热点04 新型材料与现代制造（热点专练）（浙江专用）2026年中考科学二轮复习讲练测

热点04 新型材料与现代制造 中 目 录 第一部分 风向速递 洞察考向，感知前沿 新考向 跨学科 新情境 第二部分 分层突破 固本培优，精准提分 一阶·考点靶向练 考点01 石墨烯与碳纳米材料的特性与应用 考点02 超导材料与电学、能源应用 考点03 航天工程材料与合金性能 考点04 纳米催化材料与环境治理 二阶·素养进阶练 第三部分 真题验证 对标中考，感悟考法 风●向●速●递 【新考向】工业流程分析 1．（2025·浙江舟山·一模）“人造树叶”是一种新型材料。光照时，二氧化碳和水在“人造树叶”的催化下反应生成氧气和乙醇（），其微观图如图，下列说法错误的是（     ） A．图中生成物均是化合物 B．原子在化学反应中是不可分的 C．参加反应的和的分子个数比为2:3 D．该反应前后元素的种类不变 【答案】A 【分析】由微观反应示意图可知，该反应是由二氧化碳和水在光照和人造树叶催化剂的作用下反应生成乙醇和氧气，反应的化学方程式为。 【详解】A、图中生成物乙醇是化合物，氧气是单质，故说法错误； B、由图可知，反应前后原子的种类不变，即原子在化学反应中是不可分的，故说法正确； C、由可知，参加反应的CO2和H2O的分子个数比为2：3，故说法正确； D、由图可知，反应前后原子的种类不变，所以该反应前后元素的种类不变，故说法正确。 故选A。 【跨学科】物理与化学综合 2．（2023·浙江·一模）2023年3月，科学家将含氢、氮和镥三种元素的化合物作为材料制成导体，放置在“金刚石压砧”装置中并加压后（如图），在室温下进入超导状态，导体不再有电阻。 （1）从物质的分类来看，这种室温超导材料属于___________；（选填“纯净物”或“混合物”） （2）如图实验中，两块金刚石挤压产生了超大的压强，请写出一种增大压强的方法 ； （3）某一段电阻为250欧的导线，通过其电流为8安，若这种室温超导材料能够得到应用，那么每分钟可以减少___________焦热量的损失。 【答案】 纯净物 见解析 【详解】（1）[1]科学家将含氢、氮和镥三种元素的化合物作为材料制成导体，化合物属于纯净物，因此从物质的分类来看，这种室温超导材料属于纯净物。 （2）[2]增大压强的方法：压力一定时，通过减小受力面积；受到面积一定时，通过增大压力；减少两块金刚石的接触面积或增大压力，可起到增大压强的作用。 （3）[3]导线产生的热量Q=I2Rt=(8A)2×250Ω×60s=9.6×105J 在室温下进入超导状态，导体不再有电阻，若这种室温超导材料能够得到应用，那么每分钟可以减少9.6×105J的热量损失。 【新情境】前沿科技情境 3．（2025·浙江舟山·三模）天然气的综合利用是重要的研究课题。天然气是重要的化石燃料和能源，主要成分为甲烷，还含有少量硫化氢等气体。硫化氢可在催化剂作用下与甲烷反应而除去，其反应微观示意图如图1所示。 利用甲烷催化制取氢气。一种甲烷水蒸气催化制氢的透氢膜反应器如图2所示，通入的甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气（该反应是吸热反应），一部分氢气通过透氢膜与膜外侧通入的氧气反应。利用甲烷在高温、催化作用下分解可制取新型碳单质材料——石墨烯，石墨烯具有很高的强度和优良的导电性能。 （1）结合图1，分析甲烷与硫化氢的反应。该反应过程中变化的是______（填字母）。 A．分子的数目 B．原子的种类 C．元素的种类 D．物质的总质量 （2）结合图2，分析甲烷和水蒸气制氢反应，请写出甲烷和水蒸气制氢反应的化学方程式为 。 （3）下列说法正确的是______（填字母）。 A．天然气属于纯净物 B．天然气和氢气均属于可再生能源 C．透氢膜反应器内生成的CO与未被完全分离 D．石墨烯具有优良的导电性能，是一种金属单质 【答案】(1)A (2) (3)C 【详解】（1）由图1 的微观反应示意图信息可知，该反应的化学方程式为。 A、由可知，反应前后分子的数目发生改变，故符合题意； B、由质量守恒定律可知，原子的种类不变，不合题意； C、由质量守恒定律可知，元素的种类不变，不合题意； D、由质量守恒定律可知，反应前后物质的总质量不变，不合题意； 故选A； （2）由图2可知，甲烷水蒸气制氢反应的化学方程式为； （3）A.天然气的主要成分是甲烷，还含有其他物质，属于混合物，选项说法错误； B.天然气是一种化石能源，在短期内得不到补充，属于不可再生能源，选项说法错误； C.由图2可知，透氢膜反应器内生成的CO与H2未被完全分离，选项说法正确； D.石墨烯具有优良的导电性能，它是由碳元素组成的，是一种非金属单质，选项说法错误； 故答案为：C。 分●层●突●破 一阶·考点靶向练 考点01 石墨烯与碳纳米材料的特性与应用 1．（2025·浙江宁波·二模）石墨烯和石墨双炔均由碳原子构成，具有优良的导电性，结构如图。下列说法不正确的是（　　） A．石墨烯和石墨双炔都是单质 B．石墨烯和石墨双炔性质完全相同 C．石墨烯和石墨双炔完全燃烧都生成 D．石墨烯和石墨双炔均可作电极材料 【答案】B 【详解】A、石墨烯和石墨双炔二者都由碳原子构成，只含碳元素，是单质，A正确； B、石墨烯和石墨双炔结构不同，性质不完全相同，B错误； C、石墨烯和石墨双炔都是碳单质，都能完全燃烧生成，C正确； D、石墨烯和石墨双炔都有优良导电性，可作电极材料，D正确。 