安徽大學(xué)2025年材料科學(xué)（碳材料）選拔試題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______1.選擇題（每題2分，共40分）(1)碳納米管的結(jié)構(gòu)通常由以下哪種碳原子排列形成？A.直徑約為幾納米的石墨烯卷曲B.碳原子形成的六邊形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)C.碳原子形成的五邊形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)D.碳原子形成的鏈狀結(jié)構(gòu)(2)下列哪項不是碳材料的制備方法？A.碳熱還原法B.化學(xué)氣相沉積法C.溶膠-凝膠法D.液相氧化法(3)石墨烯的主要優(yōu)點(diǎn)是：A.高比表面積B.高電導(dǎo)率C.良好的熱穩(wěn)定性D.以上都是(4)富勒烯的分子式通常表示為C60，這是因?yàn)樗?0個碳原子組成的？A.五邊形B.六邊形C.五邊形和六邊形的組合D.四邊形(5)下列哪種碳材料在超級電容器中應(yīng)用廣泛？A.碳納米管B.石墨C.富勒烯D.碳黑2.填空題（每題2分，共20分）(1)碳納米管（CNTs）是一種以______為軸心的卷曲______。(2)石墨烯的二維結(jié)構(gòu)可以看作是______層碳原子六角形環(huán)狀排列而成的單層膜。(3)富勒烯的合成通常采用______反應(yīng)。(4)碳材料的制備過程中，溫度和壓力是影響______的重要因素。3.簡答題（每題10分，共30分）(1)簡述碳納米管的基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。(2)舉例說明石墨烯在能源領(lǐng)域的應(yīng)用。(3)討論碳材料在環(huán)境保護(hù)中的潛在應(yīng)用。4.計算題（共10分）已知石墨烯的厚度為0.335納米，密度為2.26g/cm3，求1平方米石墨烯的質(zhì)量。試卷答案1.(1)A(2)D(3)D(4)C(5)B2.(1)碳納米管（CNTs）是一種以石墨烯為軸心的卷曲碳納米管。(2)石墨烯的二維結(jié)構(gòu)可以看作是單層碳原子六角形環(huán)狀排列而成的單層膜。(3)富勒烯的合成通常采用化學(xué)氣相沉積反應(yīng)。(4)碳材料的制備過程中，溫度和壓力是影響碳材料結(jié)構(gòu)和性能的重要因素。3.(1)碳納米管的基本結(jié)構(gòu)是由石墨烯卷曲形成的，具有中空的多層結(jié)構(gòu)。其性質(zhì)包括高強(qiáng)度、高電導(dǎo)率、高比表面積等。(2)石墨烯在能源領(lǐng)域的應(yīng)用包括作為超級電容器的電極材料、鋰離子電池的負(fù)極材料、太陽能電池的透明電極等。(3)碳材料在環(huán)境保護(hù)中的潛在應(yīng)用包括催化分解污染物、吸附有害氣體、制造環(huán)境友好型復(fù)合材料等。4.計算題已知石墨烯的厚度為0.335納米，密度為2.26g/cm3，求1平方米石墨烯的質(zhì)量。解析：首先，將厚度從納米轉(zhuǎn)換為米：0.335納米=0.335×10^-9米。然后，計算1平方米石墨烯的體積：體積=面積×厚度=1m2×0.335×10^-9m=0.335×10^-9m3。最后，計算質(zhì)量：質(zhì)量=體積×密度=0.335×10^-9m3×2.26