熱點素材03新能源與新材料

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1裝點解讀

新能源新材料是在環保理念推出之后引發的對不可再生資源節約利用的一種新的科技理念，新能源新材料

是指新近發展的或正在研發的、性能超群的一些材料，具有比傳統材料更為優異的性能。

新能源新材料主要發展方向有：

1.超導材料：超導電性和抗磁性是超導體的兩個重要特性。使超導體電阻為零的溫度稱為臨界溫度（TC）。

超導材料研究的難題是突破"溫度障礙"，即尋找高溫超導材料。高溫超導體都具有相當高的磁性能，能夠

用來產生20T以上的強磁場。超導材料最誘人的應用是發電、輸電和儲能。

2.能源材料：能源材料主要有太陽能電池材料、儲氫材料、固體氧化物電池材料等。

3.智能材料：智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之后的第四代材料，是現代高技術

新材料發展的重要方向之一。如英國宇航公司的導線傳感器，用于測試飛機蒙皮上的應變與溫度情況；英

國開發出一種快速反應的記憶合金，已成功在應用于衛星天線等、醫學等領域。

4.磁性材料：磁性材料可分為軟磁材料和硬磁材料二類。軟磁材料是指那些易于磁化并可反復磁化的材

料，但當磁場去除后，磁性即隨之消失；目前常用的軟磁體有鐵硅合金、鐵銀合金、非晶金屬。永磁材料

經磁化后，去除外磁場仍保留磁性，其性能特點是具有高的剩磁、高的矯頑力。永磁材料包括鐵氧體和金

屬永磁材料兩類。

5.納米材料：納米材料是納米科技領域中最富活力、研究內涵十分豐富的科學分支。納米材料的制備與合

成技術是當前主要的研究方向，雖然在樣品的合成上取得了一些進展，但至今仍不能制備出大量的塊狀樣

品，因此研究納米材料的制備對其應用起著至關重要的作用。

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考向01超導材料

1.（2025?江蘇常州?期中）鐵系超導材料Fe-Sm-As-F-O中除Fe、Sm外，其余均為主族元素。其

中Sm原子核外電子的P層為最外層，As原子核外最外層有5個電子。下列說法正確的是

A.Sm位于周期表第5周期B.As在周期表中與N處于同主族

C.Fe和F?反應生成Fe耳D.氫化物的穩定性：HF<H2O

2.(2025?江蘇蘇州?調研)鐵是最常見的金屬之一、納米鐵粉可用于處理酸性含氮廢水(主要含NO；)；

鐵易被腐蝕，經堿性發藍處理可增強其抗腐蝕性，方法為：用NaOH與NaNO2進行浸泡，在表面形成

FesOa的同時有NH、生成；鐵與神反應得到的FeAs可被Na還原得到NaFeAs,NaFeAs難溶于水，是一種

超導材料。鍥(Ni)與Fe單質化學性質相似，金屬活動性比鐵略低。酸性條件下，Ni?+的氧化性強于Cl2,

2+

Ni的鹽與堿反應可以轉化為不溶性的Ni(OH)2。下列反應的離子方程式正確的是

3+

A.納米鐵粉處理酸性含NO］廢水：Fe+NO；+2H2O=Fe+NOT+4OH

B.鐵的發藍處理：9Fe+8H2O+4NO2=3Fe3O4+4NH3T+4OH-

2+

C.NiSC)4溶液中加少量氨水：Ni+2OH-=Ni(OH)2J

3+

D.Ni(OH)3與濃鹽酸反應：Ni(OH)3+3H+=Ni+3H2O

3.(2025?廣東?期中)研究低溫超導體材料的性能對解決能源危機有重要意義。金屬K與C60形成的一

種低溫超導材料的立方晶胞結構如圖所示，晶胞邊長都為apm,K原子位于晶胞的棱上與內部。下列說法

正確的是

OC；,?K

A.該材料的化學式為KC60

B.C60周圍等距且最近的C60的個數為4個

C.棱上K原子處在C60構成的立方體空隙中

D.C60與C60的最短距離是正apm

2

4.(2025?河南南陽?月考)YBazCugOjY為億元素)是磁懸浮列車中的重要超導材料，下列關于北Y

的說法不正確的是

A.質量數是89

B.核外電子數是39

C.中子數與質子數之差為50

D.黑丫和2Y是兩種不同的核素，互為同位素

5.（2025?廣東?期末）科學家合成了一種高溫超導材料，其晶胞結構如圖所示。X、Y、M、Q為前四周

期元素原子序數依次增大。X、Y為相鄰非金屬元素，M、Q為同一周期元素。Y元素的基態原子價層電子

