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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：
【答案】B
【解析】A．Sm 最外层为P 层，则共有6 个电子层，位于第六周期，故A 错误；
B．
原子核外最外层有5 个电子，位于ⅤA 族，与N 同主族，故B 正确；
C．非金属性F＞Cl，故F2能将Fe 直接氧化为+3 价，故C 错误；
D．非金属性F＞O，非金属性越强，简单氢化物稳定性越强，则氢化物的稳定性：
，故D 错误；
故选B。
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：
【答案】B
【解析】A．酸性废水中不可能生成OH-，故纳米铁粉处理酸性含
废水的离子方程式为：
，A 错误；
B．由题干信息可知，用
与
进行浸泡，在表面形成
的同时有
生成，铁的发蓝处理：
2
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，B 正确；
C．氨水为弱碱属于弱电解质，故
溶液中加少量氨水的离子方程式为：
，C 错误；
D．由题干信息可知，酸性条件下，
的氧化性强于
，则
与浓盐酸反应离子方程式为：
，D 错误；
故答案为：B。
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
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
【答案】D
【解析】A．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的C60个数为8×
+6×
=4，位于棱上、体心和体内
的钾原子的个数为12×
+1+8=12，则该材料的化学式为K3C60，故A 错误；
3
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B．由晶胞结构可知，位于顶点的C60与位于面心的C60距离最近，则一个晶胞中有3 个位于面心的C60与顶
点C60等距且最近，顶点C60可以形成8 个晶胞，每个面心C60为2 个晶胞共有，所以C60周围等距且最近的
C60的个数为
=12，故B 错误；
C．棱上K 原子处在顶点和面心的C60构成的八面体空隙中，故C 错误；
D．由晶胞结构可知，C60与C60的最短距离是面对角线的
，根据集合关系可知，该距离为
apm，故D
正确；
故选D。
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
【答案】C
【解析】A．原子
，其质子数为39，质量数为89，A 正确；
B．核外电子数=质子数=39，B 正确；
C．中子数为
，中子数与质子数之差为
，C 错误；
D．
和
的质子数相同而中子数不同，是两种不同的核素，互为同位素，D 正确；
答案选C。
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
4
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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
【答案】D
【分析】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，Y 元素的基态原子价
层电子为nsnnpn，n 为2，即基态Y 原子的价层电子排布式是2s22p2，则Y 为C 元素，X 为B 元素；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，则Q 为
Ca 元素，M、Q 为同一周期元素且原子序数依次增大，故M 为K 元素，以此分析。
【解析】A．根据均摊法，图中晶胞含有X 原子个
，含有Y 原子
个，含有M 原子
个，含有Q 原子1 个，故晶体最简化学式为 MQX6Y6，A 正确；
B．Y、X、Q、M 最高正化合价分别为4、3、2、1，B 正确；
C．由分析可知，Q 为Ca，Y 为C，CaC2能与水剧烈反应生成可燃性气体乙炔，C 正确；
D．C 的最高价氧化物是CO2，碳原子的价层电子对数为
，D 错误；
故选D。
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
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
5
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【答案】D
【解析】A．煤的干馏有新物质生成，属于化学变化，故A 错误；
B．汽油属于混合物，故B 错误；
C．聚乙烯中不含碳碳双键，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，故C 错误；
D．葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素均属于糖类，故D 正确；
选D。
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
【答案】A
【分析】反应中Mg 失2 个电子变为+2 价，Ti 由+4 价得1 个电子变为+3 价，氮气中的氮一个由0 价得3 个
电子变为+3 价，另一个由0 价失2 个电子变为+2 价，反应中1mol 氮气反应对应4mol 电子转移，据此作答。
【解析】A．
氮气完全反应，该反应中转移的电子数为
，A 正确；
B．因没有指明温度压强，无法计算22.4LNO 的物质的量， B 错误；
C．
含有的中子数为包含镁、氧中的中子数，没有标明质量数不能准确计算中子数，若为
，
含有中子数为
，C 错误；
D．
不是离子化合物，不含离子，D 错误；
故选A。
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
6
