2025年中考化学一轮复习考点过关课件（山东泰安专用）：跨学科实践活动11 调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用

跨学科实践活动11　调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用 学科串联 知识储备 任务1：通过查阅相关资料与观看影音资料了解中国航天发展历程与未来发展方向。了解中国航天发展过程中的先锋人物，根据中国航天发展历程，分小组初步确定调查对象并进行调查。 任务2：完善调查内容，探讨中国航天发展过程中使用的新型材料与新型能源。聚焦新型材料与新型能源的性能与功能、成本、是否会带来环境问题等及该材料解决或改善的航天领域的问题。 任务3：成果展示：汇报、展示我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用调查报告，讲述过程感受，诉说“我”能为中国航天做什么。 1．(2024·肥城区域联考)2024年6月25日，嫦娥六号成功返回地球，嫦娥六号带回了月球背面的1 935.3 g的月球土壤。嫦娥六号上所应用的新型镁锂合金材料，作为目前世界上最轻的金属结构材料，在航空航天、电子多个领域具有广泛的应用前景。下列有关说法错误的是(　　) 体验探究 2 4 3 题号 1 5 6 7 A．镁锂合金属于合成材料 B．向镁锂合金中加入稀盐酸，有气泡冒出 C．镁锂合金应具有强度高、密度小的性质 D．钛合金具有良好的抗腐蚀性能，也被广泛应用于航天领域 2 4 3 题号 1 5 6 √ 7 A　[镁锂合金属于金属材料，A错误；向镁锂合金中加入稀盐酸，镁会和稀盐酸反应生成氢气，所以有气泡冒出，B正确；合金的硬度和强度比纯金属要高，所以镁锂合金应具有强度高、密度小的性质，C正确；钛合金具有良好的抗腐蚀性能，被广泛应用于航天领域，D正确。] 2 4 3 题号 1 5 6 7 2．2024年4月30日我国神舟十七号载人飞船完成预定任务成功返回着陆。飞船返回舱在重返大气层时，因与空气剧烈摩擦，船体表面温度会急剧上升。因此，返回舱表面必须有良好的防高温措施。有关返回舱外覆盖材料的说法不正确的是(　　) A．该材料能使返回舱的着火点升高，以防返回舱着火 B．有阻热性，可阻断热量侵入舱内 C．高温条件下，能发生吸热反应带走热量 D．密度小、耐高温、隔热性好等特点 2 4 3 题号 1 5 6 √ 7 A　[可燃物的着火点一般是不变的，所以该材料不能使返回舱的着火点升高，A不正确；返回舱外覆盖材料应有阻热性，可阻断热量侵入舱内，对舱内的物质与人员具有保护作用，B正确；返回舱外覆盖材料在高温条件下，能发生吸热反应带走热量，有效降低舱体的温度，C正确；返回舱外覆盖材料应具有密度小、耐高温、隔热性好等特点，D正确。] 2 4 3 题号 1 5 6 7 3．(2024·连云港中考)科技是第一生产力，近年来我国在科技领域取得了一系列辉煌成就。 (1)“福建号”航母在建造过程中大量使用特种钢。该特种钢的耐腐蚀性能比纯铁的________(填“好”或“差”)。 (2)“天舟号”货运飞船换装了以LiFePO4作正极材料的新型锂电池。已知LiFePO4中Li为＋1价为－3价，则其中Fe的化合价为___________。 2 4 3 题号 1 5 6 ＋2价 7 (3)“嫦娥号”月球登陆器表面覆盖了由聚酰亚胺和铝箔构成的多层保温材料。 ①聚酰亚胺属于有机合成材料。聚酰亚胺中一定含有的元素是________(填元素符号)、H、O、N等。 ②铝块可以制成铝箔是利用了铝的________(填“导电”或“延展”)性。 2 4 3 题号 1 5 6 C 延展 7 (4)“长征五号”大推力运载火箭助力我国天宫空间站建设。该火箭助推器使用煤油(含C11、C24、C12H26、C13H28等分子)作燃料，液氧作助燃剂。 ①煤油属于___________(填“纯净物”或“混合物”)。 ②煤油在氧气中充分燃烧，产物的化学式为_______________。 