熱點素材01新材料與新技術

熱點解讀

新材料是在環(huán)保理念推出之后引發(fā)的對不可再生資源節(jié)約利用的一種新的科技理念，新能源新材料是指新

近發(fā)展的或正在研發(fā)的、性能超群的一些材料，具有比傳統(tǒng)材料更為優(yōu)異的性能。

一、新材料主要發(fā)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(fā)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(xiàn)代高技術

新材料發(fā)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(fā)出一種快速反應的記憶合金，已成功在應用于衛(wèi)星天線等、醫(yī)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。

二、新技術

1.電化學技術相關

①新型電池技術：如鋰離子電池（特別是固態(tài)鋰離子電池）的工作原理。包括正負極材料（正極材料有鋰

鉆氧化物、鋰鐵磷酸鹽等，負極材料有石墨等）的充放電過程中的氧化還原反應。高考會考查電極反應式

的書寫，例如，在鋰離子電池充電時，陰極（相當于原電池的負極）發(fā)生的反應是Li++e=Li。

②電解技術的新應用：像電解海水制氫，其陽極反應是2H2O-4e-=O2+4H+,陰極反應是2HzO+2e-

=H2+2OH-O還可能涉及利用電解技術進行金屬的精煉（如電解精煉銅，陽極是粗銅，陰極是純銅，電解

質溶液是硫酸銅溶液）。

2.化學分析技術

①光譜分析技術：如紅外光譜用于有機物官能團的鑒定。不同的官能團在紅外光譜中有特定的吸收峰，例

如，-0H在3200-3600cm-i有寬吸收峰，這可以幫助判斷有機物的結構。

②色譜分析技術：包括氣相色譜和液相色譜，主要用于混合物的分離和分析。在分離過程中，利用不同

物質在固定相和流動相之間的分配系數(shù)差異進行分離，然后通過檢測器進行檢測和定量分析。

3.綠色化學技術

①原子經濟性反應：強調在化學反應中，原料分子中的原子盡可能多地轉化為產物，最大限度地利用原

料。例如，加成反應的原子經濟性就比較高，像乙烯和澳的加成反應CH2=CH2+B「2-CH2Br-

CH2Br,原子利用率為100%（理論上）。

②催化劑的新應用：新型催化劑可以提高反應效率，降低反應條件。如酶催化劑在生物化學合成中的應

用，或者新型固體酸催化劑在有機合成反應（如酯化反應）中的應用，能使反應在更溫和的條件下進行。

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考向01新材料

1.我國科研人員分析嫦娥五號月壤，首次在月壤樣本中發(fā)現(xiàn)了天然形成的少層石墨烯（2?7層）。下列

有關石墨烯的說法正確的是

A.可能具有良好的導電性能

B.與石墨結構相似，都屬于共價晶體

C.碳原子均為Sp3雜化

D.與金剛石互為同分異構體

2.2020年7月23日我國首個火星探測器"天間一號"發(fā)射成功?；鹦擒囁婕暗南铝胁牧现袑儆诤铣刹牧?/p>

的是

A.探測儀鏡頭材料一一二氧化硅B.車輪材料一一鈦合金

C.溫控涂層材料一一聚酰胺D.太陽能電池復合材料一一石墨纖維和硅

3.鈦合金具有很多優(yōu)良性能，如耐腐蝕、熔點高、密度小、可塑性好等，尤其與人體器官有很好的生物

相容性。據(jù)此，下列用途不適合鈦合金的是

A.制人造骨關節(jié)B.制飛機外殼

