热点素材3 新能源与新材料（学生版）-高中化学

焦点解读

新材料是指在化学、物理或生物等领域中获得新的性质和功能的材料，它们可以被广泛地应用于各个领域，

如航天、电子、医疗等。而新能源则指可替代传统能源（如化石燃料）的、可持续发展的能源，如太阳能、风能、水

力能等。新材料是在材料领域进行创新，而新能源则是在能源领域进行创新。新能源，比如有太阳能、地热能、风

能、海洋能、生物质能和核聚变能等。新材料是一种材料而已,有高分子材料，半导体材料、磁性材料、光敏材料、

热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料。它们也会互相促进各自的发展。尽管新材料和新能源都是新

兴产业，但是它们的应用领域和市场需求并不相同。新材料的应用领域涵盖了诸多领域，涉及汽车、新能源、电子

信息、环保等众多领域;而新能源主要应用于电力、交通、农业等领域,是解决全球能源危机的一个重要途径。

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考向01氢能源

1.（2025•广西十校•联考）截止至2024年，我国多个城市引入了氢能源公交车,我国的氢能公交车占全球的

六成左右，氢能源公交的核心部件为氢燃料电池，其电池工作示意图如图。下列说法中，错误的是

KOH溶液

A.当转移0.4mol电子时，消耗2.24LO2

B.电极a为电池的负极

C.电极b表面反应为：Q+4e-+2H2。=4077-

D.氢氧燃料电池的供电量易于调节，能适应用电器负载的变化，而且不需要很长的充电时间

2.（2025•山西省大同市•调研）氢能是一种重要的清洁能源，由可以制得瓦。在催化剂作用下,

催化释放氢的反应机理和相对能量的变化情况分别如图1和图2所示。下列叙述错误的是

图1图2

A.HCOOH催化释放氢的过程中有极性键的断裂和非极性键的形成

B.HCOOD催化释放氢反应除生成。。2外，还生成曲

C.在催化剂表面解离C—H键比解离。―H键难

D.催化释放氢的热化学方程式为：HCOOH⑹=CO《g）+H2（g）AH=-0.45eV

3.（2025•安徽省皖南八校•期末）氢气是非常有前途的新型能源,氢能开发中的一个重要问题就是如何制取

氢气。以下研究方向你认为不可行的是

A.建设水电站，用电力分解水制取氢气

B.设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气

C.利用化石燃料通过一定的方法与水反应制取氢气

D.寻找特殊的化学物质作催化剂,用于分解水制取氢气

4.（2025•广东省佛山市•期末）氢能源是绿色能源,主要来源于水的分解。下图是一种尿素协助酸-碱电解

池电解水制氢装置，电极材料为纳米氯化亚铜颗粒/还原氧化石墨烯（CuCl/rGO^Pt/C,该装置产氢

起始电压低，能耗低。下列说法正确的是

阳离子交换层阴离子交换层

A.电解总反应；CO（W2）2+H2O=CO2T+MT+3H2T

B.双极膜中的反应为：国。="++。笈一

+

C.每生成17nozc。2,则有8molH穿过阳离子交换膜

D.该制备科的装置可兼顾处理含尿素的污水

5.（2025•湖南株洲•质检）氢能是一种重要的清洁能源，由HCOOH可以制得H?。在催化剂作用下,

催化释放氢的反应机理和相对能量的变化情况分别如图1和图2所示。下列叙述正确的是

________P

注：*表示吸附在催化剂上的微粒

1.40L20

1.20

0.96

•i

1.00/।

0.80'0.58/1■,

0.600.53/

0.40T

0.20HCOO*+H*\“

_JHCOOH*-0.06

0.00T

-0.20-0.32/\

-0.40HCOOH(g)IVq5

-0.60CO2(g)+2H*CO,(g)+ll(g)

-0.80

反应进程

co2

图1图2

A.HCOOH催化释放氢的过程中有非极性键的断裂与形成

B.HCOOD催化释放氢反应除生成外，还生成其、HD、D2

C.在催化剂表面解离C-H键比解离O-H键难

D.催化释放氢的热化学方程式为：HCOOH(g)=CO2(5)+H2(5)AH=-0.45eV

6.(2025•陕西省商洛市•联考)氢能是清洁能源之一，工业制取氢气涉及的重要反应之一是：CO(g)+H2O

-1

(g)WCO2(g}+H2(g)41.2kJ-mol

已知:①2C(s)+C)2(g)=2co(g)△旦=-221kJ-moL

-1

②2H2(g)+5(g)—2HQ(g)AH2=-483.6kJ-mol

③C(s)+02(9)=82(9)AH3

下列叙述正确的是

A.国的燃烧热为—241.8kJ-moL

B.C(s)+。2(9)=CQ(9)AHj=—393.5kJ-mol-1

C.12gC(s)不完全燃烧全部生成CO(g)时放出热量为221kJ

D.CO(g)+氏。(9)一CQ(9)+反(9)平衡常数表达式为K=一叱：产

7.(2025•广东省深圳市新安中学•期中)氢能是理想的清洁能源，反应8(g)+耳。(。)-。。2(9)+耳(9)