2 4 3 题号 1 5 6 混合物 CO2、H2O 7 [解析]　(1)钢是铁的合金，合金比组成它的纯金属耐腐蚀，该特种钢的耐腐蚀性能比纯铁的好。(2)LiFePO4中锂元素显＋1价，磷酸根离子显－3价，设铁元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：(＋1)＋x＋(－3)＝0，x＝＋2。(3)①聚酰亚胺属于有机合成材料，聚酰亚胺中一定含有碳元素；②铝块可以制成铝箔是利用了铝的延展性。(4)①由题干信息可知，煤油中含有C11、C24等分子，由多种物质混合而成，属于混合物； 2 4 3 题号 1 5 6 7 ②由题干信息可知，煤油中含C11、C24、C12H26、C13H28等分子，即煤油中含C、H元素，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含C、H、O，煤油在氧气中充分燃烧生成CO2、H2O。 2 4 3 题号 1 5 6 7 4．(2024·广安中考)2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，之后准确进入地月转移轨道，由此开启月背“挖宝”之旅。长征五号的推进剂有煤油、液氢、液氧。 回答下列问题： (1)煤油燃烧会________(填“放出”或“吸收”)热量。 (2)液氢汽化成氢气，分子间的间隔________(填“增大”“减小”或“不变”)。 2 4 3 题号 1 5 6 2 4 3 题号 1 5 6 放出 增大 7 (3)上述推进剂所含的C、H、O三种元素可组成多种酸，任意写出其中一种酸的化学式________。 (4)嫦娥六号用到了钛合金、塑料、碳纤维等多种材料，其中塑料属于____________(填“合成材料”或“金属材料”)。 2 4 3 题号 1 5 6 2 4 3 题号 1 5 6 H2CO3 合成材料 7 [解析]　(1)燃料燃烧放出热量，煤油是由化石燃料石油炼制的一种燃料，所以煤油燃烧会放出热量。(2)液氢汽化成氢气体积变大，是由于氢分子间的间隔增大。(3)酸的溶液中含有氢离子和酸根离子，不同的酸的溶液中含有相同的氢离子。醋酸溶液中含有氢离子和醋酸根离子，化学式CH3COOH；碳酸溶液中含有氢离子和碳酸根离子，化学式H2CO3。醋酸、碳酸等都是由C、H、O三种元素组成的酸。(4)钛合金属于金属材料；塑料属于合成材料；碳纤维属于复合材料。 2 4 3 题号 1 5 6 2 4 3 题号 1 5 6 7 5．(2024·赤峰中考)阅读下列材料，回答问题。 从空间站在轨实验，到嫦娥六号月背采样，我国在航天领域不断崛起和迅猛发展，彰显了中国航天技术的强大实力。航天科技的进步，化学发挥着不可替代的作用。 Ⅰ．生命保障：空间站内，用特种活性炭除去气体中的异味和微量有害物质，为航天员提供舒适、健康的环境：由棉、羊毛和聚氯乙烯等材料制作而成的多层结构舱外航天服，保障航天员舱外活动的安全。 2 4 3 题号 1 5 6 2 4 3 题号 1 5 6 7 Ⅱ．动力系统：部分运载火箭装载的燃斜和助燃剂分别是偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)，二者接触即可发生反应：(C2H8N2＋2N2O4===3N2＋4H2O＋2CO2，释放出强大的能量，将载人飞船送入预定轨道。 Ⅲ．新型材料：飞船返回舱进入大气层时会与空气产生剧烈摩擦，表面温度可达数千摄氏度。返回舱外层的复合材料涂层能在高温时保护舱体，并防止过多的热量传回到返回舱内部，确保舱内航天员和各种仪器设备的安全。 2 4 3 题号 1 5 6 2 4 3 题号 1 5 6 7 (1)空间站内的气体净化过程中，利用了活性炭的 ___________。 (2)舱外航天服的制作材料中，属于有机合成材料的是 ___________。 (3)偏二甲肼和四氧化二氮反应的过程中 ________(填“吸收”或“放出”)热量。从“燃烧的条件”分析，你对燃烧的新认识是 ______________________。 (4)依据返回舱外层复合材料的作用，推测其具有的性质是 _____________________。 2 4 3 题号 1 5 6 2 4 3 题号 1 5 6 吸附性 聚氯乙烯 放出 燃烧不一定需要氧气 耐高温(合理即可) 7 [解析]　(1)活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附气体中的异味和有害物质，可用于气体净化。(2)舱外航天服由棉、羊毛和聚氯乙烯等材料制作而成，棉和羊毛属于天然材料，聚氯乙烯属于塑料，属于有机合成材料。(3)偏二甲肼是燃料，四氧化二氮是助燃剂，燃料在助燃剂中燃烧放出热量；偏二甲肼能在四氧化二氮中燃烧，说明燃烧不一定需要氧气。(4)飞船返回舱进入大气层时会与空气产生剧烈摩擦，表面温度可达数千摄氏度。返回舱外层的复合材料涂层能在高温时保护舱体，说明其具有耐高温的性质。 2 4 3 题号 1 5 6 2 4 3 题号 1 5 6 7 6．(2024·烟台中考)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。蔬菜能为航天员提供__________________(写1种主要的营养素)。为使蔬菜枝叶茂盛，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 2 4 3 题号 1 5 6 2 4 3 题号 1 5 6 维生素(合理即可) NH4Cl(合理即可) B 7 (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 2NH4ClO4N2↑＋2O2↑＋X↑＋4H2O↑。 2 4 3 题号 1 5 6 2 4 3 题号 1 5 6 7 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________________________。 (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。 2 4 3 题号 1 5 6 2 4 3 题号 1 5 6 Cl2 ＋7价 4Al＋3O22Al2O3 7 2 4 3 题号 1 5 6 2 4 3 题号 1 5 6 ①制作燃烧科学实验柜的材料需具有的性质是________________(写1条)。 ②从燃烧的条件分析，点火的作用是_______________________。 ③下列对燃烧实验分析正确的是________(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 防火(合理即可) 使温度达到可燃物的着火点 7 [解析]　(1)蔬菜中富含维生素、水分等；氮肥有利于蔬菜叶的生长，含有氮、磷、钾三种营养元素中氮元素的属于氮肥，如NH4Cl、CO(NH2)2等；塑料属于有机高分子材料。(2)①根据质量守恒定律，化学反应前后原子的个数、种类均不变。该反应中，反应前含有2个N、8个H、2个Cl、8个O，反应后含有2个N、8个H、8个O，相差2个Cl，则X的化学式为Cl2；NH4ClO4中铵根离子的化合价为＋1价，氧元素的化合价为－2价，设氯元素的化合价为y，根据化合物中正、负化合价代数和为零，得(＋1)＋y＋(－2)×4＝0，y＝＋7，即氯元素的化合价为＋7价；②铝在氧气中 2 4 3 题号 1 5 6 2 4 3 题号 1 5 6 7 点燃生成氧化铝，反应的化学方程式为4Al＋3O22Al2O3。(3)①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，则制作燃烧科学实验柜的材料需具有的性质是防火，耐高温等；②从燃烧的条件分析，点火后温度升高，所以作用是使温度达到可燃物的着火点；③空间站甲烷燃烧，也需要氧气，A错误；空间站失重条件下燃烧产生的热气流向四周扩散，火焰显得短而圆，且微弱，地面上热气流向上扩散，火焰呈锥状，B正确；空间站失重条件下空气流动性差，氧气得不到很好的补充，甲烷燃烧的火焰比较微弱，C正确。 