Question

【題目】閱讀下面的科普材料。

一直以來，科學家們對碳元素的研究不曾間斷。研究表明：透明的金剛石、灰色的石墨都是由碳元素組成的單質，可見，同種元素能組成不同的物質。

金剛石硬度大，是自然界存在的最硬的物質。利用這一性質，金剛石可用來裁玻璃、切割大理石、加工堅硬的金屬。天然金剛石資源稀少，價格昂貴，難以滿足需求，現在人們已經掌握了人工合成金剛石的方法。

石墨是一種深灰色、有金屬光澤而不透明的細鱗片狀固體。石墨很軟，有滑膩感。石墨的導電性比一般非金屬礦高一百倍。導熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導熱系數隨溫度升高而降低，因此石墨可以成為良好的絕熱體。

很長一段時間里，人們一直認為碳元素只有金剛石和石墨兩種單質，隨著對碳元素研究的不斷深入，到本世紀80年代終于有了突破性進展。1985年，美國萊斯大學的HWKroto等人用大功率激光照射石墨等科技手段得到了C60， 其組成和結構也通過質譜及X射線分析等得到證明。一個C60分子是由60個碳原子構成的，它形似足球，因此又稱足球烯。C60是單純由碳原子結合形成的穩定分子，它具有60個頂點和32個面（其中12個為正五邊形，20個為正六邊形）。目前，人們對C60的認識正在不斷深入，北京大學和中國科學院的化學工作者通過金屬鉀與C60化合反應制得球碳鹽，實驗測知該物質具有良好的超導性能。

20世紀90年代初，一些以新的形態存在的碳單質相繼被發現，如碳納米管、石墨烯等。石墨烯是一種由碳原子構成的單層呈蜂巢晶格的二維碳納米材料，是目前世界上人工制得的最薄材料——厚度與一個碳原子直徑相當，僅為0.335nm，因此石墨烯具有薄且堅硬、透光率好、結構穩定等特性。石墨烯憑借其優良的特性，在智能手機、電腦、車載顯示、可穿戴智能設備等新興領域將會得到廣泛的應用。

可以相信，隨著科學技術的發展，碳單質的用途將不斷擴大。

根據材料回答下列問題：

（1）金剛石可以用來切割玻璃是因為______。

（2）石墨可以制成良好絕熱材料的原因是______，

（3）C60是由______（填 “分子”“原子”或“離子”）直接構成的物質。

（4）金屬鉀和C60化合而成的球碳鹽中含有______元素。

（5）石墨烯透光率好的主要原因是______。

（6）下面四幅圖中表示石墨烯結構的是______（填標號）。

Answer 1

【答案】硬度大（金剛石是自然界存在的最硬的物質） 石墨的導熱系數隨溫度升高而降低 分子 K、C或鉀、碳 厚度與一個碳原子直徑相當，僅為0.33nm（合理答案均可） A

【解析】

（1）金剛石的硬度大，可用于切割玻璃。

（2）石墨的導熱系數隨溫度升高而降低，因此石墨可以成為良好的絕熱體。

（3）C60是由分子構成的。

（4）金屬鉀和C60化合而成的球碳鹽中含有鉀、碳元素。

（5）石墨烯是目前世界上人工制得的最薄材料，故石墨烯透光率好。

（6）石墨烯是一種由碳原子構成的單層呈蜂巢晶格的二維碳納米材料，故選A。