C.制保險絲D.制裝飾門

4.北京2022年冬奧會中使用了大量新材料，下列屬于無機非金屬材料的是

5.新技術新材料在我國探月工程中大放異彩，例如：

令用于供能的太陽電池陣及鋰離子蓄電池組；

令用于制作網(wǎng)狀天線的鑰金屬絲紡織經編技術；

?用于制作探測器取樣鉆桿的碳化硅增強鋁基復合材料。

下列說法不正確的是

A.Li位于第二周期IA族B.制作天線利用了金屬的延展性

C.碳化硅屬于共價晶體D.碳化硅的熔點比金剛石的高

6.最近，我國研究人員成功制備出高強度、高導電性、高耐熱的鋁一錯一銃(Al-Zr-Sc)合金材料，為

提升我國綠色鋁產業(yè)深加工能力提供了支撐。下列說法不正確的是

A.AI是地殼中含量最多的金屬元素

B.基態(tài)Qc的簡化電子排布式是[Ar]3d24sl

C.Al-Zr-Sc合金具有高強度與合金的結構相關

D.Al-Zr-Sc合金的導電性與自由電子的運動相關

7.化學與生產、生活、密切相關，下列說法不正確的是

A.北京冬奧會吉祥物"冰墩墩”使用的聚乙烯屬于有機高分子材料

B.，，墨子號”衛(wèi)星的成功發(fā)射實現(xiàn)了光纖量子通信，光纖的主要成分為二氧化硅

C.制造5G芯片的氮化鋁晶圓屬于無機非金屬材料

D.焰火中的紅色來源于鈉鹽灼燒

8.化學與科學、技術、環(huán)境密切相關，下列說法不正確的是

A.月壤中的"嫦娥石[(Ca8Y)Fe(P0)]"其成分屬于無機鹽

B.用于“深地一號”工程中的鉆頭材料金剛石屬于共價晶體

C."神舟”系列飛船返回艙使用的SisN,耐高溫材料屬于有機化合物

D.“長征號"火箭采用"液氧/液氫”作為推進劑，“液氫”屬于綠色環(huán)保燃料

9.化工科技助力航天，下列說法正確的是

A.運載火箭利用固體推進劑發(fā)生化學變化，將熱能轉化為化學能

B.航天員開展的蛋白質與核酸共起源分子化研究中，核酸為小分子

C.返回艙所用的超高溫陶瓷(過渡金屬硼化物)屬于新型無機非金屬材料

D.飛船操縱桿材料碳纖維與石墨烯互為同素異形體

10.化學推動著社會的進步和人類的發(fā)展。下列說法不正確的是

A.華為公司自主研發(fā)的"麒麟9000芯片"需要以高純度的硅為原料

B.中國科學家首先合成了結晶牛胰島素，結晶牛胰島素是蛋白質

C."廢舊聚酯高效再生及纖維制備產業(yè)化集成技術”中聚酯是天然高分子有機物

D."煤制烯煌大型現(xiàn)代煤化工成套技術開發(fā)及應用“中煤的氣化屬于化學變化

11.下列有關資源的開發(fā)利用的說法中正確的是

A.天然氣、乙醇和水煤氣分別屬于化石能源、不可再生能源和二次能源

B.從海水中可以得到MgCI2,電解Mg"溶液可制備Mg和CI2

C.從海水中提取澳單質的過程涉及氧化還原反應

D.Cu、ALHg可以分別用熱還原CuO、AI2O3、HgO的方法得到

12.化學與生活、科技密切相關，下列說法不正確的是

A.化石燃料是可再生能源

B.食鹽可做調味劑和防腐劑

C.Fe?Q俗稱鐵紅，可用作外墻涂料

D.酒精能使蛋白質變性，可用于殺菌消毒

13.下列說法不正確的是

A.原子光譜可用于鑒定氫元素

B.電解法可用于冶煉鋁等活潑金屬

C.焰色試驗可用于區(qū)分NaCI和KCI

D.分儲法可用于提高石油中乙烯的產量

14.澳及其化合物廣泛應用于醫(yī)藥、農藥和阻燃劑等生產中。一種利用空氣吹出法從海水中提取澳的工藝

流程如圖。

ii熱空氣吹出

濃縮海水aU酸化海水:北含澳空氣“CO,>%SO.>含澳溶液f產品澳

已知：i.與Na2c。3反應時，Br2轉化為BrO］和B「。