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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
【答案】A
【解析】A．铝基复合材料属于复合材料，故A 错误；
B．氦
是一种新型可控核聚变能源生产材料，故B 正确；
C．柔性太阳电池阵将太阳能转化为电能，故C 正确；
D．液氧煤油反应后产物为二氧化碳和水，对环境无毒、无污染，故D 正确；
故选A。
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
【答案】D
【解析】A．SO2具有漂白性，可用于漂白纸浆、丝织品，但有还原性，可用于葡萄酒中作除氧剂，故A 错
误；
B．“碲化镉”光伏发电系统，将太阳能转化为电能，故B 错误；
C．光导纤维主要成分是SiO2，不是晶体硅，故C 错误；
D．CO2是无机小分子化合物，淀粉是有机高分子化合物，CO2合成淀粉实现了无机小分子向有机高分子的
转变，故D 正确。
答案选D。
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
【答案】C
【解析】A．太阳能、氢能为清洁能源，未来将成为主要能源，故A 正确；
7
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B．高吸水性树脂能有效保持水分，可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤，故B 正确；
C．二氧化硅具有良好的光线性能，制造光导纤维的主要材料是二氧化硅，故C 错误；
D．砷化镓具有良好的半导体性能，属于新型无机非金属材料，故D 正确。
故选C。
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
【答案】C
【分析】该电池放电时器件的透光率逐渐增强，说明a 电极由FePO4转化为透明的LiFePO4，铁的化合价降
低发生还原反应，则a 电极为正极、b 电极为负极。
【解析】A．放电时，阳离子移向正极，向a 极移动，A 错误；
B．充电时，正极接电源正极，负极接电源负极，b 为负极接外加电源负极，B 错误；
C．充电时，正b 为负极接外加电源负极，此时b 为阴极，得到电子发生还原反应生成
，反应为
，C 正确；
D．放电时，a 电极为正极，FePO4得到电子发生还原生成LiFePO4，此时a 极质量增大，D 错误；
故选C。
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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
【答案】C
【解析】A．传统无机三大非金属材料包括玻璃、陶瓷、水泥，塑料属于有机高分子化合物，A 错误；
B．“天问一号”人造卫星的太阳能电池帆板的材料是高纯硅，B 错误；
C．石墨烯是碳的一种单质，是无机纤维，属于新型无机非金属材料，C 正确；
D．SiC 俗称金刚砂，具有很大的硬度，可用作砂纸、砂轮的磨料，D 错误；
故选：C。
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
【答案】C
【解析】A．竹的主要成分是纤维素，选项A 正确；
B．多孔碳属于新型无机非金属材料，选项B 正确；
C．
属于复合氧化物，不属于合金，选项C 错误；
D．氢的燃烧产物是
，产物无污染，因此液态氢是最理想的燃料，选项D 正确；
答案选C。
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
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
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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”
【答案】C
【解析】A．木材的主要成分为纤维素，属于天然有机高分子材料，故A 正确；
B．石墨烯为碳单质，属于新型无机非金属材料，故B 正确；
C．玻璃属于硅酸盐材料，光纤的成分是二氧化硅，故C 错误；
D．氢气燃烧的产物是水，氢能源保障车有利于“碳达峰、碳中和”，故D 正确；
选C。
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
【答案】C
【解析】A．竹的主要成分是纤维素，A 正确；
B．石墨和多孔碳材料是两种不同的物质，二者之间的变化属于化学变化，B 正确；
C．CoFe2O4属于复合氧化物，不属于合金，C 错误；
D．氢的燃烧产物是H2O，产物无污染，因此液态氢是最理想的燃料，D 正确；
故选C。
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
10
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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
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
【答案】B
【解析】A．分散质粒子直径在36 55nm
∼
，该分散系属于胶体，胶体分散质粒子可以透过滤纸，A 错误；
B．根据选项A 描述，该分散系属于胶体，可以产生丁达尔效应，B 正确；
C．分散质应是黑色的，而
是红棕色的，故不是
，C 错误；
D．该胶体分散质是黑色的，而氢氧化铁胶体为红褐色，而且胶粒是很多分子的集合体，不是一个分子，D
错误；
故选B。
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
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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
【答案】B
【解析】A．由晶体结构图可知，该结构中含有
的个数为
，含
的个数为
，Fe(
)
Ⅱ和Fe(
)
Ⅲ个数比为3：1，故A 项错误；
