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热点素材03 新能源与新材料
新能源新材料是在环保理念推出之后引发的对不可再生资源节约利用的一种新的科技理念，新能源新材料
是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料，具有比传统材料更为优异的性能。
新能源新材料主要发展方向有：
1.超导材料：超导电性和抗磁性是超导体的两个重要特性。使超导体电阻为零的温度称为临界温度(TC)。
超导材料研究的难题是突破"温度障碍"，即寻找高温超导材料。高温超导体都具有相当高的磁性能，能够
用来产生20T 以上的强磁场。超导材料最诱人的应用是发电、输电和储能。
2.能源材料：能源材料主要有太阳能电池材料、储氢材料、固体氧化物电池材料等。
3.智能材料：智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术
新材料发展的重要方向之一。如英国宇航公司的导线传感器，用于测试飞机蒙皮上的应变与温度情况；英
国开发出一种快速反应的记忆合金，已成功在应用于卫星天线等、医学等领域。
4.磁性材料：磁性材料可分为软磁材料和硬磁材料二类。软磁材料是指那些易于磁化并可反复磁化的材料，
但当磁场去除后，磁性即随之消失；目前常用的软磁体有铁硅合金、铁镍合金、非晶金属。永磁材料经磁
化后，去除外磁场仍保留磁性，其性能特点是具有高的剩磁、高的矫顽力。永磁材料包括铁氧体和金属永
磁材料两类。
5.纳米材料：纳米材料是纳米科技领域中最富活力、研究内涵十分丰富的科学分支。纳米材料的制备与合
成技术是当前主要的研究方向，虽然在样品的合成上取得了一些进展，但至今仍不能制备出大量的块状样
品，因此研究纳米材料的制备对其应用起着至关重要的作用。
（建议用时：40 分钟）
考向
01
超导材料
1．（2025·江苏常州·期中）铁系超导材料
中除
、
外，其余均为主族元素。其中
原子核外电子的P 层为最外层，
原子核外最外层有5 个电子。下列说法正确的是
A．
位于周期表第5 周期
B．
在周期表中与N 处于同主族
1
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C．
和
反应生成
D．氢化物的稳定性：
2．（2025·江苏苏州·调研）铁是最常见的金属之一、纳米铁粉可用于处理酸性含氮废水(主要含
)；铁
易被腐蚀，经碱性发蓝处理可增强其抗腐蚀性，方法为：用
与
进行浸泡，在表面形成
的同时有
生成；铁与砷反应得到的
可被
还原得到
，
难溶于水，是一种超导材
料。镍
与
单质化学性质相似，金属活动性比铁略低。酸性条件下，
的氧化性强于
，
的
盐与碱反应可以转化为不溶性的
。下列反应的离子方程式正确的是
A．纳米铁粉处理酸性含
废水：
B．铁的发蓝处理：
C．
溶液中加少量氨水：
D．
与浓盐酸反应：
3．（2025·广东·期中）研究低温超导体材料的性能对解决能源危机有重要意义。金属K 与C60形成的一种
低温超导材料的立方晶胞结构如图所示，晶胞边长都为apm，K 原子位于晶胞的棱上与内部。下列说法正
确的是
A．该材料的化学式为KC60
B．C60周围等距且最近的C60的个数为4 个
2
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C．棱上K 原子处在C60构成的立方体空隙中
D．C60与C60的最短距离是
apm
4．（2025·河南南阳·月考 ）
(
为钇元素)是磁悬浮列车中的重要超导材料，下列关于
的说
法不正确的是
A．质量数是89
B．核外电子数是39
C．中子数与质子数之差为50
D．
和
是两种不同的核素，互为同位素
5．（2025·广东·期末）科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示。X、Y、M、Q 为前四周期
元素原子序数依次增大。 X、Y 为相邻非金属元素，M、Q 为同一周期元素。Y 元素的基态原子价层电子为
