第十一单元跨学科实践活动10 调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用课件--2025-2026学年九年级化学人教版下册

该初中化学课件聚焦航天科技中的新型材料与能源应用，涵盖铝锂合金、合成纤维等材料分类及太阳能、氢氧能源转化，通过天宫空间站、火箭发射等真实情境导入，衔接材料性质、化学反应等前序知识，搭建生活到科技的学习支架。 其亮点是以跨学科实践活动为核心，通过“火火箭”“气火箭”制作等科学探究与实践，结合材料性质决定用途培养化学观念，微观反应示意图分析训练科学思维。实例丰富如科普阅读、实验设计，助力学生提升实践能力与学科兴趣，教师可借助多元案例优化教学。

第十一单元 化学与社会 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 1 自主研学 任务一 神奇的空间站 1.【科普阅读】阅读科普短文，回答有关问题： 神奇的空间站 2026年，我国天宫空间站进入长期运 营扩容升级阶段，已在轨部署和实施267项科学与应用项目，由“<m></m>”字构型逐步升级为“十”字构型如图65-1。空间站身处真 2 空、正负<m></m>温差、强辐射的极端太空环境，稳定运行离不开新型化学材料与清洁能源的保障。 天和核心舱舱段主体主要使用铝锂合金、钛合金，具有密度小、强度高、耐腐蚀的特点；核心舱电推进系统中的霍尔推力器腔体采用氮化硼陶瓷基复合材料，耐高温、隔热性好；舱外防护与隔热瓦选用碳化硅增强陶瓷材料，熔点超<m></m>；舱外航天服采用聚酰亚胺高分子材料，兼具气密、隔热性能。 空间站依靠砷化镓电池将太阳能转化为电能；采用液氢—液氧推进剂，燃烧只生成水，绿色无污染。同时通过电解水制氧、二氧化碳转化技术，实现水和空气循环利用，尽显化学对航天发展的支撑作用。 （1）阅读关于天宫空间站材料的科普信息，判断下列说法正确的是( ) C A.铝锂合金、钛合金属于纯净物 B.碳化硅增强陶瓷材料熔点低于<m></m> C.氮化硼陶瓷基复合材料可用于耐高温、隔热场景 D.液氢—液氧燃烧会产生大量有害气体 5 （2）2024年12月17日，神舟十九号航天员乘组刷新了中国航天员单次出舱活动时长纪录。在出舱作业时，航天服对航天员起到至关重要的保护作用。下列航天服的制造材料中属于有机合成材料的是( ) C A.纯棉舒适层 B.羊毛保暖层 C.聚氯乙烯管水冷层 D.镀铝防护层 6 （3）通常火箭会采用四氧化二氮<m></m>和偏二甲肼<m></m>为推进剂，二者混合后剧烈反应，放出巨大的能量，提供动力，反应的化学方程式为<m></m>。<m></m>的化学式为____，推进剂在使用时应注意________________。 密封并远离火源 （4）氢气是一种理想的新能源，目前只在火箭发射等少数情况下使用，其主要原因是______________________________。 储存、运输困难，制备成本较高 7 共学精练 任务二 探索火箭发射奥秘 图65-2 2.兴趣小组开展了“探索火箭发射奥秘”实践探究。 Ⅰ.制作“火火箭” 甲组同学设计了如图65-2所示的“有尾翼、有头锥版火火箭”，并在矿泉水瓶内提前喷入酒精，在瓶盖处点火，火箭射程为<m></m>。 8 （1）酒精属于________（填“有机物”或“无机物”）。火箭点火时，瓶内发生反应的化学方程式为 _ ________________________________。 有机物 （2）如果去除尾翼、头锥，火箭的射程会______（填“变长”或“变短”）。 变短 9 Ⅱ.制作“气火箭” 乙组同学设计了如图65-3所示的“气火箭”。 图65-3 10 （3）“气火箭”产生的气体主要是_____（填化学式）。实验时除选择含碳酸根的化合物、某些活泼金属粉末作样品和酸反应外，还可以利用________________________（填试剂组合名称）接触迅速产生气体制作“气火箭”。 过氧化氢溶液和二氧化锰 （4）除小苏打和食醋的质量外，在不改变“气火箭”形状、质量的前提下，你认为影响“气火箭”射程的因素有_______________________________________________________（写一种）。 食醋浓度（或反应温度、碳酸氢钠颗粒大小，合理即可） 11 总结提炼 12 课堂测评 1.下列材料中，不属于航天轻质高强材料的是( ) C A.碳纤维复合材料 B.铝锂合金 C.钢材 D.钛合金 2.氢氧燃料电池工作时的化学反应类型是( ) B A.分解反应 B.化合反应 C.置换反应 D.复分解反应 1 2 3 4 5 13 3.下列关于航天材料的说法错误的是( ) C A.陶瓷基复合材料用于耐高温部位 B.形状记忆合金可自动展开太阳能帆板 C.石墨烯导热膜利用了碳的导电性 D.铝锂合金比普通铝合金密度更小 1 2 3 4 5 14 4.2024年1月19日，朱雀三号可重复使用垂直起降回收验证火箭试验任务取得圆满成功。该 火箭主要采用液氧甲烷动力系统，其反应的微观示意图如图65-4所示。下列有关说法正确的是( ) 图65-4 1 2 3 4 5 15 A.