故选B。 2．（2024·浙江宁波·三模）石墨烯是一层碳原子按一定结构排列形成的物质。科研团队发现，当两层石墨烯叠在一起，若彼此之间发生轻微偏移时，就会产生超导现象。 （1）石墨烯属于______（选填“金属”或“非金属”）。 （2）两层石墨烯叠在一起发生轻微偏移时，所体现的性质属于______（选填“物理”或“化学”）性质。 【答案】 非金属 物理 【详解】（1）石墨烯是由碳元素组成的单质，属于非金属； （2）两层石墨烯叠在一起，发生轻微偏移时，没有生成新物质，属于物理变化，所体现的性质属于物理性质。 3．（2026·浙江台州·一模）海水可以用来提取食盐，也可以通过一定方式转化为淡水，是重要的海洋资源。 （1）海水主要含有NaCl、MgCl2、CaCl2等盐类。为从海水中提取NaCl，某科学小组制定了如图1所示方案，则X可以是 。 （2）海水的盐度常指海水中盐类物质的溶质质量分数。某海岛周围海水盐度为3.6%，为降低成本，海岛居民的生活用水可以使用盐度不超过1.5%的低盐度海水。当地技术人员将1000吨、盐度为3.6%的海水调配成生活用的低盐度海水，理论上至少需加入净化后的雨水（可视为纯净物）多少吨？（写出计算过程） （3）我国科学家研发出一种“氧化石墨烯”薄膜，可用于海水淡化。如图2所示，该薄膜能让水分子通过，而将海水中较大的离子（如钠离子、氯离子）阻挡在外，实现海水淡化。从混合物分离的原理看，该技术与________操作相似。 【答案】(1)盐酸 (2)理论上至少需加入净化后的雨水（可视为纯净物）的质量为：， 答：理论上至少需加入净化后的雨水（可视为纯净物）的质量为1400吨； (3)过滤 【详解】（1）在海水（NaCl、MgCl2、CaCl2）中加入足量氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液，氢氧化钠和氯化镁反应生成氯化钠和氢氧化镁沉淀，碳酸钠和氯化钙反应生成氯化钠和碳酸钙沉淀，滤液中含有氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠，可加入足量盐酸（盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水、盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水）将剩余的氢氧化钠和碳酸钠除去； （2）见答案； （3）“氧化石墨烯” 海水淡化膜所用的分离原理与化学实验中的过滤操作相似。 考点02 超导材料与电学、能源应用 4．（2024·浙江·三模）超导体，又称超导材料，是指在某一温度下电阻为零的导体。现有超导材料大多需要在极低温度下才能工作，这大大限制了其广泛应用，研发出室温超导材料一直是全球物理学界寻求突破的方向。下列选项不能用超导材料制作的是（　　） A．电磁铁 B．电热丝 C．输电导线 D．电动机线圈 【答案】B 【详解】A．电磁铁线圈是利用电流的磁效应工作的，电流通过线圈产生的热量会增大对电能的消耗，所以电磁铁线圈适合用超导体制作，故A不符合题意； B．电热丝是利用电流的热效应工作的，利用超导体制成电热丝，在电流通过时不会产生热量，所以电热丝不适合用超导体制作，故B符合题意； C．因电流的热效应，电流在通过输电导线时，大量电能转化为内能消散在空气中，采用超导体制成输电导线，可以减少电能的损耗，所以输电导线适合用超导体制作，故C不符合题意； D．电动机是利用通电导线在磁场中受到力的作用的原理制成的，电流通过线圈产生的热量会增大对电能的消耗，甚至会损坏电动机，所以电动机线圈适合用超导体制作，故D不符合题意。 故选B。 5．（2024·浙江宁波·一模）近年来超导材料（一定温度下导体电阻为零）成为全球科学界研究的热点，利用“伏安法”可以简单测量导体电阻是否为零。若导线电阻不可忽略，R为某超导材料，则下列测量方法中最合理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．因导线电阻不可忽略，根据串联电路电压规律，AB两种测量方式会导致测出的电压值大于R两端的实际电压，且B中无保护电阻，会导致电流过大。故AB不符合题意； CD．电压表直接测量R两端电压，C选项串联了一个定值电阻，可防止电流过大，起到保护电路的作用，故D不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．（2025·浙江宁波·二模）如图所示，我国自主设计、建造的全超导托卡马克核反应实验装置——东方超环（EAST），在1亿度超高温度下运行10秒时间。 （1）东方超环被称为人造太阳，其能量产生原理与太阳类似，通过原子核__________（选填“聚变”或“裂变”）释放出巨大的能量。 （2）核反应实验装置中，用通电线圈产生的磁场，将超高温等离子体约束在磁场中，而要产生强磁场，线圈中需要很大的电流，但是线圈自身有一定的电阻，线圈中有大电流通过，会产生很高的热量，原因是电流具有__________（选填“热效应”或“磁效应”）。 （3）人造太阳的加热功率为，利用人造太阳发电的效率为60%，则工作10秒时间，发电量则_____。 