2025年中考化学二轮专题复习（广东）活动十　调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用

活动十　 调查我国航天科技领域中新型材料、 新型能源的应用 项目活动目标 活动设计与实施 展示与交流 活动专练 了解新型材料和新型能源在我国航天科技领域中的应用，加深对物质的性质与应用、能量的转化和转移等的认识。形成创新意识，进一步树立民族自豪感。 项目活动目标 任务一　了解我国宇航产品的基本情况 活动设计与实施 【查阅资料】 宇航 产品种类 发展情况 用途 火箭 目前的航天火箭均利用化学能发射，具备发射低、中、高轨道航天器的能力 运载人造卫星、宇宙飞船和空间探测器等 人造卫星 分为试验卫星、科学卫星、应用卫星三大类 用于太空试验航天新技术，展开在地面上难以进行的科学探究，广泛应用于交通运输、气象、渔业、林业、电信、水利、测绘等领域 4 宇航 产品种类 发展情况 用途 载人飞船 已实现“三步走”发展战略，掌握航天员太空行走、空间交会对接两项关键技术，建成长期载人的大型空间站 _________________________________________________________________ 月球探测器、 火星探测器 成功完成“绕、落、巡”三项任务 开发太空极其丰富的资源 (续表) 【讨论分析】 （1）根据以上资料，谈谈你对载人飞船用途的认识，并把上述表格补充完整。 把人类的活动范围扩展到太空，开发太空极其丰富的资源（合理即可） （2）我国利用“天问一号”火星探测器对火星的大气和土壤进行科考研究，火星土壤中含 MgSiO3、CaSiO3 等硅酸盐，标出 CaSiO3 中硅元素的化合价： 。 +4 CaSiO3 任务二　了解宇航产品的材料选择 【查阅资料】 火箭构造及其使用的材料如下图所示。 【思考分析】 （1）图中提到的聚碳酸酯、聚酰胺工程塑料属于__________________材料。铝合金硬度比纯铝的更 （填“大”或“小”）。铝制品具有很好的抗腐蚀性能，其原因是_________________________________ _________________________________________。 （2）钛合金属于 （填“纯净物”或“混合物”）。若将下表中几种金属熔合制成钛合金，该合金的熔点最可能是 （填字母）。 合成（或有机合成） 大 铝能与氧气反应生成一层致密的氧化 铝薄膜覆盖在铝表面，阻止铝进一步被氧化 混合物 d 金属 钛（Ti） 铝（Al） 镁（Mg） 熔点/℃ 1668 660 651 a. 大于 1668 ℃ b. 大于 660 ℃ c. 小于 1668 ℃ d. 小于 651 ℃ 任务三　了解宇航产品的能源选择 【查阅资料】现代火箭发动机和燃料的组合呈多元化发展趋势。不同推进剂的性能、优缺点等如下表所示。已知：一般情况下，真空比冲越大，火箭性能越好。 推进剂 真空比冲/s 毒性 储存条件 优点 缺点 偏二甲肼/四氧化二氮 343 剧毒 常温 技术简单，产物无污染 有毒，比冲低 煤油/液氧 356 无 常温/高压 无毒，常温储存，产物 无污染 易积碳、结焦 液氢/液氧 455 无 -253 ℃/高压 ？ 储存技术要求高 【分析讨论】 （1）偏二甲肼（C2H8N2）与助燃物质四氧化二氮（N2O4）在点燃条件下发生反应，生成 N2、CO2 和一种常见的氧化物，该化学方程式为 。通过该反应谈谈对燃烧的新认识： 。 （2）结合材料，液氢可用作火箭发射燃料，说明氢气的一条化学性质是 。液氢/液氧推进剂的优点是_____________________ _____________。 （3）为保护发射架，火箭发射台底部建有水池。火箭发射后底部会冒出大量白色雾气，其原因是火箭发射时火焰喷射 （填“放出”或“吸收”）热量，使水蒸发形成水蒸气。 