為ns/p%Q元素原子中只有兩種形狀的電子云，且所有軌道的電子均成對，其最高能層數是最高能級電

子數的2倍。下列說法不正確的是

A.晶體最簡化學式為MQX6Y6

B.最高正化合價：Y>X>Q>M

C.QY2能與水劇烈反應生成可燃性氣體

D.Y的最高價氧化物的中心原子的價層電子對數為4

考向02能源材料

1.（2025?河南鄭州?期末）有機化合物在材料、能源、藥物等領域應用廣泛，下列有關有機化合物的

說法正確的是

A.煤的干儲屬于物理變化

B.石油分儲產品之一汽油屬于純凈物

C.聚乙烯可使澳的四氯化碳溶液褪色

D.葡萄糖、蔗糖、淀粉、纖維素均屬于糖類

2.（2025?江西贛州?期中）納米TiN是新型能源材料，高溫時合成反應為：

Mg+TiO2+N2—TiN+MgO+NO0阿伏加德羅常數的值為Y,,下列說法正確的是

A.2.8g氮氣完全反應，該反應中轉移的電子數為0.4NA

B.22.4LNO含有的共價鍵數為2NA

C.ImolMgO含有的中子數為13NA

D.ImolTiO?中含有的離子數為2NA

3.（2025?北京?一模）中國載人航天工程取得重大成就，計劃在2030年前實現中國人首次登月。下列

有關說法不正卿的是

A.“嫦娥五號”使用的鋁基復合材料，屬于合金材料

B.月壤中含有地球上罕見的氫-3,氫-3是一種新型可控核聚變能源生產材料

C.中國空間站"天和”核心艙等使用的柔性太陽電池陣，將太陽能轉化為電能

D."長征七號遙五”運載火箭采用全液氧煤油等燃料，無毒無污染稱為"綠色"火箭

4.（2025?湖南邵陽?月考）化學與生活、材料、環境、能源關系密切，下列說法正確的是

A.SO?在工業上可用于漂白紙漿、絲織品，但不能用作食品添加劑

B.2022年北京冬奧會部分場館使用“確化鎘"光伏發電系統，將電能轉化為太陽能

C.光導纖維的通信容量大，抗干擾性能好，其主要成份是Si

D.我國科研團隊在實驗室利用CO?合成淀粉實現了無機小分子向有機高分子的轉變

5.（2025?廣東?檢測）信息、材料、能源被稱為新科技革命的“三大支柱"。下列有關資訊不正確的是

A.在即將到來的新能源時代，太陽能、氫能將成為主要能源

B.高吸水性樹脂可在干旱地區用于農業、林業抗旱保水，改良土壤

C.光導纖維在信息產業中應用廣泛，制造光導纖維的主要材料是單質硅

D.電子芯片使用新型的半導體材料碑化線屬于新型無機非金屬材料

考向03智能材料

1.（2025?廣西?一模）電致變色材料在飛機的舷窗和智能太陽鏡等方面具有廣泛應用。一種新一代集

電致變色功能和儲能功能于一體的電子器件的工作原理如圖所示，放電時該器件的透光率逐漸增強。下列

說法正確的是

0-0

或電源

（透明）

OLi/nQi：

O

On

O

LlTiQu

A.放電時，Li+移向b極

B.充電時，b極接外電源的正極

+

C.充電時，b極的電極反應：Li4Ti5O12+3Li+3e=Li7Ti5O12

D.放電時，電路中轉移Imol電子時，a極質量減少7g

2.（2025?云南?期中）化學在社會進步中發揮著關鍵性作用。下列有關材料的描述正確的是

A.傳統的三大無機非金屬材料是陶瓷、塑料、玻璃

B."天問一號"人造衛星的太陽能電池帆板的材料是高純二氧化硅

C.2022年北京冬奧會開幕式專用演出服為石墨烯智能發熱材料，屬于新型無機非金屬材料

D.SisN,俗稱金剛砂，硬度很大，可用作砂紙和砂輪的磨料

3.（2025?湖北?聯考）近期，中國科學技術大學俞書宏院士團隊受人類"弓弩"等結構啟發，研制出一種

超輕、超彈、耐極溫名為"碳彈簧"的新型碳材料，被認為是制造智能磁性和振動傳感器的理想材料，有望

用于外太空探測。下列說法錯誤的是

A.古代弓弩一般使用多層竹、木片制作，竹的主要成分是纖維素

B.碳彈簧由多孔碳材料制作，多孔碳屬于新型無機非金屬材料

C.CoFe?。」是制造智能磁性材料的原料之一，CoFezO’屬于合金

D.發射外太空探測設備最理想的燃料是液態氫

4.（2025廣東?綜合考試）科技助力北京2022年冬奧會，雪上項目是冬奧會重要項目之一。下列有關化

學材料的說法錯誤的是

A.滑雪板板心木質材料的主要成分為纖維素，屬于天然有機高分子材料

B.開幕式專用演出服為石墨烯智能發熱材料，屬于新型無機非金屬材料

C."冰絲帶"幕墻由玻璃拼裝而成，玻璃與光纖的成分相同

D.冬奧會采用氫能源保障車有利于"碳達峰、碳中和"