ii.HBrQ為強酸。

下列說法不正確的是

A.酸化海水通入Cl?提取澳的反應：Cl2+2Br=2C「+Br2

B.脫氯過程Fe2+和均具有脫氯作用

C.用Na2c。3溶液吸收足量小2蒸氣后，所得產物中的含碳粒子主要是HC。［

+

D.H2SO4酸化后重新得至UBrz的反應：5Br+BrO；+6H=3Br2+3H2O

15.近年來，我國新能源產業(yè)得到了蓬勃發(fā)展，下列說法錯誤的是

A.理想的新能源應具有資源豐富、可再生、對環(huán)境無污染等特點

B.氫氧燃料電池具有能量轉化率高、清潔等優(yōu)點

C.鋰離子電池放電時鋰離子從負極脫嵌，充電時鋰離子從正極脫嵌

D.太陽能電池是一種將化學能轉化為電能的裝置

16.第十四屆全國冬季運動會所需電能基本由光伏發(fā)電和風力發(fā)電提供。單晶硅電池是常見的太陽能電

池，玻璃鋼（又稱纖維增強塑料）是制造風力發(fā)電機葉片的主要材料之一。下列說法正確的是

A.太陽能電池屬于化學電源

B.太陽能、風能均屬于可再生能源

C.單晶硅屬于分子晶體

D.玻璃鋼屬于金屬材料

17.科研人員提出CeC）2催化合成DMC需經歷三步反應，示意圖如下：

H

I

O

CH30H

X

,JCH3

II<777777777777—~

0\

(DMC)

③

3

C=O

—

注：表示催化劑

CH3OH777777777777

下列說法正確的是

A.①、②、③中均有0—H的斷裂

B.生成DMC總反應的原子利用率為100%

C.該催化劑可有效提高反應物的平衡轉化率

D.DMC與過量NaOH溶液反應生成CO：和甲醇

18.下列說法不正確的是

A.原子光譜可用于鑒定氫元素B.電解法可用于冶煉鋁等活潑金屬

C.分館法可用于提高石油中乙烯的產量D.紅外光譜可用于區(qū)分甲酸甲酯和乙酸

19.杭州亞運會火炬"薪火"以加入鈉鹽的零碳甲醇為燃料備受世界矚目。下列說法不正確的是

A.火炬"薪火"點燃產生的黃色火焰，與碳的電子躍遷有關

B.火炬"薪火"燃料甲醇中的碳原子和氧原子都是sp3雜化

C.火炬"薪火"金屬材料部分采用的鋁合金具有耐腐蝕、強度高等優(yōu)點

D.火炬"薪火”所用的燃料零碳甲醇實現(xiàn)了CO2資源化循環(huán)利用

20.化學與社會生活密切相關，下列說法正確的是

A.力口"潔廁靈"增強"84消毒液”消毒效果

B.補鐵口服液不能與維生素C一起服用

C.馬口鐵（鍍錫鐵皮）比白鐵皮（鍍鋅鐵皮）破損鐵更容易腐蝕

D."汽車限行”措施不會減輕碳排放

2LCO2的轉化一直是世界范圍內的研究熱點。利用兩種金屬催化劑，在水溶液體系中將CO?分別轉化為

CO和HCOOH的反應過程示意圖如圖，下列說法正確的是

轉化為HCOOH的路徑-.一，‘''"■—1回

A.在轉化為CO的路徑中，只涉及碳氧鍵的斷裂和氧氫鍵的形成

B.在轉化為HCOOH的路徑中，CO2被氧化

C.上述反應過程說明催化劑具有選擇性

D.在轉化為兩種產物的過程中碳、氧原子的利用率為100%,符合原子經濟理念

22.近年來我國的航天事業(yè)取得重大突破，化學在太空探索方面發(fā)揮關鍵作用，下列說法錯誤的是

A.“中國天眼”望遠鏡所使用的SiC屬于新型無機非金屬材料

B.“長征號"火箭采用"液氫液氧”作為推進劑，"液氫"屬于綠色環(huán)保燃料

C.“玉兔號"月球車帆板太陽能電池將電能轉化為化學能

D.“嫦娥號”飛船帶回的月壤中含有3He,它與《He互為同位素

23.下列過程發(fā)生了化學變化的是

A.利用CO2合成燃料實現(xiàn)"碳中和"

