新能源与新材料-2025年高考化学复习专练（原卷版）

热点素材03新能源与新材料

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1装点解读

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、铁银合金、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。

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限时提升练

（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Fe-Sm-As-F-O中除Fe、Sm外，其余均为主族元素。其

中Sm原子核外电子的P层为最外层，As原子核外最外层有5个电子。下列说法正确的是

A.Sm位于周期表第5周期B.As在周期表中与N处于同主族

C.Fe和F?反应生成Fe耳D.氢化物的稳定性：HF<H2O

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NO；)；

铁易被腐蚀，经碱性发蓝处理可增强其抗腐蚀性，方法为：用NaOH与NaNO2进行浸泡，在表面形成

FesOa的同时有NH、生成；铁与神反应得到的FeAs可被Na还原得到NaFeAs,NaFeAs难溶于水，是一种

超导材料。锲(Ni)与Fe单质化学性质相似，金属活动性比铁略低。酸性条件下，Ni?+的氧化性强于Cl2,

2+

Ni的盐与碱反应可以转化为不溶性的Ni(OH)2。下列反应的离子方程式正确的是

3+

A.纳米铁粉处理酸性含NO］废水：Fe+NO；+2H2O=Fe+NOT+4OH

B.铁的发蓝处理：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与浓盐酸反应：Ni(OH)3+3H+=Ni+3H2O

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

OC；,•K

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的最短距离是正apm

2

4.(2025•河南南阳•月考)YBazCugOjY为亿元素)是磁悬浮列车中的重要超导材料，下列关于北Y

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.黑丫和2Y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ns/p%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.煤的干储属于物理变化

B.石油分储产品之一汽油属于纯净物

C.聚乙烯可使澳的四氯化碳溶液褪色

D.葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素均属于糖类

2.（2025•江西赣州•期中）纳米TiN是新型能源材料，高温时合成反应为：

Mg+TiO2+N2—TiN+MgO+NO0阿伏加德罗常数的值为Y,,下列说法正确的是

A.2.8g氮气完全反应，该反应中转移的电子数为0.4NA

B.22.4LNO含有的共价键数为2NA

C.ImolMgO含有的中子数为13NA

D.ImolTiO?中含有的离子数为2NA

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

有关说法不正卿的是

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氢-3,氢-3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.SO?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“确化镉"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CO?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碑化线属于新型无机非金属材料

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

0-0

或电源

（透明）

OLi/nQi：

O

On

O

LlTiQu

A.放电时，Li+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：Li4Ti5O12+3Li+3e=Li7Ti5O12

D.放电时，电路中转移Imol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.SisN,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.CoFe?。」是制造智能磁性材料的原料之一，CoFezO’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

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.CoFezCU是制造智能磁性材料的原料之一，CoFezCU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FeSO4和Fe2（SO4）3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36~55nm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Fe°O3

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：

。Fe(III)。Fe(II)ON

下列说法正确的是

A.该结构中含有的Fe(II)和Fe(III)个数比为L3

B.N原子处于由Fe?+组成的八面体空隙中

C.Fe?+的价层电子排布式为3d54sl

D.该晶胞的密度为952xl°3°

abc

3.(2025•山东潍坊•期中)二维磁性材料卤化铭CrX"混合晶体如图，在纯氧中发生光氧化反应生成长

链状CrOm和X?。下列说法错误的是

A.键的极性：Cr-Cl>Cr-Br>Cr-l

B.熔点：CrCln>CrBrn>CrIn

C.图示二维晶胞的组成为CrXs

D.CrOm中m=4

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。0

原子呈面心立方最密堆积，Fe原子随机分布在由0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(1,1,1),1、2号原子之间的距离为逅nm

B.基态Fe3+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.Fes。,中。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Fe原子的填充率为25%

5.(2025•四川自贡•月考)工业上以软锦矿(主要成分是Mn02,含有SiCh、FezOs等少量杂质)为主要原

料制备高性能的磁性材料碳酸锦(MnCCh),其工业流程如图。下列说法错误的是

过量SC)2MnO2NH4HCO3溶液

郡T浸除H过手］I氧化i2)MH123,*7T过汨川一一高纯MnCOs

丁I~~

滤渣I滤渣H

A.浸锦过程中Fe'Os与SO?反应的离子方程式为：Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SOj+H2。

B.过滤I所得滤液中主要存在的金属阳离子为Mi?+和Fe?+

C.滤渣团的主要成分含有Fe(OH)3

2++

D.加入NH4HCO3溶液发生反应的主要离子方程式为：Mn+HCO--MnCO3；+H

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FeC“饱和溶液滴入煮沸的蒸储水中，继续加热煮沸可制得Fe(OH)3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，石油分储和裂化、煤干储都是物理变化

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

A.总反应为2H2。=2H2+。2

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.若反应回是放热反应，则反应团一定是吸热反应

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IO"-lO-m

拓展培优练

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：

⑴已知1200团下，三种制备氮化钛反应的热化学方程式：

(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

利用反应团和团两种方式制备TiN时。反应团的反应趋势远大于回，其原因是o

(2)在1200回、130kPa反应条件下，将TiCl/g)、2(g)、H?(g)以物质的量之比篦篦2