△H<0是目前大规模制取氢气的方法之一、下列措施可以同时提高反应速率和H2O的转化率的是

A.加压B.增大CO的浓度C.升温D.分离出CO2

8.(2025•安徽省合肥一中•期末)北京冬奥会赛区内使用氢燃料清洁能源车辆,这种车辆利用原电池原理提

供清洁电能，某氢氧燃料电池工作原理如图所示。下列说法正确的是

驱动汽车

KOH溶液

A.电极a为电池的正极

B.电池工作过程中，K+向负极迁移

C.电极b表面反应为。2+4丁+2H2。=40『

D.氢氧燃料电池中正极消耗22.4乙（标准状况）气体时，电路中通过的电子数目为2M

9.（2025•山东烟台一中•期末）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，下列反应是目前大规模制取氢气的方

法之一。CO（g）+凡0（。）W+RS）AH=—4L2kJ/mol,恒温恒容时，下列措施可以同时提

高反应速率和H2O的转化率的是

A.加压B.增大一氧化碳的浓度

C.升温D.分离出二氧化碳

10.（2025•黑龙江省实验中学•期中）目前，科学家提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系（如

图）。关于此循环体系，下列说法中错误的是

A.该循环体系很好地体现了绿色化学的理念

B.燃料电池中通入品的一极作负极，发生氧化反应

C.在此循环中发生了反应：2吊002同什。2T

D.目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂

考向02新能源综合应用

11.（2025•江苏省扬州大学附中♦期中）采用铝空气电池的新能源汽车一次性加注铝电极可行驶1600km,铝

空气电池是由铝合金电极、空气电极、中性或碱性水溶液构成的。下列有关说法正确的是

A.空气电极是负极B.电子由铝合金电极经电解质溶液流向空气电极

C.负极的反应式为：C»2+2H2O+4e-=D.电池工作时铝合金电极不断被消耗

12.（2025•四川省振兴联盟•联考）巴黎奥运会期间，一项前所未有的创新能源项目震撼亮相--一座占地

470平,容量达78kWp的移动漂浮光伏发电站被运至塞纳河畔,高纯硅（Si）是光伏电池的核心材料，制

备高纯硅的热化学方程式为：SiCl/g）+2H2（g）=Si（s）+4HCI⑹AH>0,下列说法正确的是

A.断开H键放出能量B.反应物的总能量小于生成物的总能量

C.吸热反应都需要在高温条件下进行D.研发高效的催化剂可降低反应热

13.（2025•广西贺州一中•期末）2024年“两会”第一次将“新质生产力”写进政府工作报告。新能源与新质生

产力密切相关。下列对能源分类错误的是

A.化石能源:煤、石油、天然气B.可再生能源:沼气、水能、煤

C.新能源:地热能、海洋能、核能D.清洁能源:太阳能、风能和氢能

14.（2025•山东省滨州•期末）锌-空气二次电池在柔性能源方面应用较多，是各类新能源电池中备受关注的

储能设备之一，一种强碱性锌空气电池工作示意图如下。下列说法正确的是

隔膜

A.电流从加电极流出

B.OH-向气体扩散电极移动

C.隔膜应选氢离子选择性膜

D.负极区的反应为：Zn-2e-+4OH=Zn（OH）t,Zn（OH）『=ZnO+2OH+H2O

15.（2025•四川省凉山•期末）下列关于能源的说法正确的是

A.可燃冰（。区•九伍。）被认为是21世纪的高效清洁能源，且储量巨大，所以可以无限制的开采使用

B.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，有利于实现“碳中和”的目标

C.石油的分储和裂化都属于化学变化

D.电能也是一种非常重要的新能源，人们常用的手机、笔记本电脑、数码摄像机等使用的锂离子电池,

可以实现放电与充电的循环利用，属于二次电池

16.（2025•河北省衡水市•调研）合理开发利用自然资源对人类生存和发展至关重要，下列说法正确的是

A.金属矿物的开发利用就是将金属元素从其化合物里置换出来

B.可燃冰被誉为新世纪高效清洁能源，存在于海底，储量巨大，大规模开采有利于实现碳中和

C.新能源电动汽车近年来被大力推广使用，是因为它可以达到零污染，有利于环境的可持续发展

D.水煤气（CO和豆）为清洁能源，在催化剂作用下可转化生成甲醇（CROH），该反应原子利用率为

100%

17.（2025•天津市•期末）下列关于能源问题的叙述正确的是

A.氢能、天然气、风能、太阳能都是新能源

B.天然气燃料电池工作时，天然气通入的一极是正极

C.反应中能量变化的大小与可燃物的性质有关，与质量无关

D.燃料电池具有清洁、高效等特点，能量转化率可以超过80%

18.（2025•河北省张家口•期末）我国已形成煤、油、气、核、新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系，但