【答案】(1)聚变 (2)热效应 (3)2×106 【详解】（1）“人造太阳”的反应原理与太阳相似，通过核聚变的途径释放出巨大能量，从而获得高温。 （2）根据焦耳定律可知电流具有热效应，因此线圈流过大电流后会产生大量热量，这说明电流具有热效应。 （3）“人造太阳”每小时发电量为。 考点03 航天工程材料与合金性能 7．（2026·浙江衢州·一模）钛合金是制造战斗机机身和导弹壳体的关键材料，工业上常用金属钠在高温下还原四氯化钛制取钛，反应方程式为：TiCl4+4NaTi+___?___NaCl （1）“?”处应填的化学计量数是__________。 （2）该反应中化合价升高的元素是__________。 （3）该反应属于基本反应类型中的__________反应。 【答案】(1)4 (2)Na (3)置换 【详解】（1）反应前有4Na、Ti、4Cl，反应后有Na、Ti、Cl，根据化学反应前后各种原子个数相等，“?”处应填的化学计量数是4。 （2）反应前Na元素的化合价为0，Ti元素的化合价为+4，Cl元素的化合价为-1，反应后Na元素的化合价为+1，Ti元素的化合价为0，Cl元素的化合价为-1，则该反应中化合价升高的元素是Na。 （3）由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应是置换反应，该反应属于基本反应类型中的置换反应。 8．（2025·浙江台州·二模）“追星揽月，牧星苍穹”，我国计划2030年前实现中国人首次登陆月球。 （1）月球上的氦-3储量丰富，如图是氦-3的原子模型示意图，B表示_________（填“质子”“中子”或“电子”）。 （2）氦-3与氘进行核聚变反应时，能够释放出巨大的能量，其原理与_________相似（填“火药弹”“氢弹”或“原子弹”）。 【答案】(1)质子 (2)氢弹 【详解】（1）A在原子核外，所以是电子，电子数等于质子数等于原子序数，可知B为质子，C为中子。 （2）氦-3与氘进行核聚变反应时，能够释放出巨大的能量，其原理与氢弹相似。 9．（2024·浙江杭州·三模）氢能作为一种储量丰富、来源广泛、热值高的清洁能源，是未来主要能源。制氢、储氢和用氢是目前重点关注的问题。 制氢：可利用太阳能和化石燃料来制备氢气，方法如图所示。 储氢：氢气储存方式主要有金属氢化物储氢、低温液化储氢、高压压缩储氢、碳基材料储氢等。 金属氢化物储氢是把氢以氢化物的形式储存在金属或合金中，比液化储氢和高压储氢安全，并且有很高的储存容量。如图为一些储氢材料（以储氢后的化学式表示）的质量储氢密度和体积储氢密度。 （已知：质量储氢密度=储氢后氢元素在储氢材料中的质量分数，体积储氢密度=储氢后单位体积的储氢材料中储存氢元素的质量） 用氢：目前，作为燃料，液氢已应用于航天领域；作为化学电源，氢氧燃料电池已经被应用，如用作汽车的驱动电源等。请回答下列问题： （1）从节能的角度分析，上述图中制氢最理想的方式是___________。 （2）用作碳基储氢材料的“碳纳米管”属于___________。（填“单质”或“化合物”），结合图示下列储氢材料中最理想的是 ___________  。（填序号） A．LaNi5H6       B．LiAlH4       C．Mg2FeH6       D．Al（BH4）3 （3）从微观分子的角度解释低温、高压储氢的原理 。 【答案】 光分解水 单质 D 分子间有间隔，且降温、加压下分子间间隔减小 【详解】（1）从节能的角度分析，上述图中制氢最理想的方式是光分解水，直接把光能转化为化学能； （2）用作碳基储氢材料的“碳纳米管”是由碳元素组成的单质；根据图示数据可知，下列储氢材料中最理想的是Al（BH4）3，故选D； （3）分子间有间隔，且降温、加压下分子间间隔减小，因此在低温、高压条件下可以储氢。 考点04 纳米催化材料与环境治理 10．纳米材料具有特殊的性质和功能。纳米TiO2参与光催化反应，可使吸附在其表面的甲醛被氧化，该反应的微观示意图如下。下列说法不正确的是 （　　） A．甲醛分子是由碳原子、氢分子和氧原子构成的 B．该反应的化学方程式是CH2O+O2H2O+CO2 C．纳米TiO2反应前后化学性质不变 D．反应物和生成物中共有两种氧化物 【答案】A 【详解】A、由图可知，甲醛分子是由碳原子、氢原子和氧原子构成的，选项错误； B、由图可知，该反应是甲醛和氧气在纳米TiO2作催化剂和光的条件下反应生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：CH2O+O2H2O+CO2，选项正确； C、纳米TiO2是反应的催化剂，由催化剂的概念可知，反应前后，TiO2的化学性质不变，选项正确； D、由图可知，该反应的反应物和生成物中，共有二氧化碳和水两种氧化物，选项正确。 故选A。 11．（2024·浙江宁波·模拟预测）科学家利用一种纳米纤维催化剂将二氧化碳转化为液体燃料甲醇，其微观示意图如图所示。下列分析正确的是（　　） A．该反应是置换反应 B．反应后该纳米纤维的质量一定减少 C．参加反应的CO2、H2分子个数比为1：3 D．甲醇由一个碳原子、一个氧原子和四个氢原子组成 【答案】C 【详解】A、由图可知，该反应是二氧化碳和氢气在纳米纤维催化剂的作用下反应生成甲醇和水，该反应生成物为两种化合物，不符合置换反应的特点，不属于置换反应，选项错误； B、由题文可知，纳米纤维是催化剂，反应前后质量不变，选项错误； C、由图可知，参加反应的二氧化碳和氢气的分子个数比为1：3，选项正确； D、由图可知，一个甲醇分子由一个碳原子、一个氧原子和四个氢原子组成，选项错误。 