3. 观察下列在一定条件下发生的化学反应的微观示意图,并回答问题。

(1)图中生成物的化学式是。
(2)上述反应过程中,发生反应的物质与生成物质的粒子数目之比:为。
(3)写出该反应的化学方程式:,反应涉及的三种物质的质量比依次为。
(4)从分子、原子角度分析,在化学变化过程中,可分,不能再分。

解：
(1) $\boldsymbol{SO_3}$
(2) $\boldsymbol{2:1:2}$
(3) $\boldsymbol{2SO_2 + O_2\xlongequal{一定条件} 2SO_3}$；$\boldsymbol{4:1:5}$（或$128:32:160$）
(4) 分子；原子

4.金刚石成分的研究是一段非常精彩的科学探索历程，它跨越了数百年，充满了智慧的碰撞和巧妙的实验。
【哲学思辨】古希腊时期：哲学家普林尼认为，金刚石是“世界上最硬的物质”，可以抵御一切力量。
【实验验证】1772年，拉瓦锡将金刚石放入一个用水密封的钟罩内，以大透镜聚焦加热，发现钟罩内的气体减少了12%，金刚石质量减小，用澄清石灰水检验，出现了白色沉淀。
【定量研究】1797年：英国化学家坦南特进行了定量分析。他精确称量了等质量的金刚石和石墨，分别在纯氧中燃烧，两者燃烧后都只生成了二氧化碳，并且产生的二氧化碳质量完全相同。
【人工合成】19世纪末：科学家在约1800 ℃的高温和7 GPa（约7万个大气压）的超高压下，使用催化剂首次成功将石墨转化为微小的金刚石晶体，并通过X射线衍射等技术，最终精确确定了金刚石和石墨在原子排列上的根本区别。
(1)金刚石是“世界上最硬的物质”描述的是（填“物理”或“化学”）性质。
(2)拉瓦锡的实验过程中，钟罩内减少的气体是，该实验能得出金刚石中含有碳元素的实验依据是。
(3)燃烧等质量的金刚石和石墨生成等质量的二氧化碳，由此结果可以得出的结论是。
(4)石墨转化为金刚石，发生了（填“物理”或“化学”）变化，转化过程中石墨减少的质量（填“等于”或“不等于”）生成金刚石的质量，你的理论依据是。
(5)科学家测定金刚石和石墨的导热系数如下（已知导热系数越高，导热性能越好），请根据数据分析二者导热性差异的原因：。

解：
(1) 物理
(2) 氧气（或$\ce{O_{2}}$）；金刚石加热反应后生成的气体能使澄清石灰水出现白色沉淀，说明反应生成了二氧化碳，根据化学反应前后元素种类不变，可推知金刚石中含有碳元素
(3) 金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质（合理即可）
(4) 化学；等于；该转化过程中只有碳元素参与反应，没有其他反应物和生成物，根据质量守恒定律，反应前后碳原子的总质量不变
(5) 金刚石和石墨内部的碳原子排列方式不同，导致二者的导热性能存在很大差异