熱點(diǎn)素材03新能源與新材料

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熱點(diǎn)解讀

新能源新材料是在環(huán)保理念推出之后引發(fā)的對(duì)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。

新能源新材料主要發(fā)展方向有：

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

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

用來(lái)產(chǎn)生20T以上的強(qiáng)磁場(chǎng)。超導(dǎo)材料最誘人的應(yīng)用是發(fā)電、輸電和儲(chǔ)能。

2.能源材料：能源材料主要有太陽(yáng)能電池材料、儲(chǔ)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(shè)計(jì)材料之后的第四代材料，是現(xiàn)代高技術(shù)

新材料發(fā)展的重要方向之一。如英國(guó)宇航公司的導(dǎo)線傳感器，用于測(cè)試飛機(jī)蒙皮上的應(yīng)變與溫度情況；英

國(guó)開(kāi)發(fā)出一種快速反應(yīng)的記憶合金，已成功在應(yīng)用于衛(wèi)星天線等、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。

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

料，但當(dāng)磁場(chǎng)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(jīng)磁化后，去除外磁場(chǎng)仍保留磁性，其性能特點(diǎn)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(lèi)。

5.納米材料：納米材料是納米科技領(lǐng)域中最富活力、研究?jī)?nèi)涵十分豐富的科學(xué)分支。納米材料的制備與合

成技術(shù)是當(dāng)前主要的研究方向，雖然在樣品的合成上取得了一些進(jìn)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(duì)其應(yīng)用起著至關(guān)重要的作用。

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限時(shí)提升練

（建議用時(shí)：40分鐘）

考向01超導(dǎo)材料

1.（2025?江蘇常州?期中）鐵系超導(dǎo)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(gè)電子。下列說(shuō)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E反應(yīng)生成FeF?D.氫化物的穩(wěn)定性：HF<H2O

2.(2025?江蘇蘇州?調(diào)研)鐵是最常見(jiàn)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(jīng)堿性發(fā)藍(lán)處理可增強(qiáng)其抗腐蝕性，方法為：用NaOH與NaNO2進(jìn)行浸泡，在表面形成

FesCXt的同時(shí)有NH3生成；鐵與碑反應(yīng)得到的FeAs可被Na還原得到NaFeAs,NaFeAs難溶于水，是一種

超導(dǎo)材料。保(Ni)與Fe單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)相似，金屬活動(dòng)性比鐵略低。酸性條件下，Ni?+的氧化性強(qiáng)于Cl2,

Ni2+的鹽與堿反應(yīng)可以轉(zhuǎn)化為不溶性的Ni(OH)2。下列反應(yīng)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+NOJ+2H2O=Fe+NOT+4OH-

B.鐵的發(fā)藍(lán)處理：9Fe+8H2O+4NO；=3Fe3O4+4NH3T+4OH-

2+

C.NiSC)4溶液中加少量氨水：Ni+2OH-=Ni(OH)2

+3+

D.Ni(OH)3與濃鹽酸反應(yīng)：Ni(OH)3+3H=Ni+3H2O

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

種低溫超導(dǎo)材料的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞邊長(zhǎng)都為apm,K原子位于晶胞的棱上與內(nèi)部。下列說(shuō)法

正確的是

OCgo?K.

A.該材料的化學(xué)式為KC6。

B.C6。周?chē)染嗲易罱腃6。的個(gè)數(shù)為4個(gè)

C.棱上K原子處在C6。構(gòu)成的立方體空隙中

D.C60與C60的最短距離是Japm

2

4.(2025?河南南陽(yáng)?月考)YBazCuQ-Y為鋁元素)是磁懸浮列車(chē)中的重要超導(dǎo)材料，下列關(guān)于*Y

的說(shuō)法不正確的是

A.質(zhì)量數(shù)是89

B.核外電子數(shù)是39

C.中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之差為50

D.北丫和2Y是兩種不同的核素，互為同位素

5.（2025?廣東?期末）科學(xué)家合成了一種高溫超導(dǎo)材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。X、Y、M、Q為前四周