化石能源仍占比高达82.7%,化石能源仍是中国能源供应主导，煤炭、原油、天然气是中国能源重中之重。

下列关于化石燃料的说法正确的是

A.化石燃料中天然气为纯净物

B.煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料

C.石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链煌

D.煤之所以能变“油”，是因为煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油

考向03化学与新材料

19.（2025•山东省青岛•模拟）2024年巴黎奥运会不仅是全球体育健儿的竞技舞台，也是各种创新材料和技术

的展示窗口。下列有关化学材料描述错误的是

A.太阳能光伏板在奥运村广泛安装,转换太阳能为电能,材料主要是硅单质，为无机非金属材料

B.奥运火炬燃料丙烷、丁烷等属于烽，燃烧热值高、化学性质较稳定

C."PARIS2024”手环所采用的硅橡胶属于无机非金属材料

D.奥运场馆建设常用的材料有钢材、混凝土、玻璃，钢材属于合金,混凝土、玻璃属于混合物

20.（2025•陕西咸阳中学•模拟）化学与生产、生活、科技、环境保护息息相关。下列说法正确的是

A.用于航天服的“连续纤维增韧”航空材料，使用的陶瓷和碳纤维属于合成有机高分子材料

B.印制货币票面文字、号码等处使用含尸63。4的油墨，利用了尸63。」的稳定性

C.纳米铁粉可以通过置换反应高效地除去被污染水体中的。/+、Ag+等重金属离子

D.制作面点时加入食用纯碱，利用NaHCOs中和发酵过程产生的酸

21.（2025•湖南省重点中学•联考）“纳米材料”是指微粒直径为几纳米到几十纳米的材料。据报道，科学家制

造出了一种臂长只有7纳米的纳米级镜子（一种纳米材料），该镜子能够钳起分子或原子。下列说法正确

的是

A.该纳米级保子钳起分子时发生了化学反应

B.分子是化学反应中的最小微粒

C.把该纳米级镶子分散到适当分散剂中可形成溶液

D.把该纳米级保子分散到适当分散剂中得到的混合物能产生丁达尔效应

22.（2025•海南省农垦中学•期中）化学与材料密切相关。下列说法错误的是

A.制造5G芯片4N晶圆属于无机非金属材料

B.楮单晶可以作为光电转换材料，用于太阳能电池

C.“歼-20”飞机上使用的碳纳米材料是一种新型有机高分子材料

D.储氢合金是一类储氢材料，可用于解决氢能储存和运输的难题

23.（2025•云南省楚雄东兴中学•期中）高分子膜材料“ETFE”是透明建筑结构中品质优越的替代材料，该材

料是四氟乙烯（C£=C同）与乙烯（CHLCHJ发生聚合反应得到的高分子材料。下列说法错误的是

A.“ETFE”分子中可能存在“―但―Cd—。片—尊一”的结构

B.合成“ETFE”的反应为缩聚反应

C.。同=C月和CH,=均是平面形分子

D.尊=。月和侬=侬均不存在顺反异构体

24.（2025•重庆市七校•联考）“中国高铁,世界第一”，高铁列车车体材料使用了含银不锈钢。工业上用火法

炼银，其原理是C+2Mo巴典2M+82T。下列说法错误的是

A.不锈钢是铁的化合物B.体现了放。的氧化性

C.碳发生了氧化反应D.该反应是置换反应

25.（2025•河北省张家口市•质检）近年来我国航空航天事业发展迅速,下列说法正确的是

A.“玉兔二号”月球车首次实现在月球背面着陆，其太阳能电池的材料是二氧化硅

B.“京沪干线”项目实现了光纤量子通信，生产光纤的原料为晶体硅

C.“神舟十七号”航天员使用的碳纤维材料操纵棒属于传统无机非金属材料

D.“嫦娥五号”使用的碳化硅陶瓷属于新型无机非金属材料

26.（2025•湖北省重点中学•联考）材料科技与人类文明密切相关。下列叙述正确的是

A.用于航天服的“连续纤维增韧”航空材料，其使用的陶瓷和碳纤维等属于合成有机高分子材料

B.用于激光领域的氟化钾镁属于新型合金

C.我国用于制造世界最大口径反射镜的碳化硅，属于新型无机非金属材料

D.用于光热电站的保温材料陶瓷纤维属于传统硅酸盐材料