B.原子核外電子發(fā)生躍遷

C.石油分儲得到汽油、柴油和煤油等

D.笊、鼐;用作“人造太陽"核聚變燃料

24.化學與人類社會的生產、生活有著密切聯(lián)系。下列敘述中不正確的是

c.SiO2超分子納米管：無機非金屬材料D.石墨烯發(fā)熱服：有電熱轉化性能

A.AB.BC.CD.D

25.中國載人航天工程取得重大成就，計劃在2030年前實現(xiàn)中國人首次登月。下列有關說法不正確的是

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氮-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

26.2023年12月21日，神舟十七號航天員從問天實驗艙成功出艙并利用艙外機械臂對太陽翼（太陽能帆

板）等設備進行巡檢和修復作業(yè)。下列說法錯誤的是

A.制造太陽翼的主要材料中含有高純度二氧化硅

B.艙外機械臂由合金制成，有高強度、耐腐蝕和耐低溫等特性

C.問天實驗艙使用了石墨烯導熱索技術，石墨烯屬于新型無機非金屬材料

D.核心艙配置的離子推進器以氤和氨氣作為推進劑，債和瀛都屬于稀有氣體

27.2023年11月15日，亞洲最深井"深地一號”成功開井，獲得高產油氣流。我國科研人員采用高溫石英

（主要成分Si5）、鈦合金等航天耐高溫材料，實現(xiàn)了地下近萬米深度指哪打哪，通過在鉆井液中加入竹纖

維，在鉆井壁上迅速形成一層保護膜，馴服了有很多微小裂縫的二疊系地層。下列說法不正確的是

A.所獲得的油氣流是混合物

B.竹纖維屬于無機非金屬材料

C.鈦合金強度高、耐蝕性好、耐熱性高

D.Si。是一種共價晶體

28.C0?光催化反應機理如圖所示，當催化劑受到能量大于禁帶寬度的光照時，價帶上的電子被激發(fā)，躍

遷到導帶，同時形成空穴。導帶上的光生電子向作還原劑，價帶上的光生空穴(十)作氧化劑，下列說法不

A.在價帶上凡0被氧化B.推測TP2起催化作用

C.反應過程中光能轉化為化學能D.ImolCO?生成ImolCH”得4moie-

29.杭州第19屆亞運會使用到的材料屬于無機非金屬材料的是

A."亞運蓮花尊”蓮花盆的青瓷B.火炬"薪火"外殼的鋁合金

C.棒壘球館頂棚的聚四氟乙烯薄膜D.亞運村衣櫥內的由麥秸稈制成的衣架

30.中國“天宮”空間站使用了很多高新技術材料。下列對涉及材料的說法不正確的是

A.核心艙的離子推進器使用沆氣作為推進劑，沆位于元素周期表0族

B.被譽為"百變金剛"的太空機械臂主要成分為鋁合金，其強度大于純鋁

C.太陽能電池翼基板采用碳纖維框架和玻璃纖維網(wǎng)，兩者均屬于有機高分子材料

D."問天”實驗艙使用碎化錢(GaAs)太陽能電池，碑和鉉位于元素周期表第四周期

31.下列材料的主要成分屬于金屬材料的是

A,生產復合材料、電池和傳感器一一碳納米管

B.港珠澳大橋錨具材料一一特殊工藝的低碳鋼

C.長征五號的整流罩前錐段材料一一聚甲基丙烯酰亞胺

D.我國自主研發(fā)的5G芯片的材料一一硅

32.中華文明源遠流長，漢字居功至偉。下列漢字載體主要由合金材料制成的是

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人

選項A.獸骨B.青銅器C.紙張D.液晶顯不屏

A.AB.BC.CD.D

33.下列材料的主要成分屬于有機化合物的是

A.北京冬奧工作入員服裝的發(fā)熱材料一一石墨烯

B.長征五號的整流罩前錐段材料一一聚甲基丙烯酰亞胺