5.（2025?河南?測評）近期，中國科學技術大學俞書宏院士團隊受人類"弓弩"等結構啟發，研制出一種

名為"碳彈簧”的新型碳材料，被認為是制造智能磁性和振動傳感器的理想材料，有望用于外太空探測。下

列觀點不正確的是

A.古代弓弩一般使用多層竹、木片制作，竹的主要成分是纖維素

B."碳彈簧"由多孔碳材料制作，石墨轉化為多孔碳材料發生化學變化

C.CoFezCU是制造智能磁性材料的原料之一，CoFezCU屬于合金

D.發射外太空探測設備最理想的燃料是液態氫

考向04磁性材料

1.（2025?河北保定?月考）磁流體又稱磁性液體、鐵磁流體或磁液，是一種新型的功能材料，它既具

有液體的流動性又具有固體磁性材料的磁性。是由直徑為納米量級（10納米以下）的磁性固體顆粒、基載液

（也叫媒體）以及界面活性劑三者混合而成的一種穩定的膠狀液體。該流體在靜態時無磁性吸引力，當外加

磁場作用時，才表現出磁性。用納米金屬及合金粉末生產的磁流體性能優異，可廣泛應用于各種苛刻條件

的磁性流體密封、減震、醫療器械、聲音調節、光顯示、磁流體選礦等領域。制備時某種磁流體可將含等

物質的量的FeSO4和Fe2（SO4）3的溶液混合，再滴入稍過量的NaOH溶液，隨后加入油酸鈉溶液，即可生

成黑色的、分散質粒子直徑在36~55nm的磁流體。下列說法中正確的是

A.該分散質粒子不能透過濾紙

B.該分散系能產生丁達爾效應

C.所得的分散系中分散質為Fe°O3

D.所得分散系為膠體，且膠粒直徑即為氫氧化鐵分子直徑

2.（2025?湖南衡陽?開學考）一種新型磁性材料氮化鐵，因其具有較高的比容量及高充放電效率，又

有良好的穩定性，經碳包覆后可應用于鋰離子電池電極材料。其某種結構如圖所示：

。Fe(III)。Fe(II)ON

下列說法正確的是

A.該結構中含有的Fe(II)和Fe(III)個數比為L3

B.N原子處于由Fe?+組成的八面體空隙中

C.Fe?+的價層電子排布式為3d54sl

D.該晶胞的密度為952xl°3°

abc

3.(2025?山東濰坊?期中)二維磁性材料鹵化銘CrX"混合晶體如圖，在純氧中發生光氧化反應生成長

鏈狀CrOm和X?。下列說法錯誤的是

A.鍵的極性：Cr-Cl>Cr-Br>Cr-l

B.熔點：CrCln>CrBrn>CrIn

C.圖示二維晶胞的組成為CrXs

D.CrOm中m=4

4.(2025?河北滄州?模擬)四氧化三鐵是一種常用的磁性材料，是制作錄音磁帶和電訊器材的原料。0

原子呈面心立方最密堆積，Fe原子隨機分布在由0原子構成的正四面體空隙和八面體空隙中(如圖)，下列

說法不正確的是

A.1、2號原子的分數坐標分別為(1,1,1),1、2號原子之間的距離為逅nm

B.基態Fe3+在原子核外空間占據的最高能層符號為M,該能層的電子云在空間有9個伸展方向

C.Fes。,中。原子沿面對角線的投影為

D.題圖中正四面體空隙和正八面體空隙中Fe原子的填充率為25%

5.(2025?四川自貢?月考)工業上以軟錦礦(主要成分是Mn02,含有SiCh、FezOs等少量雜質)為主要原

料制備高性能的磁性材料碳酸錦(MnCCh),其工業流程如圖。下列說法錯誤的是

過量SC)2MnO2NH4HCO3溶液

郡T浸除H過手］I氧化i2)MH123,*7T過汨川一一高純MnCOs

丁I~~

濾渣I濾渣H