nsnnpn。Q 元素原子中只有两种形状的电子云，且所有轨道的电子均成对，其最高能层数是最高能级电子数
的2 倍。下列说法不正确的是
A．晶体最简化学式为 MQX6Y6
B．最高正化合价：Y >X >Q >M
C．QY2能与水剧烈反应生成可燃性气体
D．Y 的最高价氧化物的中心原子的价层电子对数为 4
考向
02
能源材料
1．（2025·河南郑州·期末）有机化合物在材料、能源、药物等领域应用广泛，下列有关有机化合物的说法
正确的是
A．煤的干馏属于物理变化
B．石油分馏产品之一汽油属于纯净物
3
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C．聚乙烯可使溴的四氯化碳溶液褪色
D．葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素均属于糖类
2．（2025·江西赣州·期中）纳米
是新型能源材料，高温时合成反应为：
。阿伏加德罗常数的值为
，下列说法正确的是
A．
氮气完全反应，该反应中转移的电子数为
B．
含有的共价键数为
C．
含有的中子数为
D．
中含有的离子数为
3．（2025·北京·一模）中国载人航天工程取得重大成就，计划在2030 年前实现中国人首次登月。下列有
关说法不正确的是
A．“嫦娥五号”使用的铝基复合材料，属于合金材料
B．月壤中含有地球上罕见的氦
，氦
是一种新型可控核聚变能源生产材料
C．中国空间站“天和”核心舱等使用的柔性太阳电池阵，将太阳能转化为电能
D．“长征七号遥五”运载火箭采用全液氧煤油等燃料，无毒无污染称为“绿色”火箭
4．（2025·湖南邵阳·月考）化学与生活、材料、环境、能源关系密切，下列说法正确的是
A．
在工业上可用于漂白纸浆、丝织品，但不能用作食品添加剂
B．2022 年北京冬奥会部分场馆使用“碲化镉”光伏发电系统，将电能转化为太阳能
C．光导纤维的通信容量大，抗干扰性能好，其主要成份是Si
D．我国科研团队在实验室利用
合成淀粉实现了无机小分子向有机高分子的转变
5．（2025·广东·检测）信息、材料、能源被称为新科技革命的“三大支柱”。下列有关资讯不正确的是
A．在即将到来的新能源时代，太阳能、氢能将成为主要能源
B．高吸水性树脂可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤
C．光导纤维在信息产业中应用广泛，制造光导纤维的主要材料是单质硅
D．电子芯片使用新型的半导体材料砷化镓属于新型无机非金属材料
4
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考向
03
智能材料
1．（2025·广西·一模）电致变色材料在飞机的舷窗和智能太阳镜等方面具有广泛应用。一种新一代集电致
变色功能和储能功能于一体的电子器件的工作原理如图所示，放电时该器件的透光率逐渐增强。下列说法
正确的是
A．放电时，
移向b 极
B．充电时，b 极接外电源的正极
C．充电时，b 极的电极反应：
D．放电时，电路中转移
电子时，a 极质量减少7g
2．（2025·云南·期中）化学在社会进步中发挥着关键性作用。下列有关材料的描述正确的是
A．传统的三大无机非金属材料是陶瓷、塑料、玻璃
B．“天问一号”人造卫星的太阳能电池帆板的材料是高纯二氧化硅
C．2022 年北京冬奥会开幕式专用演出服为石墨烯智能发热材料，属于新型无机非金属材料
D．
俗称金刚砂，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料
3．（2025·湖北·联考）近期，中国科学技术大学俞书宏院士团队受人类“弓弩”等结构启发，研制出一种
超轻、超弹、耐极温名为“碳弹簧”的新型碳材料，被认为是制造智能磁性和振动传感器的理想材料，有
望用于外太空探测。下列说法错误的是
A．古代弓弩一般使用多层竹、木片制作，竹的主要成分是纤维素
B．碳弹簧由多孔碳材料制作，多孔碳属于新型无机非金属材料
C．
是制造智能磁性材料的原料之一，
属于合金
D．发射外太空探测设备最理想的燃料是液态氢
