跨学科实践活动10调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用-【宝典训练】2025-2026学年新教材九年级全一册化学高效课堂教学课件(人教版2024)

天骄出品 必属精品 深圳天骄文化传播有公司 宝典训练 配套教学课件 高效课堂 Administrator (A) - 跨学科实践活动10调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用 第十一单元　化学与社会 【项目的育人价值】 　　该项目聚焦航天领域新材料与新能源的突破性应用，通过 物理、材料科学和能源技术的跨学科融合，有效培育学生的系 统思维和前沿科技敏感度。在解析超导材料、新型电池等航天 科技案例时，学生不仅能掌握工程分析方法，更能深刻理解科 技创新对国家战略发展的支撑作用，从而达成课程标准要求的 “科学本质理解”“技术伦理认知”和“创新实践能力”的多 维素养发展目标。 【活动目标】 1. 了解新型材料和新型能源在我国航天科技领域中的应用； 2. 加深对物质的性质与应用、能量的转化和转移等的认识； 3. 形成创新意识，进一步树立民族自豪感。 【思维构建】 【活动设计与实施】 任务一　了解我国宇航产品的基本情况 查阅资料，了解我国宇航产品的主要种类及用途如下： （1）卫星：通常用于各种科学、军事和商业目的，如通信卫 星（“天通一号”系列）、气象卫星（“风云”系列）、遥感 卫星（“高分”系列）、导航卫星（北斗导航）等。 （2）运载火箭：用于把人造地球卫星、载人飞船、航天站或 星际探测器等送入太空预定轨道的载具，如“长征”系列运载 火箭。 （3）载人航天器：是指用于载人航天的，在绕地球轨道或外 层空间按受控飞行路线运行的飞行器，包括载人飞船、货运飞 船、空间实验室、空间站等。 （4）航天探测器：是对月球和月球以外的天体和空间进行探 测的无人航天器和空间探测的主要工具 任务二　了解宇航产品的材料选择 　　2023年5月30日，“神舟十六号”飞船成功对接天宫空间 站标志着我国航天科技水平已处于世界领先地位。其中新型材 料和新型能源发挥了重要作用。实践活动小组的同学对我国航 天科技领域中新型材料、新型能源的应用开启了调查活动。 （1）为保护航天员的生命安全，一方面，“环控生保系统” 向舱内输送可供呼吸的气体是 ，另一方面，飞船在 返回时，航天员要穿压力服，当舱内压力突变时，压力服会迅 速充满气体，这就需要压力服具有良好的 性。 氧气　 气密 （或耐压）　 （2）舱外航天服用铝、橡胶、聚酯材料等制作而成，其中的 铝是 材料。舱外航天服的最外层用了玻璃纤维和一种 叫“特氟龙”的合成纤维，足以抵御枪弹及一般的微陨石的袭 击，它具有的特性是 ⁠。 （3）航天领域广泛使用的材料有石墨烯材料、碳纳米管、 钛合金材料、耐高温塑料等。作为新材料之王，目前石墨烯 是世界上已知最薄的材料，因为石墨烯具有优异的力学性 能，将其加入树脂、金属中可获得轻质、高载荷的航 天 材料。 金属　 强度高、耐撞击（合理即可）　 复合　 任务三　了解宇航产品的能源选择 　　2024年10月30日，神舟十九号载人飞船发射成功， “70后、80后、90后”航天员齐聚“天宫”，完成中国航 天史上第5次“太空会师”，是中国航天发展道路上又一个 重要的里程碑！ 材料一：空间站核心舱内的生活污水可通过反渗透膜（只允许 水分子和少部分离子通过）处理。 材料二：目前，我国长征五号运载火箭的发动机，采用了液氢 （沸点为－252.8℃）、液氧（沸点为－183℃）作为推进剂。 火箭推进器内采用氢氧燃烧的方法进行。 材料三：运载火箭是一种重要的航天工具，它的主要作用是携 带物体飞越空间。火箭推进剂主要有液氢、液氧，煤油、液 氧，甲烷、液氧，肼类等。 （1）反渗透膜的净水方式与实验室中的 ⁠ 操作原理 相似，该操作中需要用到的玻璃仪器有烧杯、 漏斗 、 ⁠ 等。 （2）写出火箭推进器内氢气在氧气中燃烧的化学方程 式： ，该反应属于 （填基 本反应类型）反应，该反应的燃料被称为最清洁的燃料，理由 是 ⁠。 过滤　 玻璃 棒　 2H2＋O2 2H2O　 化合　 氢气燃烧产物只有水，比较环保 　 （3）某运载火箭使用的推进剂为偏二甲肼（C2H8N2）和四氧 化二氮（N2O4），发生反应的化学方程式为C2H8N2＋2N2O4 2CO2↑＋4H2O↑＋3X↑，则X的化学式为 ⁠。 （4）火箭推进剂中有甲烷、液氧，其中甲烷为燃烧提供 了 （填燃烧需要的三个条件之一）。 N2 　 可燃物 　 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，了解到目前正处于试验阶段的新型材料和新型能源 有以下几种： 【新型材料】 1. 高抗疲劳3D打印钛合金：通过热处理工艺窗口处理，制备出 几乎无气孔的钛合金。钛合金属于 材料，相对于传统 3D打印材料具有天然超高抗疲劳性能和韧性，未来有望在航空 航天领域发挥作用。 金属　 2. 空间站太阳翼伸展机构润滑薄膜：这种薄膜材料具备优 异的耐湿热、抗氧化、抗辐照等性能。该薄膜为我国未来的 滨海发射、海上发射环境以及长寿命航天器（如深空探测、 探月、探火、星链卫星等）所需的新一代空间功能涂层提供 了技术基础。 【新型能源】 1. 钙钛矿太阳能电池：2024年5月31日酒泉卫星发射中心成功 将光因科技钙钛矿组件发射到太空，开启绕地轨道运行测试， 向进一步探索钙钛矿太阳能电池在未来太空事业中的应用潜力 迈出了重要一步。钙钛矿太阳能电池具备效率高、质量轻、成 本低的三大优点，它的柔性特质还能适应不同的弯曲弧度。 2. 斯特林热电转换技术：该技术采用闭式循环往复活塞式斯特 林发动机将热能转换为动能，再通过耦合线性交流发电机将动 能转换为电能。具有结构简单、效率高、质量轻、启动快、振 动小及噪声低等优点，能减少对传统太阳能的依赖，在未来载 人月球及深空探测等空间任务中，具有广阔的应用前景。 $