期元素原子序數(shù)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(tài)原子價(jià)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(duì)，其最高能層數(shù)是最高能級(jí)電

子數(shù)的2倍。下列說(shuō)法不正確的是

A.晶體最簡(jiǎn)化學(xué)式為MQX6Y6

B.最高正化合價(jià)：Y>X>Q>M

C.QY2能與水劇烈反應(yīng)生成可燃性氣體

D.Y的最高價(jià)氧化物的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4

考向02能源材料

1.（2025?河南鄭州?期末）有機(jī)化合物在材料、能源、藥物等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，下列有關(guān)有機(jī)化合物的

說(shuō)法正確的是

A.煤的干儲(chǔ)屬于物理變化

B.石油分儲(chǔ)產(chǎn)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(lèi)

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

高溫

Mg+TiO2+N2—TiN+MgO+NOo阿伏加德羅常數(shù)的值為以，下列說(shuō)法正確的是

A.2.8g氮?dú)馔耆磻?yīng)，該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.4名

B.22.4LNO含有的共價(jià)鍵數(shù)為2NA

C.ImolMgO含有的中子數(shù)為13名

D.ImolTiO?中含有的離子數(shù)為2NA

3.（2025?北京?一模）中國(guó)載人航天工程取得重大成就，計(jì)劃在2030年前實(shí)現(xiàn)中國(guó)人首次登月。下列

有關(guān)說(shuō)法不正確的是

A.“嫦娥五號(hào)”使用的鋁基復(fù)合材料，屬于合金材料

B.月壤中含有地球上罕見(jiàn)的氫-3,氮-3是一種新型可控核聚變能源生產(chǎn)材料

C.中國(guó)空間站"天和”核心艙等使用的柔性太陽(yáng)電池陣，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能

D."長(zhǎng)征七號(hào)遙五"運(yùn)載火箭采用全液氧煤油等燃料，無(wú)毒無(wú)污染稱為"綠色"火箭

4.（2025?湖南邵陽(yáng)?月考）化學(xué)與生活、材料、環(huán)境、能源關(guān)系密切，下列說(shuō)法正確的是

A.SO?在工業(yè)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(huì)部分場(chǎng)館使用“確化鎘"光伏發(fā)電系統(tǒng)，將電能轉(zhuǎn)化為太陽(yáng)能

C.光導(dǎo)纖維的通信容量大，抗干擾性能好，其主要成份是Si

D.我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室利用CO2合成淀粉實(shí)現(xiàn)了無(wú)機(jī)小分子向有機(jī)高分子的轉(zhuǎn)變

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

A.在即將到來(lái)的新能源時(shí)代，太陽(yáng)能、氫能將成為主要能源

B.高吸水性樹(shù)脂可在干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)抗旱保水，改良土壤

C.光導(dǎo)纖維在信息產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用廣泛，制造光導(dǎo)纖維的主要材料是單質(zhì)硅

D.電子芯片使用新型的半導(dǎo)體材料碑化線屬于新型無(wú)機(jī)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(jī)的舷窗和智能太陽(yáng)鏡等方面具有廣泛應(yīng)用。一種新一代集

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

說(shuō)法正確的是

接用電器,

或電源

（透明）

Li4Ti5O12

LiFePO

4Li7Ti5O,

（透明）

A.放電時(shí)，Li+移向b極

B.充電時(shí)，b極接外電源的正極

+

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

D.放電時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移hnol電子時(shí)，a極質(zhì)量減少7g

2.（2025?云南?期中）化學(xué)在社會(huì)進(jìn)步中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。下列有關(guān)材料的描述正確的是