C2H8N2 + 2N2O4 2CO2↑+ 3N2↑ + 4H2O 燃烧不一定需要氧气（合理即可） 具有可燃性 无毒，真空比冲大， 产物无污染 放出 9 任务四　设想航天科技领域中未来的新型材料和能源 【查阅资料】随着科技的快速发展，我国航天科技领域也在不断创新和进步。新型材料和新型能源的研发和应用是我国航天科技发展的主要方向之一。以下为目前几种新型材料和新型能源的特点介绍。 项目 名称 特点 新型材料 高温合金材料 高强度、耐腐蚀、工作温度范围宽 陶瓷基复合材料 耐磨损、耐腐蚀、高温性能优异 纳米材料 增强材料性能 自修复材料 结构损伤自动修复，能提高服役寿命 形状记忆合金 变形后恢复原状，可应用于部件制造 压电材料 机械能转化为电能，用于传感器、执行器 项目 名称 特点 新型能源 光伏 环保、可再生 金属氢化物储能电池 能量密度高、充放电快 甲烷/液氧发动机 价廉易得、不易积碳结焦，性能强大 (续表) 【思考分析】 （1）纳米材料石墨烯可能帮助科学家实现“太空电梯”的构想。金刚石、石墨、石墨烯都是由碳元素组成的碳单质，请你推测石墨烯可能具有的化学性质： （写一条）。 （2）光伏发电是将 转化为 。你还知道的另一种环保无污染的新能源是 。 （3）使用甲烷/液氧发动机时发生反应的化学方程式为 。 CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 可燃性（合理即可） 太阳能 电能 风能（合理即可） 通过以上学习，请你谈谈宇航产品在材料和能源选择时的一般思路： _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 展示与交流 宇航产品的材料要能适应特殊的工作环境，强度高、密度小、耐腐蚀、耐高温，某些部件要有自动修复能力等，以提高服役寿命；宇航产品的能源要比冲大、易储存，可再生、无污染（合理即可） 1.（2024成都） 2024 年 4 月 25 日，搭载“神舟十八号”载人飞船的火箭成功发射。下列材料用途的对应性质解释不合理的是（ ） • • • 活动专练 A. 偏二甲肼作火箭燃料——可燃性 B. 铝合金做火箭的骨架——密度大 C. 碳纤维复合材料作飞船外壳——耐高温 D. 特种橡胶制成太空服加压层——弹性好 B 2.（2024烟台改编） 2024 年 4 月 24 日是第九个中国航天日，主题为“极目楚天，共襄星汉”。中国人探索宇宙的脚步驰而不息。 （1）空间站种菜。航天员在太空吃到了自己种的蔬菜。蔬菜主要为航天员提供的营养物质是 。为使蔬菜枝叶茂盛、叶色浓绿，可以施用的一种化肥是 （写化学式）。太空蔬菜在塑料网篮中种植，塑料属于 （填字母）。 a.无机非金属材料 b. 有机高分子材料 c. 金属材料 d. 复合材料 维生素 NH4Cl （合理即可） b （2）固体火箭发射卫星。我国在海阳市附近海域使用“引力一号”运载火箭将 3 颗卫星顺利送入预定轨道，刷新了全球最大固体运载火箭记录。高氯酸铵、铝粉等是固体运载火箭的主要推进剂。发射时高氯酸铵发生的化学反应是 ： 2NH4ClO4 N2↑+ 2O2↑+ X↑+ 4H2O↑。 ①X 的化学式是 。NH4ClO4 中氯元素的化合价是 。 ②铝粉在氧气中燃烧的化学方程式是 。 Cl2 +7 4Al + 3O2 2Al2O3 （3）太空燃烧实验。航天员在燃烧科学实验柜中以甲烷为燃料进行在轨点火燃烧实验，观察到甲烷火焰与地面上对照实验的火焰相比，显得短而圆，且微弱。 ①制作燃烧科学实验柜的材料需具有的性质是_____________________（写一条）。 ②从燃烧的条件分析，点火的作用是 。 耐高温（合理即可） 使温度达到可燃物的着火点 ③下列对燃烧实验分析正确的是 （多选，填字母）。 a. 空间站甲烷燃烧，不需要氧气 b. 空间站失重条件下燃烧产生的热气流向四周扩散，地面上热气流向上扩散 c. 空间站失重条件下空气流动性差，甲烷燃烧的火焰比较微弱 bc $$