4．（2025 广东·综合考试）科技助力北京2022 年冬奥会，雪上项目是冬奥会重要项目之一。下列有关化学
材料的说法错误的是
5
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A．滑雪板板心木质材料的主要成分为纤维素，属于天然有机高分子材料
B．开幕式专用演出服为石墨烯智能发热材料，属于新型无机非金属材料
C．“冰丝带”幕墙由玻璃拼装而成，玻璃与光纤的成分相同
D．冬奥会采用氢能源保障车有利于“碳达峰、碳中和”
5．（2025·河南·测评）近期，中国科学技术大学俞书宏院士团队受人类“弓弩”等结构启发，研制出一种
名为“碳弹簧”的新型碳材料，被认为是制造智能磁性和振动传感器的理想材料，有望用于外太空探测。
下列观点不正确的是
A．古代弓弩一般使用多层竹、木片制作，竹的主要成分是纤维素
B．“碳弹簧”由多孔碳材料制作，石墨转化为多孔碳材料发生化学变化
C．CoFe2O4是制造智能磁性材料的原料之一，CoFe2O4属于合金
D．发射外太空探测设备最理想的燃料是液态氢
考向
04
磁性材料
1．（2025·河北保定·月考）磁流体又称磁性液体、铁磁流体或磁液，是一种新型的功能材料，它既具有液
体的流动性又具有固体磁性材料的磁性。是由直径为纳米量级(10 纳米以下)的磁性固体颗粒、基载液(也叫
媒体)以及界面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状液体。该流体在静态时无磁性吸引力，当外加磁场作
用时，才表现出磁性。用纳米金属及合金粉末生产的磁流体性能优异，可广泛应用于各种苛刻条件的磁性
流体密封、减震、医疗器械、声音调节、光显示、磁流体选矿等领域。制备时某种磁流体可将含等物质的
量的
和
的溶液混合，再滴入稍过量的NaOH 溶液，随后加入油酸钠溶液，即可生成黑色的、
分散质粒子直径在
的磁流体。下列说法中正确的是
A．该分散质粒子不能透过滤纸
B．该分散系能产生丁达尔效应
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C．所得的分散系中分散质为
D．所得分散系为胶体，且胶粒直径即为氢氧化铁分子直径
2．（2025·湖南衡阳·开学考）一种新型磁性材料氮化铁，因其具有较高的比容量及高充放电效率，又有良
好的稳定性，经碳包覆后可应用于锂离子电池电极材料。其某种结构如图所示：
下列说法正确的是
A．该结构中含有的Fe(
)和Fe(
)个数比为1：3
B．N 原子处于由
组成的八面体空隙中
C．
的价层电子排布式为
D．该晶胞的密度为
3．（2025·山东潍坊·期中）二维磁性材料卤化铬
混合晶体如图，在纯氧中发生光氧化反应生成长链
状
和
。下列说法错误的是
A．键的极性：
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B．熔点：
C．图示二维晶胞的组成为
D．
中
4．（2025·河北沧州·模拟）四氧化三铁是一种常用的磁性材料，是制作录音磁带和电讯器材的原料。O 原
子呈面心立方最密堆积，Fe 原子随机分布在由O 原子构成的正四面体空隙和八面体空隙中(如图)，下列说
法不正确的是
A．1、2 号原子的分数坐标分别为
，
，1、2 号原子之间的距离为
B．基态
在原子核外空间占据的最高能层符号为M，该能层的电子云在空间有9 个伸展方向
C．
中O 原子沿面对角线的投影为
D．题图中正四面体空隙和正八面体空隙中
原子的填充率为
5．（2025·四川自贡·月考）工业上以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制
备高性能的磁性材料碳酸锰(MnCO3)，其工业流程如图。下列说法错误的是
A．浸锰过程中
与
反应的离子方程式为：
B．过滤I 所得滤液中主要存在的金属阳离子为
和
8
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C．滤渣Ⅱ的主要成分含有
D．加入
溶液发生反应的主要离子方程式为：
考向
05
纳米材料
1．（2025·重庆·月考）下列有关说法正确的是