A.傳統(tǒng)的三大無(wú)機(jī)非金屬材料是陶瓷、塑料、玻璃

B."天問(wèn)一號(hào)"人造衛(wèi)星的太陽(yáng)能電池帆板的材料是高純二氧化硅

C.2022年北京冬奧會(huì)開(kāi)幕式專(zhuān)用演出服為石墨烯智能發(fā)熱材料，屬于新型無(wú)機(jī)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(lián)考）近期，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書(shū)宏院士團(tuán)隊(duì)受人類(lèi)"弓弩"等結(jié)構(gòu)啟發(fā)，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(rèn)為是制造智能磁性和振動(dòng)傳感器的理想材料，有望

用于外太空探測(cè)。下列說(shuō)法錯(cuò)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(wú)機(jī)非金屬材料

C.CoFe?。,是制造智能磁性材料的原料之一，CoFe?。,屬于合金

D.發(fā)射外太空探測(cè)設(shè)備最理想的燃料是液態(tài)氫

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

學(xué)材料的說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.滑雪板板心木質(zhì)材料的主要成分為纖維素，屬于天然有機(jī)高分子材料

B.開(kāi)幕式專(zhuān)用演出服為石墨烯智能發(fā)熱材料，屬于新型無(wú)機(jī)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(huì)采用氫能源保障車(chē)有利于"碳達(dá)峰、碳中和”

5.（2025?河南?測(cè)評(píng)）近期，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書(shū)宏院士團(tuán)隊(duì)受人類(lèi)"弓弩"等結(jié)構(gòu)啟發(fā)，研制出一種

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

列觀點(diǎn)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(zhuǎn)化為多孔碳材料發(fā)生化學(xué)變化

C.CoFezO4是制造智能磁性材料的原料之一，CoFe2C>4屬于合金

D.發(fā)射外太空探測(cè)設(shè)備最理想的燃料是液態(tài)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(dòng)性又具有固體磁性材料的磁性。是由直徑為納米量級(jí)（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(wěn)定的膠狀液體。該流體在靜態(tài)時(shí)無(wú)磁性吸引力，當(dāng)外加

磁場(chǎng)作用時(shí)，才表現(xiàn)出磁性。用納米金屬及合金粉末生產(chǎn)的磁流體性能優(yōu)異，可廣泛應(yīng)用于各種苛刻條件

的磁性流體密封、減震、醫(yī)療器械、聲音調(diào)節(jié)、光顯示、磁流體選礦等領(lǐng)域。制備時(shí)某種磁流體可將含等

物質(zhì)的量的FeSO’和Fe2（SC>4）3的溶液混合，再滴入稍過(guò)量的NaOH溶液，隨后加入油酸鈉溶液，即可生

成黑色的、分散質(zhì)粒子直徑在36~55nm的磁流體。下列說(shuō)法中正確的是

A.該分散質(zhì)粒子不能透過(guò)濾紙

B.該分散系能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)

C.所得的分散系中分散質(zhì)為FeQs

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(yáng)?開(kāi)學(xué)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(wěn)定性，經(jīng)碳包覆后可應(yīng)用于鋰離子電池電極材料。其某種結(jié)構(gòu)如圖所示：

。Fe（III）。Fe（II）ON

下列說(shuō)法正確的是

A.該結(jié)構(gòu)中含有的Fe（II）和Fe（m）個(gè)數(shù)比為1：3

B.N原子處于由Fe?+組成的八面體空隙中

C.Fe?+的價(jià)層電子排布式為3d54sl

D.該晶胞的密度為952xl°,g/cm3

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(fā)生光氧化反應(yīng)生成長(zhǎng)

鏈狀er。.和X。。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

B.熔點(diǎn)：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。

O原子呈面心立方最密堆積，F(xiàn)e原子隨機(jī)分布在由O原子構(gòu)成的正四面體空隙和八面體空隙中（如圖），下

列說(shuō)法不正確的是

A.1、2號(hào)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為，,（1,1,1）,1、2號(hào)原子之間的距離為日nm

B.基態(tài)Fe3+在原子核外空間占據(jù)的最高能層符號(hào)為M,該能層的電子云在空間有9個(gè)伸展方向

C.Fes?！小Ｔ友孛鎸?duì)角線的投影為Mg

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(yè)上以軟銃礦（主要成分是MnOz，含有Si。?、FezOs等少量雜質(zhì)）為主要原

