化学与社会发展
材料一：京沪高铁全线铺轨贯通，京沪高铁最高时速从350公里提高至380公里．开通运行后，北京至上海高速列车全程运行时间最快只需4小时，比目前京沪间特快列车缩短10小时左右．
（1）施工建设中，常用点燃铝和氧化铁（Fe
2O
3）的混合物，反应时放出大量的热进行焊接铁轨中的缝隙，并生成氧化铝和熔融状态下的铁．反应的化学方程式为
，反应过程
能转化为热能．
（2）铁路建设中使用大量材料：①铺路基的石子；②垫在石子上的钢筋水泥柱；③钢轨等，其中水泥柱属于
A．金属材料 B．无机非金属材料 C．合成材料 D．复合材料
材料二：海姆和诺沃肖洛夫在2004年最先制成石墨烯材料，这是目前世界上最薄的材料，
仅有一个原子厚，厚度仅为头发的20万分之一，石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层 碳原子面材料，是碳的二维蜂窝状晶格结构，属于一种碳质新材料，于是石墨烯迅速成为物理学和材料学的热门话题．石墨烯是目前已知导电性能最出色的材料，作为半导体材料硅的替代品，将用来生产未来的超级量子计算机，将引发微电子工业革命．
（1）2010年诺贝尔物理奖授予发现石墨烯的开创性研究者，金刚石．石墨．C60和石墨烯的结构示意图分别如下图所示，下列说法正确的是
A．这四种物质都很软，可作润滑剂
B．这四种物质碳原子的排列方式相同
C．这四种物质完全燃烧后的产物都是CO
2D．这四种物质的结构中都是每个碳原子连接3个碳原子
（2）石墨烯是首个发现的二维空间材料，从石墨材料中剥离制得．金刚石．石墨和C
60都是由碳元素组成的碳单质，下列关于三种碳单质的叙述不正确的是
A．三种碳单质都是黑色固体
B．三种碳单质分别在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
C．它们的碳原子排列方式不相同
D．将石墨剥离制成石墨烯发生了物理变化
（3）美国哥伦比亚大学两位华裔科学家发现：石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料，比钻石还坚硬，碳单质具有不同物理性质的原因是
，石墨烯是目前世界上最薄的单层碳原子面材料，可运用于哪些科学领域
（至少两点）．
材料三：英国两位科学家因研究石墨烯荣获2010年诺贝尔物理奖，石墨烯是目前已知导电性能最出色和厚度最薄的碳质新材料．
（1）碳原子的结构示意为
，则碳原子的核电荷数为
．
（2）碳的单质分别有金刚石、石墨和C
60等，其中由分子构成的是
．
（3）上海世博会的主题是“城市，让生活更美好”，将低碳城市的理念贯穿在世博园的建设中，完成零碳的中国实践，这里的“碳”指的是
A．碳元素 B．碳单质 C．碳的氧化物 D．碳酸盐．
化学与生活有密切的联系，请完成下列问题：