A.浸錦過程中Fe'Os與SO?反應的離子方程式為：Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SOj+H2。

B.過濾I所得濾液中主要存在的金屬陽離子為Mi?+和Fe?+

C.濾渣團的主要成分含有Fe(OH)3

2++

D.加入NH4HCO3溶液發生反應的主要離子方程式為：Mn+HCO--MnCO3；+H

考向05納米材料

1.(2025?重慶?月考)下列有關說法正確的是

A.膠體的本質特征是具有丁達爾效應

B.用肉眼就可以把膠體和溶液、濁液區別開來

C.將FeC“飽和溶液滴入煮沸的蒸儲水中，繼續加熱煮沸可制得Fe(OH)3膠體

D.納米材料粒子直徑一般為因此納米材料為膠體

2.(2025?四川?檢測)化學與生產、生活密切相關，下列敘述正確的是

A."酸雨”是由大氣中碳、氮、硫的氧化物溶于雨水造成的

B.利用催化劑可將汽車尾氣中氮的氧化物催化還原為氮氣

C.碳納米材料包括金剛砂、富勒烯、碳納米管、石墨烯等

D.制造計算機芯片和光導纖維的主要材料都是硅單質

3.（2025?安徽黃山?月考）信息、材料、能源構成了現代社會發展的三大資源。下列關于它們的說法

正確的是

A.單晶硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳納米材料都屬于新型無機非金屬材料

B.在化石燃料的綜合利用中，石油分儲和裂化、煤干儲都是物理變化

C.聚乙烯、酚醛樹脂、天然橡膠等都是通過加聚反應生成的高分子材料

D.硅石、玻璃、光纖主要成分都是硅酸鹽

4.（2025?四川成都市石室中學?期中）碳量子點是種新型碳納米材料，我國化學家研究的一種新型復

微合光催化劑［碳量子點/氮化碳（納米復合物）］可以利用太陽光實現高效分解水，其原理如圖所示。下列說

法錯誤的是

A.總反應為2H2。=2H2+。2

B.水分解過程中，H2O2不是催化劑

C.復合光催化劑中兩種納米材料屬于有機物

D.若反應回是放熱反應，則反應團一定是吸熱反應

5.（2025?河南鄭州?預測）我國殲35戰機采用雙發動機布局、鋁合金加強框一翼梁整體大部件、碳纖

維材料、特殊表面納米材料涂層等創新技術，零件減少50%、減重38%,制造效率提高10倍以上。下列

敘述正確的是

A.其燃料煤油屬于純凈物

B.碳纖維屬于有機高分子化合物

C.鋁合金具有質量輕、強度低的性質

D.納米材料的微粒直徑范圍為IO"-lO-m

拓展培優練

1.(2025?安徽懷寧?月考)TiN具有良好的導電和導熱性，可用于高溫結構材料和超導材料。可利用化

學氣相沉積技術來制備氮化鈦。請回答下列問題：

⑴已知1200團下，三種制備氮化鈦反應的熱化學方程式：

(0)TiCl4(g)+1N2(g)TiN(s)+2Cl2(g)AH|=+366.32kJ.mo『Kpl=0.82

6

(0)6TiCl4(g)+8NH3(g)6TiN(s)+24HCl(g)+N2(g)△H2=+386.88kJmo『Kp2=1.6xl0

(0)TiCl4(g)+1N2(g)+2H2(g)TiN(s)+4HCl(g)AH3=+2.88kJ/mol

利用反應團和團兩種方式制備TiN時。反應團的反應趨勢遠大于回，其原因是o

(2)在1200回、130kPa反應條件下，將TiCl/g)、2(g)、H?(g)以物質的量之比篦篦2