C.港珠澳大橋錨具材料一一特殊工藝的低碳鋼

D.我國自主研發(fā)的5G芯片的材料一一硅

34.發(fā)展改變生活。下列說法不正確的是

A.T-碳(T-Carbon)是一種碳的三維結構晶體，其與C6fl互為同位素

B."天問一號"中Ti-Ni形狀記憶合金的兩種金屬都屬于過渡金屬

C."祝融號"火星探測器上使用的鈦合金具有密度小、強度高、耐高溫的特性

D.清華大學打造的世界首款異構融合類腦芯片一一天機芯的主要材料是硅單質

考向02新技術

1.我國科學家在可充放電式鋅-空氣電池研究方面取得重大進展。電池原理如圖所示，該電池的核心組分

是驅動氧化還原反應(ORR)和析氧反應(OER)的雙功能催化劑，KOH溶液為電解質溶液，放電的總反應式為

2

2Zn+02+40H-+2H20=2[Zn(0H)4]o下列有關說法不正確的是

?OH-

A.放電時電解質溶液中K+向正極移動

2

B.放電時鋅電池負極反應為Zn-2e+4OH=[Zn(OH)4]-

C.充電時催化劑降低析氧反應(OER)的活化能

D.充電時陰極生成6.5gZn的同時陽極產生2.24LC)2(標準狀況)

2.一種新型Zn-CC)2水介質電池，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑，其工作示意圖如下，下列

說法不正確的是

B.放電時，CO2被轉化為儲氫物質HCOOH

電解

C.充電時，電池總反應為：2Zn(OH)；「一2Zn+。2T+4OJT+2H2。

D.充電時，雙極隔膜產生的H+向右室移動

3.中國科研團隊研發(fā)出室溫下可穩(wěn)定充放電的高柔性鈣一氧氣電池，該電池的總反應為:

Ca+O2^j1^CaO2,下列說法正確的是

金屬CaCa鹽/碳納米管

電解液

A.CaO?中陰陽離子個數(shù)比為2：1

B.電解質溶液可選用CaSO,水溶液

C.放電時正極電極反應式為。2+2凡0+46一=4011一

D.充電時陽極電極反應式為CaC>2-2e-=Ca"+O2

4.我國科研人員研發(fā)的海泥細菌電池不僅可以作為海底儀器的水下電源，還可以促進有機污染物（以

CHQ表示）的分解，其工作原理如圖，其中海底沉積層/海水界面可起到質子交換膜的作用，下列理論分

B.b極的電極反應為HS-+2e「=S+H+

C.若b極區(qū)生成ImolS,貝a極區(qū)H+增力口2moi

D.外電路通過Imole-時，至少有ImolCO?生成

5.科學家開發(fā)了一種可植入體內的燃料電池，血糖（葡萄糖）過高時會激活電池，產生電能進而刺激人造胰

島細胞分泌胰島素，降低血糖水平。電池工作時的原理如下圖所示（G—CHO代表葡萄糖）。

下列說法不正確的是

A.該燃料電池是否工作與血糖的高低有關，血糖正常時電池不工作

B.工作時，電極I附近pH下降

c.工作時，電子流向：電極n玲傳感器-電極I

D.工作時，電極H電極反應式為G-CHO+H2O-2e-=G-COOH+2H+

6.我國科研人員研制出一種一體式過氧化氫循環(huán)電池(UR-HPCC),可實現(xiàn)在山。2電解模式下高效產氫，在

燃料電池模式下合成過氧化氫。其工作原理示意圖如下。下列說法正確的是

質子交換膜

A.電解模式下也在陽極生成

B.電解模式下化學能轉化為電能

+

C.電池模式下正極反應為：O2+2H+2e=H2O2

D.電池模式下H中H+通過質子交換膜移向I

7.我國學者研制了一種鋅基電極，與涂覆氫氧化銀