武健超
宁夏银川一中 宁夏银川 750001
摘要：在高中化学中，有一些习题在设计或者答案上，不太严谨，甚至有时候出现错误。例如石墨和金刚石熔点、稳定性的比较，这些设计和答案有时候只能作为应试的习题和答案，甚至有时候作为应试的答案都不太合适。
关键词：石墨 金刚石 熔点
有关石墨和金刚石熔点大小、稳定性的比较
有些练习题会出现石墨和金刚石熔点、稳定性的比较。那么大多数的比较基于图1人教版化学选修3《物质结构与性质》第71页“高温高压合成金刚石”的图片[人民教育出版社,课程教材研究中心,化学课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书化学选修3[M].2009年3月第3版.北京:人民教育出版社,2016:71]：
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图1 人教版化学选修3《物质结构与性质》第71页图3-18
而网络上的回答大多是类似于图2的这种答案：
图2 网上关于石墨和金刚石熔点大小比较的解答
我们总结一下——根据石墨和金刚石中碳原子的不同杂化方式判断出石墨中碳原子间的化学键更短键能更高，故而熔点石墨更高。
那么事实果真如此么？我们来看看数据。下图3是《中学教师实用化学辞典》中有关石墨和金刚石熔点[沈鑫甫. 中学教师常用化学辞典[M]. 第一版. 北京:北京科学技术出版社,中国三峡出版社,1998:137-138]的信息：
图3 《中学教师实用化学词典》中石墨和金刚石的熔点
从中我们得到石墨熔点3652℃高于金刚石熔点3550℃，确实如上通过石墨和金刚石中碳原子间的成键方式所推测的那样。那么这还有什么问题吗？
那下面，我们再来看看邦迪碳相图。
注：，
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图4 邦迪碳相图
我们来通过表1总结一下上面的相图
表1 邦迪碳相图各区域含义
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常压大概是的压强。通过以上图表，我们可以发现， A区就是常温常压下的石墨和金刚石状态，这也就是为什么高中教学通过石墨和金刚石的焓变来判断出石墨更稳定的原因，且常压下随温度升高，金刚石会逐渐石墨化；则金刚石会转化成；从B区我们可以看出，在常压下升高温度，石墨会直接气化；温度和压强达到E区条件，石墨很快会转变为金刚石。图中B（石墨）、C（液态碳）、Vapor（气态碳）的三相点在左右，换句话说就是液态碳只有在以上的气压才有可能存在，故而在常压下无论将石墨的温度加热到多高的温度，石墨首先发生的是升华而不是熔化。
图中ABCDE这5个区域的交汇点，就是金刚石—石墨—液态碳的三相点，只有在这个点之上的压强（大概），金刚石加热才可能直接熔化，而在这个压强之下，加热金刚石只会让金刚石石墨化。同理，在这个压强之上，石墨是不稳定存在的，会处于亚稳态或者直接金刚石化。
所以从相图上可知：1）无论是金刚石还是石墨，在常压下都是没有熔点的，已知的二者熔点是在不同压强下测得的。2）即使不在常压下，也不可能在同一压强下测得石墨和金刚石的熔点。故二者熔点的比较也就无从谈起。
结语
高中阶段的大多数知识其实是简化了的大学知识，其目的也是为方便学生理解，知识的理解和应用是螺旋上升层层递进的，并不是一竿子捅到底。在考查学生理解和应用知识上，出题人应该注意背景知识需更加严谨，至少应该符合实际情况。更能体现出作为一门以实验为基础的学科特点。
参考文献
[1] 人民教育出版社,课程教材研究中心,化学课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书化学选修3[M].2009年3月第3版.北京:人民教育出版社,2016:71
[2] 沈鑫甫. 中学教师常用化学辞典[M]. 第一版. 北京:北京科学技术出版社,中国三峡出版社,1998:137-138