故选C。 12．（2024·浙江台州·三模）我国科学家研制出复合光催化剂，能利用可见光技术将水和二氧化碳转化为甲烷，其催化反应的微观示意图如下，下列有关说法正确的是（　　） A．甲物质中氢氧元素的质量比为1：2 B．该反应中所有物质都属于氧化物 C．该反应中甲乙反应物的分子个数比为2：1 D．丙物质由1个碳原子和4个氢原子构成 【答案】C 【分析】一定条件下水和二氧化碳反应生成甲烷和氧气，反应的化学方程式是。 【详解】A、由分子的模型图可知，甲物质为H2O，甲物质中氢氧元素的质量比为2:16=1:8，故说法错误； B、物质是由两种元素组成，且一种为氧元素的化合物为氧化物，二氧化碳、水均属于氧化物，氧气属于单质，甲烷不属于氧化物，故说法错误； C、由可知，该反应中甲乙反应物的分子个数比为2：1，故说法正确； D、丙物质的1个分子是由一个碳原子和4个氢原子构成，故说法错误。 故选C。 二阶·素养进阶练 1．（2025·浙江杭州·模拟预测）镓酸锌是一种新型半导体发光材料，在紫外线激发下能发出很纯的蓝光，其化学式为（或）。镓酸锌还是一种新型光催化材料，能将高效转化为甲醇（），反应过程模型如图所示。则下列叙述中正确的是（    ） A．镓酸锌中稼元素的化合价为价 B．在紫外线激发下发出蓝光的镓酸锌是一种光源 C．图示过程通过置换反应将无机物转化为有机物 D．反应前后镓酸锌的质量和化学性质都发生变化 【答案】B 【详解】A、在ZnGa2​O4​中，锌元素显+2价，氧元素显−2价，设镓元素的化合价为x，根据化合物中各元素正负化合价代数和为零，则(+2)+2x+(−2)×4=0，解得x=+3价，错误。 B、能够自行发光的物体叫光源，在紫外线激发下发出蓝光的镓酸锌能自行发光，是一种光源，正确。 C、置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。图示过程中生成物CH3OH和H2O都是化合物，没有单质，不属于置换反应；反应物CO2、H2都属于无机物，CH3OH含有碳元素，属于有机物，错误。 D、由题意可知，镓酸锌是光催化材料，在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化，错误。 故选B。 2．（2024·浙江湖州·一模）认真阅读下列材料，回答有关问题。 2022年1月6日，新型“奥运版复兴号”智能动车组在京张高铁上线，列车采用轻量化技术、环保可降解材料、石墨烯空气净化装置打造绿色低碳空间。在高强度、轻量化铝合金车体的基础上，还在车体局部结构构件中使用了更轻、更强的碳纤维复合材料。高铁站通过增加消毒频次确保旅客出行安全，其中就包括一种新型消毒剂。通常情况下，是一种有刺激性气味的黄绿色气体，受热或见光易分解，具有强氧化性和强腐蚀性。 （1）用于制造车体的铝合金属于______（填“金属”或“合成”）材料。 （2）石墨烯空气净化装置的工作流程中包括活性炭过滤原理，这是利用活性炭的______性。 （3）的化学性质有 （写出一点即可）。 【答案】(1)金属 (2)吸附 (3)强氧化性（或强腐蚀性） 【详解】（1）金属材料包括纯金属和合金，用于制造车体的铝合金是合金，属于金属材料； （2）石墨烯空气净化装置的工作流程中包括活性炭过滤原理，因为活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性； （3）由题目信息，通常情况下，ClO2是一种刺激性气味的黄绿色气体，受热或见光易分解，具有强氧化性和强腐蚀性，化学性质是需要化学变化才能表现出来的，受热或见光易分解，强氧化性和强腐蚀性属于二氧化氯的化学性质。 3．（2024·浙江·三模）新型高导热镁合金常用作电动汽车和消费电子产品的散热器。以化合价为纵坐标，物质类别为横坐标所绘制的图叫价类二维图。请根据镁元素价类二维图回答问题。 （1）A处物质是________（用化学式表示），B处的物质类别是________，MgO中镁元素与氧元素的质量比为________。 （2）价类二维图中的物质在一定条件下可以相互转化，例如金属镁可在空气中燃烧，则该反应的化学方程式为： ，该反应的基本反应类型是________反应。 【答案】 Mg（OH）2 盐 3：2 化合 【详解】（1）A是含有镁元素的碱，碱由金属氧离子（铵根离子）和氢氧根离子构成，氢氧化镁中镁元素显+2价，氢氧根离子显-1价，氢氧化镁中镁离子和氢氧根离子个数比为1：2，其化学式为：Mg（OH）2；根据图示可知，B处对应的物质为碳酸镁，是由镁离子与碳酸根构成的化合物，属于盐类；MgO中镁元素与氧元素的质量比为24：16=3：2； （2）金属镁可在空气中燃烧生成氧化镁，反应的化学方程式为：，此反应是两种物质生成一种物质，属于化合反应。 4．（2025·浙江舟山·二模）为助力环保行动，某科研团队致力于研究新型碳循环技术，以下是该技术涉及的一些化学反应及相关问题： 信息一：团队发现一种新型催化剂，可将二氧化碳在催化剂表面转化为甲醇和水，反应的微观示意图如图：请写出该反应的化学方程式： 。 信息二：科研团队提出利用“碳捕捉”（氢氧化钠溶液）吸收空气中的二氧化碳，然后通过“碳封存”将二氧化碳压缩后封存于地下盐层。