化學(xué)與社會(huì)發(fā)展
材料一：京滬高鐵全線鋪軌貫通，京滬高鐵最高時(shí)速?gòu)?50公里提高至380公里．開(kāi)通運(yùn)行后，北京至上海高速列車全程運(yùn)行時(shí)間最快只需4小時(shí)，比目前京滬間特快列車縮短10小時(shí)左右．
（1）施工建設(shè)中，常用點(diǎn)燃鋁和氧化鐵（Fe
2O
3）的混合物，反應(yīng)時(shí)放出大量的熱進(jìn)行焊接鐵軌中的縫隙，并生成氧化鋁和熔融狀態(tài)下的鐵．反應(yīng)的化學(xué)方程式為
，反應(yīng)過(guò)程
能轉(zhuǎn)化為熱能．
（2）鐵路建設(shè)中使用大量材料：①鋪路基的石子；②墊在石子上的鋼筋水泥柱；③鋼軌等，其中水泥柱屬于
A．金屬材料 B．無(wú)機(jī)非金屬材料 C．合成材料 D．復(fù)合材料
材料二：海姆和諾沃肖洛夫在2004年最先制成石墨烯材料，這是目前世界上最薄的材料，
僅有一個(gè)原子厚，厚度僅為頭發(fā)的20萬(wàn)分之一，石墨烯是一種從石墨材料中剝離出的單層 碳原子面材料，是碳的二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)，屬于一種碳質(zhì)新材料，于是石墨烯迅速成為物理學(xué)和材料學(xué)的熱門話題．石墨烯是目前已知導(dǎo)電性能最出色的材料，作為半導(dǎo)體材料硅的替代品，將用來(lái)生產(chǎn)未來(lái)的超級(jí)量子計(jì)算機(jī)，將引發(fā)微電子工業(yè)革命．
（1）2010年諾貝爾物理獎(jiǎng)授予發(fā)現(xiàn)石墨烯的開(kāi)創(chuàng)性研究者，金剛石．石墨．C60和石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖分別如下圖所示，下列說(shuō)法正確的是
A．這四種物質(zhì)都很軟，可作潤(rùn)滑劑
B．這四種物質(zhì)碳原子的排列方式相同
C．這四種物質(zhì)完全燃燒后的產(chǎn)物都是CO
2D．這四種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)中都是每個(gè)碳原子連接3個(gè)碳原子
（2）石墨烯是首個(gè)發(fā)現(xiàn)的二維空間材料，從石墨材料中剝離制得．金剛石．石墨和C
60都是由碳元素組成的碳單質(zhì)，下列關(guān)于三種碳單質(zhì)的敘述不正確的是
A．三種碳單質(zhì)都是黑色固體
B．三種碳單質(zhì)分別在氧氣中充分燃燒時(shí)都生成二氧化碳
C．它們的碳原子排列方式不相同
D．將石墨剝離制成石墨烯發(fā)生了物理變化
（3）美國(guó)哥倫比亞大學(xué)兩位華裔科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：石墨烯是目前世界上已知的強(qiáng)度最高的材料，比鉆石還堅(jiān)硬，碳單質(zhì)具有不同物理性質(zhì)的原因是
，石墨烯是目前世界上最薄的單層碳原子面材料，可運(yùn)用于哪些科學(xué)領(lǐng)域
（至少兩點(diǎn)）．
材料三：英國(guó)兩位科學(xué)家因研究石墨烯榮獲2010年諾貝爾物理獎(jiǎng)，石墨烯是目前已知導(dǎo)電性能最出色和厚度最薄的碳質(zhì)新材料．
（1）碳原子的結(jié)構(gòu)示意為
，則碳原子的核電荷數(shù)為
．
（2）碳的單質(zhì)分別有金剛石、石墨和C
60等，其中由分子構(gòu)成的是
．
（3）上海世博會(huì)的主題是“城市，讓生活更美好”，將低碳城市的理念貫穿在世博園的建設(shè)中，完成零碳的中國(guó)實(shí)踐，這里的“碳”指的是
A．碳元素 B．碳單質(zhì) C．碳的氧化物 D．碳酸鹽．