反应前后涉及两种有机化合物 B.反应前后原子的个数增加 C.生成物的分子个数比为<m></m> D.保持甲烷化学性质的最小粒子是碳原子和氢原子 √ 1 2 3 4 5 16 5.化学的发展推动了航天科技的进步，下列航天新型材料中属于合成材料的是( ) D A.制造航天飞行器的钛合金 B.航天员出舱活动时佩戴的反光镜采用光学级铝基碳化硅复合材料制成 C.制作航天器防热材料的碳纤维 D.舱外航天服最外层使用的“特氟隆”合成纤维 1 2 3 4 5 17 易错特训 1.有关卫星使用的材料中属于合成材料的是( ) B A.石墨纤维复合材料的框架 B.耐高温塑料外壳 C.集成电路中的硅芯片 D.铜锌合金电子元件 1 2 3 4 5 6 7 18 图65-1 2.2025央视春晚某节目，机器人身着东北花袄，扭起秧歌，科技感十足（如图65-1）。关于机器人的部位，属于金属材料的是( ) D A.“关节”<m></m>工程塑料 B.东北花棉袄——棉纤维 C.“骨骼”——碳纤维复合材料 D.连接零件——钛合金 1 2 3 4 5 6 7 19 3.2024年9月25日，中国人民解放军火箭军向太平洋某公海海域成功发射了1枚东风<m></m>洲际弹道导弹，这是时隔44年后，中国再次进行洲际弹道导弹的发射试验。下列弹道导弹系统的部件主要由复合材料制成的是( ) D A.以超细铝粉为主的固体燃料 B.用高温陶瓷制成的端头帽和隔热瓦 C.高强度合金钢制成的导弹发射箱 D.用玻璃钢制成的雷达整流罩 1 2 3 4 5 6 7 20 4.分类是认识和研究物质及其变化的常用的科学方法，下列物质分类正确的是( ) C A.金属材料：玻璃钢、黄铜、金刚石 B.合成材料：合金、塑料、合成橡胶 C.碱：火碱、熟石灰、氢氧化钾 D.氧化物：冰水共存物、氯化钠、液氧 1 2 3 4 5 6 7 21 5.对下列实践项目中涉及的化学知识解释错误的是( ) C 选项 实践项目 解释 A 燃煤时将煤块粉碎成煤粉 增大与氧气的接触面，使煤充分燃烧 B 高温灼烧黄金饰品来判断黄金的真假 金的化学性质很稳定 C 冲泡速溶咖啡时不断搅拌 搅拌可增大咖啡在水中溶解的量 D 选购羊毛大衣时，抽丝，点燃 可通过点燃闻气味的方法区分羊毛纤维和合成纤维 1 2 3 4 5 6 7 22 进阶突破 6.（4分）石头纸是以约<m></m>的碳酸钙粉末与约<m></m>的树脂及其他助剂混合，加工制成的平滑薄片状产品，具有机械性能好、防水、耐撕、无毒、印刷清晰度高、可自然降解等特点。它与传统植物纤维造纸不同，可利用方解石（主要成分<m></m>，含少量<m></m>、<m></m>等）为原料生产，过程如图65-2所示，全程无需用水，原料造价仅为传统植物纤维造纸的三分之一。#1 1 2 3 4 5 6 7 23 图65-2 （1）“石头纸”属于__________（填“金属材料”“合成材料”或“复合材料”）。 （2）将方解石粉碎成纳米级超细粉末的目的是__________________________________。 （3）生产过程中，混合器内需要进行的操作是______。 复合材料 增大反应物的接触面，使反应更充分 搅拌 1 2 3 4 5 6 7 （4）下列关于石头纸的说法正确的是___（填序号）。 A A.梅雨季节，传统纤维纸会受潮，石头纸不会 B.石头纸的印刷效果比传统纤维纸差很多 C.石头纸所用的原料造价比传统纤维造纸高 D.石头纸优势突出，完全可以取代传统纤维纸 1 2 3 4 5 6 7 25 7.（8分）2025年4月24日神舟二十号发射成功，在中国航天进展的道路上，又是一个重要的里程碑！ 材料一 我国已成功实现在空间站中氧气和水等物质的“自产自销”。通过收集航天员尿液、汗液和呼出的水汽，通过反渗透膜净化处理，再生为饮用水，使得空间站水资源的利用率达<m></m>。空间站利用太阳能电池板供电，实现氧气和水的再生（如图65-3），该系统把水资源利用率提高到<m></m>以上。 1 2 3 4 5 6 7 26 图65-3 材料二 长征系列火箭是中国自行研制的航天运载工具。其推进剂曾广泛使用液氢和液氧，目前二者被偏二甲肼<m></m>和四氧化二氮<m></m>两种常温液体取代。 1 2 3 4 5 6 7 27 请回答下列问题： （1）空间站中实现氧气和水再生所需的电能来自________（写能源名称），电解水产生氧气的电极与外接电源的____（填“正”或“负”）极相连。 太阳能 正 （2）空间站中，将人体呼出的<m></m>气体转化为水的化学方程式为_ _________________________。 （3）反渗透膜的净化方式与实验室中的______操作原理相似。 过滤 1 2 3 4 5 6 7 28 （4）使用液氢和液氧的火箭腾空时常出现白雾，其原因是__________________。 水蒸气冷凝形成的 （5）偏二甲肼和四氧化二氮的反应可表示为<m></m>，<m></m>的化学式为_____。此反应属于______（填“吸热”或“放热”）反应。 放热 1 2 3 4 5 6 7 29 $