从微观角度分析，其原理是： 。 信息三：中国在氢燃料电池汽车的关键技术上也取得了自主化突破，国产化率超过80%。使用氢能源汽车可以有效减少二氧化碳的排放。单质硼（B）可与物质（X）反应制取氢气，化学方程式为：，则X的化学式为_______。 【答案】 CO2+3H2CH3OH+H2O “碳捕捉” 时二氧化碳分子与氢氧根离子等相互作用被固定，“碳封存” 时二氧化碳分子间间隔变小 H2O 【详解】信息一：由微观示意图可知，该反应是二氧化碳和氢气在催化剂作用下反应生成甲醇和水，化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O ； 信息二：从微观角度分析，“碳捕捉” 时，二氧化碳分子在氢氧化钠溶液中与氢氧根离子等相互作用，发生化学反应，二氧化碳分子被固定下来；“碳封存” 将二氧化碳压缩后封存于地下盐层，是因为在压缩过程中，二氧化碳分子间的间隔变小，从而使二氧化碳的体积减小，便于封存； 信息三：在反应2B+6X2B(OH)3+3H2↑中，反应前有2个硼原子，反应后有2个硼原子、6个氧原子、12个氢原子，根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，应含有6个氧原子和12个氢原子，所以X的化学式为H2O。 5．（2023·浙江绍兴·二模）目前，我国光伏行业制造、装机量、发电量三项均居世界第一、本届杭州亚运会的绿电（电力生产过程中二氧化碳排放量为零或趋于零）很大一部分来自光伏发电。 （1）光伏路面最上面一层是类似毛玻璃的半透明新型材料，这种材料应该选用较粗糙且透光率___________（选填 “较高的”或“较低的”），使下面的光伏材料把___________转化为电能；在冬季，光伏路面还可以有助于积雪消融，其中所涉及的物态变化是___________； （2）如图是生产光伏材料高纯硅的流程示意图： 上述流程中物质A需要循环使用，该物质为___________；“精馏”也是蒸馏的一种形式，SiHCl3（粗） SiHCl3（纯）属于___________变化（选填“物理”或“化学”）； （3）生物光伏是利用光合微生物，如蓝藻，作为光电转换材料，有望成为环境更友好的新一代发电技术。蓝藻细胞内无细胞核，属于___________生物；其生殖方式除营养繁殖外，还可以通过产生孢子进行___________生殖（选填“有性”或“无性”）； （4）某校启动了“光伏工程”示范项目，在教学楼顶安装了发电总功率为25千瓦的光伏发电系统，学校的饮水机由该系统供电。若一天平均日照按8小时计，该光伏发电系统一天的发电量可以将2000kg的水从20℃加热到100℃[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]，求饮水机的加热效率为多少？（计算结果精确为0.1%） ( ) 【答案】 较高的 太阳能 熔化 HCl 物理 原核 无性 93.3% 【详解】（1）[1]光伏路面利用光能发电，所以要接收更多地光，所以选用透光率较高的材料。 [2]光伏路面接收太阳能，为电路提供电能，所以将太阳能转化为电能。 [3]光伏路面还可以有助于积雪消融，积雪由固态熔化成液态。 （2）[4]由示意图可知，Si加入HCl气体，最后又生成HCl气体，所以物质HCl需要循环使用。 [5]由于SiHCl3（粗）经过蒸馏生成SiHCl3（纯），物质没有发生变化，所以是物理变化。 （3）[6]由于没有细胞核的生物是原核生物，所以蓝藻细胞内无细胞核属于原核生物。 [7]孢子不属于受精卵，属于无性生殖，所以蓝藻还可以通过产生孢子进行无性生殖。 （4）[8]水吸收的热量 产生的电能 则饮水机的加热效率。 真●题●验●证 1．（2023·浙江舟山·中考真题）为了减少汽车油耗，科学家通过研发新型泡沫金属材料，来减轻汽车的自重。要实现减轻汽车自重的目的，泡沫金属材料应具有的性质是（　　） A．熔点低 B．密度小 C．硬度大 D．着火点高 【答案】B 【详解】由于汽车的体积不变，所以使用的金属的体积不变，要实现减轻汽车自重，即减小汽车质量，由可知，金属的密度减小，因此泡沫金属材料应具有的性质是密度小。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．（2023·浙江绍兴·中考真题）目前，免拆型手术缝合线广泛应用于手术中，它是用新型生物降解材料——聚乳酸制作而成。聚乳酸可以通过以下路径制取： （1）从物质分类角度看，葡萄糖属于__________（选填“有机物”或“无机物”）。 （2）中间产物乳酸（）所含碳元素和氧元素的质量比为__________。 （3）如果二氧化碳中的碳元素全部进入聚乳酸，则生产2.4千克聚乳酸，消耗二氧化碳的质量为多少千克？_______ 【答案】 有机物 3：4 4.4 【详解】（1）葡萄糖化学式为C6H12O6，是含碳元素的化合物，属于有机物。 （2）乳酸（C3H6O3）所含碳元素和氧元素的质量比=（12×3）：（16×3）=3：4。 （3）设：二氧化碳中的碳元素全部进入聚乳酸，则生产2.4Kg聚乳酸，消耗二氧化碳的质量为。 ， =4.4kg。 3．（2023·浙江丽水·中考真题）图甲是一款电热服，衣服里嵌有电热纤维。