B．N 原子处于由
组成的八面体空隙中，故B 项正确；
C．
的价层电子排布式为
，故C 项错误；
D．该结构不是晶胞，该结构的密度为
，故D 项错误；
故本题选B。
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：
B．熔点：
C．图示二维晶胞的组成为
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D．
中
【答案】D
【解析】A．电负性：Cl>Br>I，电负性差值越大，键的极性越大，故键的极性：Cr-Cl>Cr-Br>Cr-I，故A 正确；
B．原子半径：Cl<Br<I，键长：Cr-Cl<Cr-Br<Cr-I，键能：Cr-Cl>Cr-Br>Cr-I，熔点：CrCln>CrBrn>CrIn，故B 正
确；
C．二维磁性材料卤化铬CrXn 混合晶体图可知，其四分之一为二维晶胞，X 位于边上和面内，个数为
8×1/2+2=6，2 个Cr
位于面内，其组成为CrX3，故C 正确；
D．长链状CrOm 中重复单元为CrO4四面体，含有1 个Cr，2 个O，与其他四面体共用2 个O 原子，O 原子
个数为2+2×1/2 = 3，
则化学式为CrO3，即m=3，故D 错误；
故选D
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
【答案】A
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【解析】A．1、2 号原子的分数坐标分别为
、(1,1,1)；实际坐标分别为
、
，因
此1、2 号原子之间的距离为
，A 错误；
B．基态
在原子核外空间占据的最高能层为第3 层，符号为M，该能层的电子云在空间有
个
伸展方向，B 正确；
C．
中O 原子采取面心立方最密堆积，因此，氧原子沿面对角线的投影为
，C 正确；
D．题图中，O 原子的数目为
，正四面体空隙有8 个(8 个体内)，正八面体空隙有
个(棱心和体心即为正八面体空隙的中心)，正四面体空隙和正八面体空隙总数为
有3 个空隙填充
了
原子，因此正四面体空隙和正八面体空隙中
原子的填充率为
，D 正确；
故选A。
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
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：
【答案】D
【分析】浸锰过程通入过量的SO2，将MnO2和Fe2O3还原成Mn2+和Fe2+，过滤Ⅰ所得滤渣为SiO2，加入
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MnO2氧化，此时溶液中可以被氧化的物质有Fe2+和未反应的SO2，调pH 是为了将上一步氧化生成的Fe3+沉
淀下来与Mn2+分离，加入NH4HCO3溶液将Mn2+沉淀下来，再经过一系列步骤可得到纯的MnCO3。
【解析】A．根据上述分析可知，浸锰过程通入过量的SO2，将MnO2和Fe2O3还原成Mn2+和Fe2+，反应的离
子方程式为：Fe2O3＋SO2＋2H＋=2Fe2＋＋
＋H2O，A 正确；
B．过量的SO2，将MnO2和Fe2O3还原成Mn2+和Fe2+，因此过滤I 所得滤液中主要存在的金属阳离子为Mn2＋
和Fe2＋，B 正确；
C．调pH=3.7，将Fe3+转化为氢氧化铁沉淀，过滤，滤渣Ⅱ的主要成分含有Fe(OH)3，C 正确；
D．滤液为硫酸锰溶液，向滤液种加入适量NH4HCO3溶液，生成MnCO3沉淀，同时二氧化碳生成，发生的
反应为：Mn2++
=MnCO3↓+CO2↑+H2O，D 错误；
故选D。
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
【答案】C
【解析】A．胶体的本质特征是分散质微粒直径大小，具有丁达尔效应是胶体的特征性质，故A 错误；
B．胶体、溶液都是均一透明的，用肉眼无法区别，故B 错误；
C．在沸腾的蒸馏水中慢慢滴入氯化铁饱和溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，即可得到胶体，故C 正确。
D．纳米材料粒子直径一般在1～100nm 之间，纳米材料不属于胶体，纳米材料在分散剂中形成的分散系为
胶体，故D 错误；
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
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【答案】B
【解析】A．“酸雨”是由大气中氮、硫氧化物溶于雨水造成的，所以A 错误；
B．汽车尾气中的成分为CO、NOx，通过催化转化器可以实现生成不污染环境的气体N2、CO2，且NOx发生
还原反应，所以B 正确；
C．碳纳米材料包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，不包含金刚砂，所以C 错误；
D．芯片主要材料是硅单质，光导纤维的主要材料是二氧化硅，所以D 错误；
答案选B。
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
【答案】A
【解析】A．单晶硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料都由无机非金属材料构成，都属于新型无机非金
属材料，A 正确；
B．在化石燃料的综合利用中，石油分馏和裂化、煤干馏都是化学变化，B 错误；
C．聚乙烯、天然橡胶等都是通过加聚反应生成的高分子材料，而酚醛树脂是通过缩聚反应生成的高分子
材料，C 错误；
D．硅石和玻璃的主要成分都是硅酸盐，光纤的主要成分是二氧化硅，D 错误；
答案选A。
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
【答案】C
【解析】A．过程Ⅰ是水分解为氢气和过氧化氢，过程Ⅱ是过氧化氢分解为氧气和水，整个过程是水分解
为氢气和氧气，总反应为2H2O=2H2+O2，故A 正确；
B．H2O2是中间产物，不是催化剂，故B 正确；