A．胶体的本质特征是具有丁达尔效应
B．用肉眼就可以把胶体和溶液、浊液区别开来
C．将
饱和溶液滴入煮沸的蒸馏水中，继续加热煮沸可制得
胶体
D．纳米材料粒子直径一般为
，因此纳米材料为胶体
2．（2025·四川·检测）化学与生产、生活密切相关，下列叙述正确的是
A．“酸雨”是由大气中碳、氮、硫的氧化物溶于雨水造成的
B．利用催化剂可将汽车尾气中氮的氧化物催化还原为氮气
C．碳纳米材料包括金刚砂、富勒烯、碳纳米管、石墨烯等
D．制造计算机芯片和光导纤维的主要材料都是硅单质
3．（2025·安徽黄山·月考）信息、材料、能源构成了现代社会发展的三大资源。下列关于它们的说法正确
的是
A．单晶硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料都属于新型无机非金属材料
B．在化石燃料的综合利用中，石油分馏和裂化、煤干馏都是物理变化
C．聚乙烯、酚醛树脂、天然橡胶等都是通过加聚反应生成的高分子材料
D．硅石、玻璃、光纤主要成分都是硅酸盐
4．（2025·四川成都市石室中学·期中）碳量子点是种新型碳纳米材料，我国化学家研究的一种新型复微合
光催化剂[碳量子点/氮化碳(纳米复合物)]可以利用太阳光实现高效分解水，其原理如图所示。下列说法错
误的是
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A．总反应为2H2O=2H2+O2
B．水分解过程中，H2O2不是催化剂
C．复合光催化剂中两种纳米材料属于有机物
D．若反应Ⅱ是放热反应，则反应Ⅰ一定是吸热反应
5．（2025·河南郑州·预测）我国歼35 战机采用双发动机布局、铝合金加强框一翼梁整体大部件、碳纤维
材料、特殊表面纳米材料涂层等创新技术，零件减少50％、减重38％，制造效率提高10 倍以上。下列叙
述正确的是
A．其燃料煤油属于纯净物
B．碳纤维属于有机高分子化合物
C．铝合金具有质量轻、强度低的性质
D．纳米材料的微粒直径范围为
1．（2025·安徽怀宁·月考）TiN 具有良好的导电和导热性，可用于高温结构材料和超导材料。可利用化学
气相沉积技术来制备氮化钛。请回答下列问题：
(1)已知1200℃下，三种制备氮化钛反应的热化学方程式：
(
)
ⅰ
(
)
ⅱ
(
)
ⅲ
= + 2.88 kJ/mol
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利用反应ⅰ和ⅱ两种方式制备TiN 时。反应ⅱ的反应趋势远大于ⅰ，其原因是 。
(2)在1200℃、130kPa 反应条件下，将
、
、
以物质的量之比1 1 2
∶∶加入反应容器进行
反应ⅲ。20min 后反应达到平衡状态，平衡时混合气体中
与
的分压相等，则
平衡转
化率为 (保留三位有效数字)，0～20min 之间，以分压表示
的平均反应速率为
。
(3)制备氮化钛的原料氨气的合成。将
和
投入到某刚性反应容器中，测得反应过程中
的体积分数和反应体系的总压p 随着温度的升高而变化的曲线如图：
①对于该可逆反应过程，下列有关说法正确的是 (填序号)。
A．a、b、c 三点时，该反应均处于平衡状态
B．m→n 过程中，该反应平衡逆向移动
C．混合气体的平均摩尔质量M(b)>M(c)>M(a)
D．混合气体的密度
②当温度为
，该反应达到平衡时，以气体分压表示的该反应的平衡常数
(列出计
算式即可)。
2．（2025·浙江温州·检测）某纳米材料
仅由两种元素组成，其摩尔质量为
，气体
能使湿润
的红色石蕊试纸变蓝。可以发生如图转化(X、A、B、C 均为化合物)：
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请回答：
(1)固体
的组成元素为 (用元素符号表示)，沉淀
的化学式为 。
(2)气体C 与氧气通入水中生成溶液D 的离子方程式为 。
(3)固体
在潮湿空气加热发生反应的化学方程式为 。
(4)设计实验检验溶液
中的阳离子 。
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