图乙是其简化的工作电路，、为电热纤维，阻值为5欧；利用配套的锂电池供电，输出电压为5伏；可在低温、中温、高温三挡间切换，高温挡功率为15瓦。 （1）电热服是利用电流的___________效应工作的； （2）电热纤维应具有能导电、抗氧化、耐腐蚀、轻便柔软等性质，下列材料最适合做电热纤维的是___________（填字母）； A．石墨纤维                 B．棉纤维                 C．细铁丝 （3）求电热服在高温挡工作时通过的电流和的阻值（忽略温度对电阻的影响）___________。 【答案】 热 A 1A；2.5Ω 【详解】（1）[1]电流通过导体时，导体中会产生热量，这种现象叫电流的热效应，电热服是利用电流的热效应工作的。 （2）[2]棉纤维是绝缘体，细铁丝抗氧化、耐腐蚀性能差，容易折断，石墨纤维是制作电热纤维的理想材料，故A符合题意，BC不符合题意。 故选A。 （3）[3]当两个开关同时闭合时，两段电阻丝并联，电路的总电阻最小，由可知电路的总功率最大，电热服处于高温挡；通过R1的电流为 此时干路中的电流为 根据并联电路的电流规律得到通过R2的电流 R2的阻值。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 8 学科网（北京）股份有限公司 $ 热点04 新型材料与现代制造 中 目 录 第一部分 风向速递 洞察考向，感知前沿 新考向 跨学科 新情境 第二部分 分层突破 固本培优，精准提分 一阶·考点靶向练 考点01 石墨烯与碳纳米材料的特性与应用 考点02 超导材料与电学、能源应用 考点03 航天工程材料与合金性能 考点04 纳米催化材料与环境治理 二阶·素养进阶练 第三部分 真题验证 对标中考，感悟考法 风●向●速●递 【新考向】工业流程分析 1．（2025·浙江舟山·一模）“人造树叶”是一种新型材料。光照时，二氧化碳和水在“人造树叶”的催化下反应生成氧气和乙醇（），其微观图如图，下列说法错误的是（     ） A．图中生成物均是化合物 B．原子在化学反应中是不可分的 C．参加反应的和的分子个数比为2:3 D．该反应前后元素的种类不变 【跨学科】物理与化学综合 2．（2023·浙江·一模）2023年3月，科学家将含氢、氮和镥三种元素的化合物作为材料制成导体，放置在“金刚石压砧”装置中并加压后（如图），在室温下进入超导状态，导体不再有电阻。 （1）从物质的分类来看，这种室温超导材料属于___________；（选填“纯净物”或“混合物”） （2）如图实验中，两块金刚石挤压产生了超大的压强，请写出一种增大压强的方法 ； （3）某一段电阻为250欧的导线，通过其电流为8安，若这种室温超导材料能够得到应用，那么每分钟可以减少___________焦热量的损失。 【新情境】前沿科技情境 3．（2025·浙江舟山·三模）天然气的综合利用是重要的研究课题。天然气是重要的化石燃料和能源，主要成分为甲烷，还含有少量硫化氢等气体。硫化氢可在催化剂作用下与甲烷反应而除去，其反应微观示意图如图1所示。 利用甲烷催化制取氢气。一种甲烷水蒸气催化制氢的透氢膜反应器如图2所示，通入的甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气（该反应是吸热反应），一部分氢气通过透氢膜与膜外侧通入的氧气反应。利用甲烷在高温、催化作用下分解可制取新型碳单质材料——石墨烯，石墨烯具有很高的强度和优良的导电性能。 （1）结合图1，分析甲烷与硫化氢的反应。该反应过程中变化的是______（填字母）。 A．分子的数目 B．原子的种类 C．元素的种类 D．物质的总质量 （2）结合图2，分析甲烷和水蒸气制氢反应，请写出甲烷和水蒸气制氢反应的化学方程式为 。 （3）下列说法正确的是______（填字母）。 A．天然气属于纯净物 B．天然气和氢气均属于可再生能源 C．透氢膜反应器内生成的CO与未被完全分离 D．石墨烯具有优良的导电性能，是一种金属单质 分●层●突●破 一阶·考点靶向练 考点01 石墨烯与碳纳米材料的特性与应用 1．（2025·浙江宁波·二模）石墨烯和石墨双炔均由碳原子构成，具有优良的导电性，结构如图。下列说法不正确的是（　　） A．石墨烯和石墨双炔都是单质 B．石墨烯和石墨双炔性质完全相同 C．石墨烯和石墨双炔完全燃烧都生成 D．石墨烯和石墨双炔均可作电极材料 2．（2024·浙江宁波·三模）石墨烯是一层碳原子按一定结构排列形成的物质。科研团队发现，当两层石墨烯叠在一起，若彼此之间发生轻微偏移时，就会产生超导现象。 （1）石墨烯属于______（选填“金属”或“非金属”）。 （2）两层石墨烯叠在一起发生轻微偏移时，所体现的性质属于______（选填“物理”或“化学”）性质。 3．（2026·浙江台州·一模）海水可以用来提取食盐，也可以通过一定方式转化为淡水，是重要的海洋资源。 （1）海水主要含有NaCl、MgCl2、CaCl2等盐类。为从海水中提取NaCl，某科学小组制定了如图1所示方案，则X可以是 。 （2）海水的盐度常指海水中盐类物质的溶质质量分数。某海岛周围海水盐度为3.6%，为降低成本，海岛居民的生活用水可以使用盐度不超过1.5%的低盐度海水。当地技术人员将1000吨、盐度为3.6%的海水调配成生活用的低盐度海水，理论上至少需加入净化后的雨水（可视为纯净物）多少吨？