速发展的科学技术的新成就、新信息。根据C₆₀的化学式可知，它的式量为60×12＝720，题中④的叙述正确。

【答案】C