C．氮化碳（C3N4）属于化合物，碳量子点是种新型碳纳米材料，碳量子点是碳单质，两种纳米材料不属于
有机物，故C 错误；
D．水分解是吸热反应，在此过程中，水分解分两步进行，若反应Ⅱ是放热反应，则反应Ⅰ一定是吸热反
应，故D 正确；
故选C。
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
【答案】D
【解析】A．是多种烃的混合物，A 错误；
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B．碳纤维属于无机非金属材料，B 错误；
C．铝合金具有质量轻、强度高的性质，C 错误；
D．纳米材料的微粒直径范围为
，即
，D 正确；
故选D。
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
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：
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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)。
【答案】(1)反应ⅰ和ⅱ的焓变相近，但反应ⅱ气体分子数增大较多，熵增程度大，因此反应ⅱ的反应趋势
远大于反应ⅰ
(2) 66.7% 1.125
(3) BC
【解析】（1）由方程式可知，反应ⅰ和ⅱ的焓变相近，但反应ⅱ气体分子数增大较多，熵增程度远大于
反应ⅰ，
远小于反应ⅰ，所以反应ⅱ的反应趋势远大于反应ⅰ。
（2）设起始加入四氯化钛、氮气和氢气的物质的量分别为1mol、1mol 和2mol，四氯化钛的转化量为
amol，由方程式可知，20min 反应达到平衡时，四氯化钛、氮气、氢气、氯化氢的物质的量分别为(1-
a)mol、(1-0.5a)mol、(2-2a)mol、4amol，由平衡时混合气中氮气和氢气的分压相等可得：1-0.5a=2-2a，解得
，则
的平衡转化率为
66.7%，混合气体的总物质的量为
mol；由反应在
1200℃、130kPa 反应条件下进行可知，0～20min 之间，以分压表示
的反应速率为
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=1.125kPa/min。
（3）①A．化学反应限度是一定条件下化学反应的最大限度，由图可知，b 点氨气的体积分数最大，反应
达到平衡，则a 点为平衡的形成过程，反应未达到平衡状态，c 点为升温后平衡左移达到的平衡点，故A
错误；
B．由图可知，b 点氨气的体积分数最大，反应达到平衡，b→c 过程为化学平衡移动过程，升高温度，氨的
体积分数降低，所以该反应的正反应为放热反应。m→n 过程为化学平衡移动过程，则该反应为放热反应，
升高温度，平衡该向吸热的逆反应方向移动，故B 正确；
C．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，化学反应限度是一定条件下化学反应的最大限度，
由图可知，b 点氨气的体积分数最大，反应达到平衡，则a 点为平衡的形成过程，c 点为平衡移动过程，该
反应是气体体积减小的反应，反应中气体的物质的量减小，该反应为放热反应，升高温度，平衡该向吸热
的逆反应方向移动，结合图可知，b、c、a 三点气体物质的量依次增大，混合气体的平均摩尔质量M(b)、
M(c)、M(a)依次减小，混合气体的平均摩尔质量M(b)>M(c)>M(a)，故C 正确；
D．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则b、
c、a 三点混合气体的密度相等，故D 错误；
故选BC；
②由图可知，当温度为T3反应达到平衡时，氨气的体积百分含量为20%、体系总压强为30MPa，设氮气的
转化率为x，平衡时氮气、氢气和氨气的物质的量分别为(0.1-0.1x)mol、(0.26-0.3x)mol 和0.2xmol，由氨气
的体积百分含量为20%可得：
×100%=20%，解得x=30%，平衡时混合气体的物质的量共0.3mol，
则氮气、氢气和氨气的平衡分压为
×30MPa=7MPa、
×30MPa=17MPa 和
×30MPa=6MPa，反应
的平衡常数
。
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 。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)在两支试管中分别取适量溶液E，在一只试管中滴加KSCN 溶液，若出现血红色，说明试液中含有
：
在另一只试管中滴加石蕊试液，若变红则含
【分析】某纳米材料
仅由两种元素组成，其摩尔质量为
，X 在潮湿的空气中加热生成气体A
和磁性氧化物Fe3O4，气体
能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，A 为NH3，说明固体X 中含有N 和Fe 元素，
NH3和O2发生催化氧化反应生成气体C 为NO，NO 和O2、H2O 反应生成D 为HNO3，Fe3O4溶于稀硝酸发生
氧化还原反应生成E 为Fe(NO3)3，Fe(NO3)3溶液和足量碳酸钠溶液反应生成F 为
，
受热分
解得到G 为Fe2O3，n(Fe2O3)=
=0.15mol，则X 中n(N)=
，则X
中n(Fe):n(N)=3：1，结合X 的摩尔质量为
，X 的化学式为
。
【解析】（1）分析可知，固体X 的组成元素为Fe、N，沉淀F 的化学式为：
。
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（2）NO 气体与氧气通入水中生成溶液HNO3，根据得失电子守恒和原子守恒配平离子方程式为：
。
（3）
固体在潮湿空气中和O2在加热条件下发生反应生成
和
，根据得失电子守恒和原子守
恒配平化学方程式为：
。
（4）E 中的阳离子为
，设计实验检验溶液$E$中的阳离子的方法为：取少量E 溶液于试管中，滴加
KSCN 溶液，溶液变红色，证明含
。
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