Question

1985年科学家发现的分子是由60个碳原子构成的，它的形状像足球(如图所示)，因此又叫足球烯．1991年科学家又发现一种碳的单质——碳纳米管，它是由六边环形的碳原子构成的管状大分子，A、B分别是金刚石和石墨的结构示意图．图中小黑点均代表碳原子．

用你所学到的化学知识回答下列问题．

(1)金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管物理性质有较大差异的原因是什么?

(2)常温下足球烯和碳纳米管的化学性质是否活泼?简要说明理由．

(3)请你设计一个方案，证明足球烯和碳纳米管都是由碳元素组成的(以足球烯为例，用文字简要叙述)．

Answer 1

答案：略
解析：

(1)碳原子的排列方式不同；(2)不活泼，因为碳原子的最外层电子数为4，常温下不易得失电子；(3)将足球烯放在充满氧气的密闭容器里使之燃烧，测定其生成物是二氧化碳，且二氧化碳里所含碳的质量等于燃烧前后足球烯所减少的质量． 应将足球烯、碳纳米管的结构、性质与金刚石、石墨的结构性质相联系．由于碳原子排列的方式不同，导致它们的物理性质有较大差异．金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管都是由碳原子构成的碳单质，它们的化学性质(常温下稳定性、可燃性、还原性)是相同的，而且由于碳原子的最外层电子数为4，常温下不易得失电子，决定了这些碳单质在常温下性质稳定．证明足球烯和碳纳米管都是由碳元素组成的，首先利用其可燃性说明其含有碳元素，其次通过定量测定证明其只含碳元素．