（写出计算过程） （3）我国科学家研发出一种“氧化石墨烯”薄膜，可用于海水淡化。如图2所示，该薄膜能让水分子通过，而将海水中较大的离子（如钠离子、氯离子）阻挡在外，实现海水淡化。从混合物分离的原理看，该技术与________操作相似。 考点02 超导材料与电学、能源应用 4．（2024·浙江·三模）超导体，又称超导材料，是指在某一温度下电阻为零的导体。现有超导材料大多需要在极低温度下才能工作，这大大限制了其广泛应用，研发出室温超导材料一直是全球物理学界寻求突破的方向。下列选项不能用超导材料制作的是（　　） A．电磁铁 B．电热丝 C．输电导线 D．电动机线圈 5．（2024·浙江宁波·一模）近年来超导材料（一定温度下导体电阻为零）成为全球科学界研究的热点，利用“伏安法”可以简单测量导体电阻是否为零。若导线电阻不可忽略，R为某超导材料，则下列测量方法中最合理的是（　　） A． B． C． D． 6．（2025·浙江宁波·二模）如图所示，我国自主设计、建造的全超导托卡马克核反应实验装置——东方超环（EAST），在1亿度超高温度下运行10秒时间。 （1）东方超环被称为人造太阳，其能量产生原理与太阳类似，通过原子核__________（选填“聚变”或“裂变”）释放出巨大的能量。 （2）核反应实验装置中，用通电线圈产生的磁场，将超高温等离子体约束在磁场中，而要产生强磁场，线圈中需要很大的电流，但是线圈自身有一定的电阻，线圈中有大电流通过，会产生很高的热量，原因是电流具有__________（选填“热效应”或“磁效应”）。 （3）人造太阳的加热功率为，利用人造太阳发电的效率为60%，则工作10秒时间，发电量则_____。 考点03 航天工程材料与合金性能 7．（2026·浙江衢州·一模）钛合金是制造战斗机机身和导弹壳体的关键材料，工业上常用金属钠在高温下还原四氯化钛制取钛，反应方程式为：TiCl4+4NaTi+___?___NaCl （1）“?”处应填的化学计量数是__________。 （2）该反应中化合价升高的元素是__________。 （3）该反应属于基本反应类型中的__________反应。 8．（2025·浙江台州·二模）“追星揽月，牧星苍穹”，我国计划2030年前实现中国人首次登陆月球。 （1）月球上的氦-3储量丰富，如图是氦-3的原子模型示意图，B表示_________（填“质子”“中子”或“电子”）。 （2）氦-3与氘进行核聚变反应时，能够释放出巨大的能量，其原理与_________相似（填“火药弹”“氢弹”或“原子弹”）。 9．（2024·浙江杭州·三模）氢能作为一种储量丰富、来源广泛、热值高的清洁能源，是未来主要能源。制氢、储氢和用氢是目前重点关注的问题。 制氢：可利用太阳能和化石燃料来制备氢气，方法如图所示。 储氢：氢气储存方式主要有金属氢化物储氢、低温液化储氢、高压压缩储氢、碳基材料储氢等。 金属氢化物储氢是把氢以氢化物的形式储存在金属或合金中，比液化储氢和高压储氢安全，并且有很高的储存容量。如图为一些储氢材料（以储氢后的化学式表示）的质量储氢密度和体积储氢密度。 （已知：质量储氢密度=储氢后氢元素在储氢材料中的质量分数，体积储氢密度=储氢后单位体积的储氢材料中储存氢元素的质量） 用氢：目前，作为燃料，液氢已应用于航天领域；作为化学电源，氢氧燃料电池已经被应用，如用作汽车的驱动电源等。请回答下列问题： （1）从节能的角度分析，上述图中制氢最理想的方式是___________。 （2）用作碳基储氢材料的“碳纳米管”属于___________。（填“单质”或“化合物”），结合图示下列储氢材料中最理想的是 ___________  。（填序号） A．LaNi5H6       B．LiAlH4       C．Mg2FeH6       D．Al（BH4）3 （3）从微观分子的角度解释低温、高压储氢的原理 。 考点04 纳米催化材料与环境治理 10．纳米材料具有特殊的性质和功能。纳米TiO2参与光催化反应，可使吸附在其表面的甲醛被氧化，该反应的微观示意图如下。下列说法不正确的是 （　　） A．甲醛分子是由碳原子、氢分子和氧原子构成的 B．该反应的化学方程式是CH2O+O2H2O+CO2 C．纳米TiO2反应前后化学性质不变 D．反应物和生成物中共有两种氧化物 11．（2024·浙江宁波·模拟预测）科学家利用一种纳米纤维催化剂将二氧化碳转化为液体燃料甲醇，其微观示意图如图所示。下列分析正确的是（　　） A．该反应是置换反应 B．反应后该纳米纤维的质量一定减少 C．参加反应的CO2、H2分子个数比为1：3 D．甲醇由一个碳原子、一个氧原子和四个氢原子组成 12．（2024·浙江台州·三模）我国科学家研制出复合光催化剂，能利用可见光技术将水和二氧化碳转化为甲烷，其催化反应的微观示意图如下，下列有关说法正确的是（　　） A．甲物质中氢氧元素的质量比为1：2 B．该反应中所有物质都属于氧化物 C．该反应中甲乙反应物的分子个数比为2：1 D．丙物质由1个碳原子和4个氢原子构成 二阶·素养进阶练 1．（2025·浙江杭州·模拟预测）镓酸锌是一种新型半导体发光材料，在紫外线激发下能发出很纯的蓝光，其化学式为（或）。镓酸锌还是一种新型光催化材料，能将高效转化为甲醇（），反应过程模型如图所示。则下列叙述中正确的是（    ） A．镓酸锌中稼元素的化合价为价 B．