27.（2025•广州执信中学•模拟）材料是在生活中应用广泛，也是科技创新的重要支撑，下列说法错误的是

A.“神舟十二号"宇宙飞船航天服使用了多种我国自主研发的合成纤维

B.通过硫化,橡胶具有更好的强度、化学稳定性,橡胶硫化发生了化学反应

C.织物中用到的棉花、羊毛属于天然有机高分子

D.5G技术的应用离不开光缆,光缆的主要成分是硅

28.（2025•福建省龙岩市•期中）化学与生活、材料、科技等密切相关，下列说法错误的是

A.神舟载人飞船使用碑化线太阳能电池，神和钱均属于主族元素

B.将地沟油制成生物柴油变废为宝,生物柴油与柴油的成分相同

C.某系列手机搭载了麒麟9000S芯片，芯片的主要成分是晶体硅

D.杭州亚运会特许商品亚运莲花尊的主要成分是瓷土，瓷土属于无机非金属材料

考向04材料的分类

29.（2025•云南省普洱市•期末）“新能源汽车小米SU7”在汽车界掀起的一股浪潮，新能源科技的发展与化学

密切相关。下列选项不正确的是

A.小米SU7的轮胎材料主要为新型橡胶，属于有机合成高分子材料

B.小米SU7的车身采用了钢铝合金材料，相对于纯铝具有硬度大熔点高的特点

C.小米SU7的前后电驱均使用的材料为碳化硅S5C,属于共价晶体

D.小米SU7的采用了镀银玻璃，其中玻璃的主要成分为硅酸盐

30.（2025•江苏省如皋中学•调研）发射神舟飞船的火箭箭体使用的是某种铝合金材料。下列不属于火箭箭

体所用铝合金材料特点的是

A.强度高B.密度大C.延展性好D.耐腐蚀

31.（2025•江苏省南通市♦质检）我国科学家在所获得的月壤中发现玻璃。玻璃属于下列材料中的

A.金属材料B.硅酸盐材料C.高分子材料D.磁性材料

32.（2025•广东省肇庆市•一模）下列物质使用的材料属于有机高分子材料的是

33.（2025•广州市第十六中学•模拟）下列关于航空航天材料的说法错误的是

A.“天舟六号”配有半刚性太阳电池阵“翅膀”，电池板主要成分是SiO2

B.碳纤维面板属于新型无机非金属材料

……____—_4

C.新一代航空发动机陶瓷基复合材料具有耐高温、耐腐蚀特性

D.聚酰亚胺解决了飞机超低温下的密封性问题，它属于有机高分子

34.（2025•贵州省遵义市•模拟）先进化学材料为我国国防和航天等事业的发展提供了强有力的支撑。下列

材料不涉及有机材料的是

A.蛟龙号潜水器外壳主要由钛合金材料制成

B.神舟十八号航天员穿着的宇航服主要由特殊高强度涤纶制成

C.山东舰航母阻拦索主要由钢绳缠绕在特制的高分子材料上制成

D.嫦娥六号携带到月球上的国旗由超细玄武岩纤维和间位芳纶纤维共同制成

35.（2025•广东省潮州市•质检）中国古代文物蕴含着瑰丽的中华历史文化，下列文物主要成分属于硅酸盐材

料的是

*<

二

A.唐三彩釉陶俑B.汉《天回医简》竹简

翳■广

C.商州太阳鸟金饰D.战国龙凤虎纹丝绸

36.（2025•广东省重点中学•联考）文物反映了一定时期人类的社会活动和技术水平。下列文物的主要材料

不是无机非金属的为

4西周双耳夔纹陶罐

B.南朝波斯鎏金器唐

C.商代石戈

1

37.(2025•陕西省西安•期中)从古至今，材料与人类的生产生活紧密相关，下列说法正确的是

A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色来自氧化铁

B.铁磁流体液态机器人中，驱动机器人运动的磁铁的主要成分是与02。3

C.“奋斗者号”潜水器含钛合金，其强度、韧性均低于纯钛金属

D.在周期表中金属与非金属的分界处可以找到半导体材料

38.(2025•广东省深圳外国语学校•期末)下列关于航空航天材料的说法错误的是

A.制作飞机起落架的高强度钢材属于黑色金属材料

B.碳纤维面板属于新型无机非金属材料

C.新一代航空发动机陶瓷基复合材料具有耐高温、耐腐蚀特性

D.聚酰亚胺解决了飞机超低温下的密封性问题,它属于纯净物

拓展培优绘

39.(2025•重庆市巴蜀中学•期中)氢能源是现在研究的热点。以太阳能为能源,热化学循环在较低温