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[九年级化学]题型研究 例谈化学“航天”题

近年来，以航天为背景的命题时有出现，这类试题富有时代感，缩短了教学内容与高科技距离，符合“高起点、低落点”的命题思想，而且可培养同学们的科学精神。

例1. 2003年元月5日，我国载有模拟航天员的“神舟四号飞船在预定区域成功着陆。运送飞船的长征二号F捆绑式大推力运载火箭的发动机是陕西省某研究所研制的。火箭主要燃料偏二甲肼（化学式为）是（ ）
A. 由2个碳原子、4个氢气分子、一个氮气分子组成
B. 由碳、氢、氮 三种元素组成
C. 由2个碳原子、8个氢原子、2个氮原子构成
D. 组成元素碳、氢、氮的质量比为1：4：1
解析：根据燃烧的化学式分析它的组成或构成。
答案：B

例2. 载人航天飞船必须建立水的循环体系，以保证航天员的生活用水并减少飞船的携水量。请将下图各项用箭头连接成水的循环体系（注：氢氧燃料电池反应产生电能，同时生成水）。

解析：此题要理清各个流程的作用和相互联系，其中水的净化装置是重要环节，生活污水及人体排泄物和电池反应产生的水经净化后既保证航天员的生活用水又减少飞船的携水量。
答案：

例3. 随着我国航天科技水平的迅速发展，探测火星已成为我国航天科技发展的远景目标，但要把人类送上火星，还有许多航天技术问题需要解决。如：如何提供在往返路程中航天员呼吸所需要的氧气和消除呼吸过程产生的二氧化碳就是一个值得研究的问题。已知一个成年人平均每年要呼吸空气6570000L左右，而目前的飞船飞往火星来回一趟需两年的时间，如果在飞船发射时携带所需的氧气，则质量很大，将大大提高发射的成本和难度。
（1）若飞船上有三名航天员，请计算来回火星一趟，理论上需要氧气__________kg。（氧气的密度是1.43g/L，答案取整数）
（2）有人提出在飞船上供氧的两个方案：
①通过太阳能电池产生的电流来电解水。
②通过下列化学反应产生氧气：

从减少飞船发射质量和消除呼吸过程产生的二氧化碳的角度，请你评价这两个方案最主要的优缺点（各写一点）。
（3）也有科学家提出研究使航天员人工冬眠的技术或加快飞船速度，缩短航行时间来减少氧气的携带量。你是否有较好的方案，请举一例：__________。你提出该方案的简要理由：__________。
解析：题目提示要从两方面去考虑问题。从CO2的循环处理来看，方案②要优于方案①，但通过计算可知，产生同质量的O2，方案②消耗原料质量大，发射成本高，从这点看，方案①要优于方案②。我们最熟悉的CO2与O2之间的循环就是植物的光合作用了，它与人的呼吸作用过程恰好相反，且成本低，简单易行。
答案：（1）11838（按氧气体积分数为21%计算）
（2）方案①：优点是产生同质量的氧气，飞船发射时质量较小；缺点是不能同时消除呼吸过程产生的二氧化碳。方案②：优点是产生氧气的同时能消除呼吸过程产生的二氧化碳；缺点是产生同质量的氧气时飞船发射质量较大。
（3）在飞船内种植光合作用效率高的植物 二氧化碳和氧气循环利用，既能减轻飞船发射的质量又能同时消除呼吸过程产生的二氧化碳。