在紫外线激发下发出蓝光的镓酸锌是一种光源 C．图示过程通过置换反应将无机物转化为有机物 D．反应前后镓酸锌的质量和化学性质都发生变化 2．（2024·浙江湖州·一模）认真阅读下列材料，回答有关问题。 2022年1月6日，新型“奥运版复兴号”智能动车组在京张高铁上线，列车采用轻量化技术、环保可降解材料、石墨烯空气净化装置打造绿色低碳空间。在高强度、轻量化铝合金车体的基础上，还在车体局部结构构件中使用了更轻、更强的碳纤维复合材料。高铁站通过增加消毒频次确保旅客出行安全，其中就包括一种新型消毒剂。通常情况下，是一种有刺激性气味的黄绿色气体，受热或见光易分解，具有强氧化性和强腐蚀性。 （1）用于制造车体的铝合金属于______（填“金属”或“合成”）材料。 （2）石墨烯空气净化装置的工作流程中包括活性炭过滤原理，这是利用活性炭的______性。 （3）的化学性质有 （写出一点即可）。 3．（2024·浙江·三模）新型高导热镁合金常用作电动汽车和消费电子产品的散热器。以化合价为纵坐标，物质类别为横坐标所绘制的图叫价类二维图。请根据镁元素价类二维图回答问题。 （1）A处物质是________（用化学式表示），B处的物质类别是________，MgO中镁元素与氧元素的质量比为________。 （2）价类二维图中的物质在一定条件下可以相互转化，例如金属镁可在空气中燃烧，则该反应的化学方程式为： ，该反应的基本反应类型是________反应。 4．（2025·浙江舟山·二模）为助力环保行动，某科研团队致力于研究新型碳循环技术，以下是该技术涉及的一些化学反应及相关问题： 信息一：团队发现一种新型催化剂，可将二氧化碳在催化剂表面转化为甲醇和水，反应的微观示意图如图：请写出该反应的化学方程式： 。 信息二：科研团队提出利用“碳捕捉”（氢氧化钠溶液）吸收空气中的二氧化碳，然后通过“碳封存”将二氧化碳压缩后封存于地下盐层。从微观角度分析，其原理是： 。 信息三：中国在氢燃料电池汽车的关键技术上也取得了自主化突破，国产化率超过80%。使用氢能源汽车可以有效减少二氧化碳的排放。单质硼（B）可与物质（X）反应制取氢气，化学方程式为：，则X的化学式为_______。 5．（2023·浙江绍兴·二模）目前，我国光伏行业制造、装机量、发电量三项均居世界第一、本届杭州亚运会的绿电（电力生产过程中二氧化碳排放量为零或趋于零）很大一部分来自光伏发电。 （1）光伏路面最上面一层是类似毛玻璃的半透明新型材料，这种材料应该选用较粗糙且透光率___________（选填 “较高的”或“较低的”），使下面的光伏材料把___________转化为电能；在冬季，光伏路面还可以有助于积雪消融，其中所涉及的物态变化是___________； （2）如图是生产光伏材料高纯硅的流程示意图： 上述流程中物质A需要循环使用，该物质为___________；“精馏”也是蒸馏的一种形式，SiHCl3（粗） SiHCl3（纯）属于___________变化（选填“物理”或“化学”）； （3）生物光伏是利用光合微生物，如蓝藻，作为光电转换材料，有望成为环境更友好的新一代发电技术。蓝藻细胞内无细胞核，属于___________生物；其生殖方式除营养繁殖外，还可以通过产生孢子进行___________生殖（选填“有性”或“无性”）； （4）某校启动了“光伏工程”示范项目，在教学楼顶安装了发电总功率为25千瓦的光伏发电系统，学校的饮水机由该系统供电。若一天平均日照按8小时计，该光伏发电系统一天的发电量可以将2000kg的水从20℃加热到100℃[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]，求饮水机的加热效率为多少？（计算结果精确为0.1%） 真●题●验●证 1．（2023·浙江舟山·中考真题）为了减少汽车油耗，科学家通过研发新型泡沫金属材料，来减轻汽车的自重。要实现减轻汽车自重的目的，泡沫金属材料应具有的性质是（　　） A．熔点低 B．密度小 C．硬度大 D．着火点高 2．（2023·浙江绍兴·中考真题）目前，免拆型手术缝合线广泛应用于手术中，它是用新型生物降解材料——聚乳酸制作而成。聚乳酸可以通过以下路径制取： （1）从物质分类角度看，葡萄糖属于__________（选填“有机物”或“无机物”）。 （2）中间产物乳酸（）所含碳元素和氧元素的质量比为__________。 （3）如果二氧化碳中的碳元素全部进入聚乳酸，则生产2.4千克聚乳酸，消耗二氧化碳的质量为多少千克？_______ 3．（2023·浙江丽水·中考真题）图甲是一款电热服，衣服里嵌有电热纤维。图乙是其简化的工作电路，、为电热纤维，阻值为5欧；利用配套的锂电池供电，输出电压为5伏；可在低温、中温、高温三挡间切换，高温挡功率为15瓦。 （1）电热服是利用电流的___________效应工作的； （2）电热纤维应具有能导电、抗氧化、耐腐蚀、轻便柔软等性质，下列材料最适合做电热纤维的是___________（填字母）； A．石墨纤维                 B．棉纤维                 C．细铁丝 （3）求电热服在高温挡工作时通过的电流和的阻值（忽略温度对电阻的影响）___________。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 8 学科网（北京）股份有限公司 $