2 4 3 题号 1 5 6 2 4 3 题号 1 5 6 7 7．(2024·东平模拟)近年来，从“嫦娥”奔月到“天问”探火再到“神舟十七号”太空飞船成功发射再到“嫦娥六号”月背取土，中国航天技术在人类探索浩渺宇宙的前沿不断创新、突破。 某兴趣小组同学对我国航天科技领域取得的成就感到骄傲和自豪，并对相关问题进行了项目式探究。 2 4 3 题号 1 5 6 7 2 4 3 题号 1 5 6 任务一：了解我国航天科技领域中新型材料和能源 【查阅资料】 (1)宇航员舱外航天服使用了一种聚氨酯橡胶的新型材料，该材料属于___________________材料。 合成(或有机高分子) 7 2 4 3 题号 1 5 6 (2)“嫦娥六号”使用了大量复合材料。下列关于复合材料的说法中正确的是________(填字母)。 A．不锈钢是常见的复合材料 B．复合材料属于混合物 C．有机高分子合成材料是复合材料 D．玻璃钢是复合材料 (3)中国空间站的能量主要来自柔性太阳电池翼，可将____________________转化为电能。 BD 太阳能(或光能) 7 2 4 3 题号 1 5 6 任务二：学习舱外航天服处理二氧化碳的反应原理 【咨询老师】氢氧化锂和氢氧化钠化学性质相似。 【小组交流】 (4)为了保障航天员有适宜的呼吸环境，必须处理产生的CO2，目前飞船上常采用氢氧化锂(LiOH)作为吸收剂来吸收CO2，该反应的化学方程式为___________________________________。 CO2＋2LiOH===Li2CO3＋H2O 7 2 4 3 题号 1 5 6 任务三：模拟碳酸锂处理实验 【咨询老师】碳酸锂和碳酸钠化学性质相似。 【模拟实验】 (5)航天器返回地面后，需将吸收CO2生成的碳酸锂进行处理，实现物质的循环利用，兴趣小组同学用碳酸锂溶液在实验室进行了模拟实验。 实验方案 所加试剂 实验现象 方案1 氢氧化钙溶液 _________________ 方案2 _________________ 产生大量气泡 产生白色沉淀 稀盐酸(或稀硫酸等) 7 2 4 3 题号 1 5 6 【反思评价】 (6)航天器返回地面后，专业处理方法采用的是方案1而非方案2，理由是________________________________________________________________________。 任务四：设计航天精神的宣传标语 (7)为了让更多的同学了解中国航天故事，兴趣小组同学在校园文化角开展了《讲好航天故事》征文活动，并征集了宣传标语，请你也设计一条体现中国航天精神的宣传标语：____________________________________________。 方案1反应会生成氢氧化锂，实现物质的循环使用 (合理即可) 中国航天人，航天 为人类(合理即可) 7 [解析]　(1)聚氨酯橡胶属于合成材料，其是有机物又属于有机合成材料。(2)不锈钢是常见的金属材料，A错误；复合材料由多种物质组成，属于混合物，B正确；有机高分子合成材料不是复合材料，C错误；玻璃钢是在塑料中嵌入玻璃纤维制成的玻璃纤维增强塑料，属于复合材料，D正确。 (3)中国空间站的能量主要来自柔性太阳电池翼，其工作原理是将太阳能(光能)转化为电能。 2 4 3 题号 1 5 6 7 (4)飞船上常采用氢氧化锂(LiOH)作为吸收剂来吸收CO2，即氢氧化锂(LiOH)与CO2反应生成碳酸锂和水，反应化学方程式为CO2＋2LiOH===Li2CO3＋H2O。 (5)方案1，氢氧化钙和碳酸锂反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化锂。 方案2，实验现象为产生大量气泡，可以和碳酸锂产生气泡的物质是酸。 (6)方案1，氢氧化钙和碳酸锂反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化锂，氢氧化锂可以进行回收再利用实现物质的循环使用。 (7)体现中国航天精神的宣传标语：中国航天人，航天为人类。 2 4 3 题号 1 5 6 7 $$