13. 近年来,我国已攻克多项载人航天领域重大关键核心技术,载人航天重大工程建设顺利推进。回答下列问题。
Ⅰ. 航天动力
我国载人飞船均由长征二号F运载火箭发射升空。
(1)长征二号F运载火箭的推进剂为偏二甲肼(C₂H₈N₂)和四氧化二氮(N₂O₄),火箭发射时推进剂发生反应的化学方程式为C₂H₈N₂ + 2N₂O₄ = 3X + 2CO₂ + 4H₂O。
① N₂O₄中氮元素的化合价为
② 偏二甲肼和四氧化二氮都有毒,因此该推进剂在使用时应注意
(2)成功发射中国空间站天和核心舱和问天、梦天实验舱的长征五号B运载火箭芯一级的推进剂为液氢和液氧。氢气和氧气变为液氢和液氧时分子之间的
(3)载人飞船返回舱在即将着陆前要迅速释放剩余的燃料,这样做的目的是
Ⅱ. 航天材料
航天材料具有优良的耐高低温、耐老化和耐腐蚀性能,能适应空间环境。
(4)飞船返回舱表面有一层“烧蚀层”的特殊物质,返回舱返回地球再入大气层时,返回舱表面与大气摩擦,会产生上千摄氏度高温,此时烧蚀层烧蚀升华,能保护返回舱不被烧毁。返回舱不会被烧毁的原因可能是
(A)烧蚀层能减少摩擦,不会产生高温
(B)烧蚀层烧蚀升华吸热,能降低返回舱的温度
(C)烧蚀层能使返回舱的着火点升高
(D)返回舱返回时,烧蚀层起到了一定的隔热作用
(5)航天服在制造过程中使用了羊毛、尼龙、纳米二氧化钛等材料,其中属于天然高分子材料的是
Ⅲ. 生命保障系统
图10 - 19简单表示了中国空间站的水气整合系统,其中“氧气生成系统”能电解水,产生氢气和氧气;“萨巴蒂尔系统”能利用航天员呼吸产生的二氧化碳,使之与氢气反应生成液态水和最简单的有机化合物X(由C、H两种元素组成)。

(6)“氧气生成系统”中发生反应的化学方程式为
(7)“萨巴蒂尔系统”生成的物质X的化学式为
(8)水气整合系统中可循环利用的物质是
(9)已知一位航天员平均一天要消耗0.8kg氧气,他在中国空间站工作30天,理论上至少需要给该水气整合系统补充水的质量是多少?(假设二氧化碳足量)
Ⅰ. 航天动力
我国载人飞船均由长征二号F运载火箭发射升空。
(1)长征二号F运载火箭的推进剂为偏二甲肼(C₂H₈N₂)和四氧化二氮(N₂O₄),火箭发射时推进剂发生反应的化学方程式为C₂H₈N₂ + 2N₂O₄ = 3X + 2CO₂ + 4H₂O。
① N₂O₄中氮元素的化合价为
+4
,X的化学式为${N_{2}}$
。② 偏二甲肼和四氧化二氮都有毒,因此该推进剂在使用时应注意
使两者恰好完全反应(或防止推进剂泄漏等,合理即可)
(写出一条)。(2)成功发射中国空间站天和核心舱和问天、梦天实验舱的长征五号B运载火箭芯一级的推进剂为液氢和液氧。氢气和氧气变为液氢和液氧时分子之间的
间隔
变小,用氢气作燃料的优点是热值高(或产物无污染、来源广泛、可再生等,合理即可)
(写出一条)。(3)载人飞船返回舱在即将着陆前要迅速释放剩余的燃料,这样做的目的是
防止发生爆炸(或减轻返回舱的质量等,合理即可)
(写出一条)。Ⅱ. 航天材料
航天材料具有优良的耐高低温、耐老化和耐腐蚀性能,能适应空间环境。
(4)飞船返回舱表面有一层“烧蚀层”的特殊物质,返回舱返回地球再入大气层时,返回舱表面与大气摩擦,会产生上千摄氏度高温,此时烧蚀层烧蚀升华,能保护返回舱不被烧毁。返回舱不会被烧毁的原因可能是
B、D
(不定项选择,填编号)。(A)烧蚀层能减少摩擦,不会产生高温
(B)烧蚀层烧蚀升华吸热,能降低返回舱的温度
(C)烧蚀层能使返回舱的着火点升高
(D)返回舱返回时,烧蚀层起到了一定的隔热作用
(5)航天服在制造过程中使用了羊毛、尼龙、纳米二氧化钛等材料,其中属于天然高分子材料的是
羊毛
。Ⅲ. 生命保障系统
图10 - 19简单表示了中国空间站的水气整合系统,其中“氧气生成系统”能电解水,产生氢气和氧气;“萨巴蒂尔系统”能利用航天员呼吸产生的二氧化碳,使之与氢气反应生成液态水和最简单的有机化合物X(由C、H两种元素组成)。
(6)“氧气生成系统”中发生反应的化学方程式为
${2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
。(7)“萨巴蒂尔系统”生成的物质X的化学式为
${CH_{4}}$
。(8)水气整合系统中可循环利用的物质是
${H_{2}O}$
。(9)已知一位航天员平均一天要消耗0.8kg氧气,他在中国空间站工作30天,理论上至少需要给该水气整合系统补充水的质量是多少?(假设二氧化碳足量)
答案
13.(1)① $+4$ ${N_{2}}$ ② 使两者恰好完全反应(或防止推进剂泄漏等,合理即可) (2)间隔 热值高(或产物无污染、来源广泛、可再生等,合理即可) (3)防止发生爆炸(或减轻返回舱的质量等,合理即可) (4)B、D (5)羊毛 (6)${2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
(7)${CH_{4}}$ (8)${H_{2}O}$ (9)$13.5\ \mathrm{kg}$
(7)${CH_{4}}$ (8)${H_{2}O}$ (9)$13.5\ \mathrm{kg}$
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