题目内容
【题目】阅读下面科普短文。
2018年平昌冬奥会闭幕式上,“北京8分钟”惊艳世界,演员们穿着的轻便防寒服是用“石墨烯”制成的。石墨烯是一种由碳原子构成的、六角型晶格的二维碳纳米材料。英国两位物理学家因从石墨中成功分离出石墨烯,共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
实际上石墨烯本来就存在于自然界,只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。石墨烯的结构特点决定了其具有薄且坚硬、透光度好、导热性强、导电率高、结构稳定等特性。根据其层数不同,石墨烯一般可以分成单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯。层数不同,石墨烯的性能也不同,如图2所示。
通过石墨烯与氢气发生化合反应可得到石墨烷,其中所有的碳原子形成六角网络结构,氢原子以交替形式从石墨烯平面的两端与碳原子相连,石墨烷表现出半导体性质。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。依据文章内容回答下列问题。
(1)石墨烯具有的物理性质是________(写出一条即可)。
(2)“厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯”反映出的微粒特性是________。
(3)由图可知,石墨烯的层数对其导热性的影响是________。
(4)由石墨烯制成的石墨烷由________种元素组成。
(5)下列说法正确的是________(填序号)。
A石墨烯属于单质 B以石墨烯为原料可以合成其它化合物
C石墨烯只能通过化学反应制备 D石墨烯与石墨材料的性能完全相同
【答案】导热性强(或导电率高、坚硬等) 微粒很小 在图示范围内,随着层数增加,先减小,3层时导热性最差,后增大 2 AB
【解析】
(1)物理性质是指不需要通过化学变化表现出来的性质,导热性强、导电率高属于石墨烯的物理性质;
(2)“厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯”反映出的微粒体积很小;
(3)根据图中数据可知随着层数增加,先减小,3层时导热性最差,后增大;
(4)石墨烯与氢气发生化合反应可得到石墨烷,所以由碳、氢两种元素组成;
(5)A.石墨烯是由碳元素组成的纯净物,属于单质;
B.以石墨烯为原料可以合成其它化合物,例如可以合成石墨烷等;
C.石墨烯不只是通过化学反应制备,实际上石墨烯本来就存在于自然界;
D.石墨烯与石墨材料性能不完全相同。
故填:AB。
故答案为:(1)导热性强(或导电率高、坚硬等);
(2)微粒很小;
(3)在图示范围内,随着层数增加,先减小,3层时导热性最差,后增大;
(4)2;
(5)AB。
【题目】化学小组用如图所示自制装置进行“人体吸入和呼出气体成分”的探究。
(提出假设)人体呼出气体中二氧化碳的含量高于吸入气体
(进行实验)
实验 1
步骤 | 操作 | 现象 |
① | 在饮料瓶中装水至没过长吸管底端,对着短吸管缓慢吹气 | 水从长吸管端快速流出 |
② | 将饮料瓶中装满水,对着短管吹气,用排水法收集呼出气体,将燃着的木条快速伸入饮料瓶中 | 饮料瓶中木条熄灭 |
③ | 将水倒掉,向饮料瓶中加入澄清石灰水至没过长吸管底,从短吸管端吸气 30 秒,观察石灰水的变化;再从长吸管端吹气 30 秒, 观察石灰水的变化 |
(1)步骤①说明,自制装置的气密性_______(填“良好”或“不良”)。
(2)解释步骤①中出现相应实验现象的原因:______。
(3)步骤②中的现象_______(填“能”或“不能”)证明呼出气体中含二氧化碳,原因是______。
(4)若假设成立,步骤③中,预期会观察到的现象是_______。
实验2
实验1中有同学发现,吹气一段时间后发现,浑浊的石灰水重新变得澄清。他用上述装置加入与实验1等体积的石灰水,做下列实验来研究这一问题。
实验编号 | 石灰水浓度 | 持续吹气时间 | 瓶底现象 |
2﹣1 | 0.16% | 30 秒 | 澄清石灰水变浑浊 |
2﹣2 | 0.16% | 2 分钟 | 澄清石灰水先变浑浊,后又变得澄清 |
2﹣3 | 0.08% | 30 秒 | 澄清石灰水先变浑浊,后又得澄清 |
2﹣4 | 0.08% | 2 分钟 | 澄清石灰水先变浑浊,后又变得澄清 |
(反思与评价)
(5)能说明石灰水重新变澄清与石灰水浓度有关的实验是______(填实验编号)。
(6)实验Ⅰ中,吹气时间均为 30 秒,有同学观察到石灰水变澄清,而有的学生未观察到,产生现象差异的可能原因是________。