《2025年新课程新教材导航学九年级化学上册科学版》

12. 阅读下列短文并回答问题。
天然金刚石资源稀少、价格昂贵，难以满足需求，人们在知道金刚石的组成和结构后，就设法制造金刚石。
人工合成金刚石的探索始于 19 世纪末，直到 20 世纪 50 年代，在理论上论证了合成金刚石需要高压高温条件后，人工合成金刚石才逐渐从实验探索发展成大规模的工业生产。高压合成金刚石的原料是廉价的石墨。用高压釜施加高温高压并加入金属镍等金属催化剂，可将石墨转化为金刚石(如图所示)。此外，也可借爆炸产生的高温高压合成，但后者得到的金刚石颗粒细小，只能用作磨料。然而，廉价而大量合成宝石级的金刚石仍是一个人类尚未攻克的难题。
20 世纪 80 年代，人们发现，甲烷等简单的碳氢化合物跟大量氢气混合，在微波炉里形成低温低压的等离子体在硅等基质上沉积，能得到颗粒微小的金刚石薄膜。近年，人们已用这种方法获得了宝石级大钻石。此方法的出现震惊世人，对人类科学思维取向有深刻的启示。
(1) 请写出金刚石的一条物理性质：硬度大等合理答案。
(2) 在石墨转变为金刚石的过程中，两者产生巨大差异的原因是碳原子的排列方式不同。
(3) 下列有关石墨转变为金刚石的叙述中，正确的有bc(填字母序号)。
a. 石墨转变为金刚石的过程属于物理变化
b. 一种元素可以组成多种性质不同的单质
c. 物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但不是唯一的决定因素
(4) 人们从早期的“高温高压合成”到“低温低压合成”的转变中，可看出当时探索“高压合成金刚石”的过程中，遇到的阻碍可能为如何将颗粒细小的金刚石聚集在一起，让其发挥应有的价值(或如何制成更有价值的金刚石等合理答案)(写出一条即可)。
(5) 短文中的“甲烷”是天然气的主要成分，其化学式为 CH₄，写出甲烷燃烧的化学方程式$CH_{4} + 2O_{2} \stackrel{点燃}{=} CO_{2} + 2H_{2}O$。

答案： 12.
(1)硬度大等合理答案
(2)碳原子的排列方式不同
(3)bc
(4)如何将颗粒细小的金刚石聚集在一起，让其发挥应有的价值(或如何制成更有价值的金刚石等合理答案)
(5)$CH_{4} + 2O_{2} \stackrel{点燃}{=} CO_{2} + 2H_{2}O$