Question

【题目】我国著名化学家徐光宪院士说：“化学是不断发明和制造对人类更有用的新物质的科学”。在分子一原子层面上改变原子的排列方式就可以创造新物质。石墨在超高压和高温的条件下某些碳原子（方框中的碳原子a）受到挤压，凸出到层间的空间中，与上一层正六边形的碳原子形成正四面体的排列形式，就得到金刚石（方框中的碳原子a对应的石墨中的碳原子a）。

1985年，英国化学家克罗托发现C60，提出C60是由12个正五边形和20个正六边形构成封闭的完美对称的笼状分子，由于C60分子的形状和结构酷似英国式足球，所以又被形象地称为“足球烯”。C60在常温下是紫红色晶体，具有金属光泽。

1991年，日本科学家发现了碳纳米管，它是碳原子以正六边形排列而成的管状结构，直径一般为几纳米到几十纳米。碳纳米管的管状结构决定了它的弹性和弯曲性都比较优异，可制作金属催化剂载体，作为贮氢。材料制作燃料电池等，碳纳米管还可用于纳米机器人、计算机芯片等前沿领域。

2004年，英国科学家成功制得石墨烯，这种碳单质的碳原子是以正六边形紧密排列的单层结构。石墨烯具有很多优异性能：表面积大、透光率高、导电性强、机械性能优异等，使石墨烯在透明电极、太阳能电池、传感器、手机屏幕、电脑触摸屏等方面有着良好的应用前景。科学家在一定条件下可以选取石墨烯片段包裹成足球烯，也可以将片段卷起来得到碳纳米管。

依据文章内容，回答下列问题。

（1）短文中涉及到的碳单质共有_____种。

（2）文中提到“在超高温和高压的条件下，石墨可以转变为金刚石”，这一变化是_____变化。

（3）C60在常温下是_____色晶体，猜想C60的一种化学性质可能是_____（用化学方程式表示），它与金刚石性质上存在明显差异，可能的原因是_____。

（4）碳纳米管机械加工：性能优异，弹性较好，易于弯曲，这些性质都源于它是_____结构。

（5）石墨烯具有较高的导电性和透光性，可以用来制作_____。

（6）结合本文，你认为从微观角度创造新物质的可能途径有_____。

Answer 1

【答案】5 化学变化 紫红色 C60+60O260CO2或C60+120CuO120Cu+60CO2↑ 碳原子的排列方式不同 管状 透明电极、手机屏幕、电脑触摸屏（任答其一） 在分子、原子层面上改变原子的排列方式

【解析】

（1）短文中涉及到的碳单质有石墨、金刚石、C60、碳纳米管、石墨烯。共5种。

（2）“在超高温和高压的条件下，石墨可以转变为金刚石”，有新物质生成，属于化学变化；

（3）C60在常温下是紫红色晶体，具有金属光泽；

C60是碳的一种单质，可能具有可燃性，燃烧的产物是二氧化碳，可能具有还原性，与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，反应方程式为：C60+60O260CO2；C60+120CuO120Cu+60CO2↑；

C60与金刚石性质上存在明显差异，可能的原因是：碳原子的排列方式不同；

（4）碳纳米管是碳原子以正六边形排列而成的管状结构，直径一般为几纳米到几十纳米。碳纳米管的管状结构决定了它的弹性和弯曲性都比较优异；

（5）石墨烯具有很多优异性能：表面积大、透光率高、导电性强、机械性能优异等，使石墨烯在透明电极、太阳能电池、传感器、手机屏幕、电脑触摸屏等方面有着良好的应用前景。

（6）结合本文，碳的五种单质本质区别是碳原子排列方式不同，从微观角度创造新物质的可能途径是：在分子、原子层面上改变原子的排列方式。