料制備高性能的磁性材料碳酸鎰（MnCQ），其工業(yè)流程如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

過(guò)量SC>2MnO2NH4HCO3溶液

舞T浸焉H過(guò)手］I嬴i第瞿/T過(guò)嬴I…一>高純MnCC>3

濾渣i濾渣n

+2+

A.浸鎰過(guò)程中Fe.與SO?反應(yīng)的離子方程式為：Fe2O3+S02+2H=2Fe+SO；-+H20

B.過(guò)濾I所得濾液中主要存在的金屬陽(yáng)離子為Mn?+和Fe?+

C.濾渣H的主要成分含有Fe（OH）3

2++

D.加入NHRCO3溶液發(fā)生反應(yīng)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(guān)說(shuō)法正確的是

A.膠體的本質(zhì)特征是具有丁達(dá)爾效應(yīng)

B.用肉眼就可以把膠體和溶液、濁液區(qū)別開(kāi)來(lái)

C.將FeCL飽和溶液滴入煮沸的蒸儲(chǔ)水中，繼續(xù)加熱煮沸可制得Fe（OH%膠體

D.納米材料粒子直徑一般為10"?io-7m,因此納米材料為膠體

2.（2025?四川?檢測(cè)）化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，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(chē)尾氣中氮的氧化物催化還原為氮?dú)?/p>

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(jì)算機(jī)芯片和光導(dǎo)纖維的主要材料都是硅單質(zhì)

3.（2025?安徽黃山?月考）信息、材料、能源構(gòu)成了現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的三大資源。下列關(guān)于它們的說(shuō)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(wú)機(jī)非金屬材料

B.在化石燃料的綜合利用中，石油分儲(chǔ)和裂化、煤干儲(chǔ)都是物理變化

C.聚乙烯、酚醛樹(shù)脂、天然橡膠等都是通過(guò)加聚反應(yīng)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(xué)?期中）碳量子點(diǎn)是種新型碳納米材料，我國(guó)化學(xué)家研究的一種新型復(fù)

微合光催化劑［碳量子點(diǎn)/氮化碳（納米復(fù)合物）］可以利用太陽(yáng)光實(shí)現(xiàn)高效分解水，其原理如圖所示。下列說(shuō)

法錯(cuò)誤的是

B.水分解過(guò)程中，力。2不是催化劑

C.復(fù)合光催化劑中兩種納米材料屬于有機(jī)物

D.若反應(yīng)n是放熱反應(yīng)，則反應(yīng)I一定是吸熱反應(yīng)

5.(2025?河南鄭州?預(yù)測(cè))我國(guó)殲35戰(zhàn)機(jī)采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)布局、鋁合金加強(qiáng)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(chuàng)新技術(shù)，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(jī)高分子化合物

C.鋁合金具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度低的性質(zhì)

D.納米材料的微粒直徑范圍為10-9?10-7m

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拓展培優(yōu)練

1.(2025?安徽懷寧?月考)TiN具有良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性，可用于高溫結(jié)構(gòu)材料和超導(dǎo)材料?？衫没?/p>

學(xué)氣相沉積技術(shù)來(lái)制備氮化鈦。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

⑴已知1200。(：下，三種制備氮化鈦反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

1

(i)TiCl4(g)+1N2(g)^TiN(s)+2Cl2(g)AH1=+366.32kJ-morKpl=0.82

6

(ii)6TiCl4(g)+8NH3(g)6TiN(s)+24HCl(g)+N2(g)AH2=+386.88kJ.mor'Kp2=1.6xl0

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

利用反應(yīng)i和ii兩種方式制備TiN時(shí)。反應(yīng)ii的反應(yīng)趨勢(shì)遠(yuǎn)大于i,其原因是。

⑵在1200。。130kPa反應(yīng)條件下，將