基于化学的知识,发射航天器涉及哪些问题,需要注意什么?

嫦娥一号飞船的成功发射是中国航天工业的又一个里程碑。金属过氧化物可用作宇宙飞船或潜艇中的氧气再生剂。比如过氧化钠(Na2O2)在室温下能与人呼出的二氧化碳反应生成氧气,化学方程式为:2 Na2O 2+2 CO2═2 N2 co 3+O2;(过氧化钠也能与盐酸、水等物质反应生成氧气。)

中国迎来了又一个航天高峰。神六发射成功后,神七也即将发射。神六携带了50kg的氧气供航天员呼吸,还有一套完整的吸收二氧化碳的系统。一些宇宙飞船通过充满氢氧化锂的过滤器除去舱内的二氧化碳。该反应的化学方程式如下:

2LiOH+CO2═Li2CO3+H2O

(1)如果你在宇宙飞船的舱内划一根火柴,火焰会立刻熄灭。四个同学对这种现象做了如下猜测,你认为合理的是(填序号)c。

a、舱内氧气浓度不够

b、飞船上的温度太低,达不到火柴的燃点。

c、在失重状态下,舱内的空气不会对流。

d、飞船舱内二氧化碳浓度过大。

(2)航天食品必须一口一口“吞下”,饼干、面包等食品绝对不能食用,否则可能造成的后果是(填序号)a。

一、在太空舱中产生粉尘污染

b,可能会有爆炸

c、宇航员体内能量严重不足。

(3)火箭推进含有液态肼(N2H4)和过氧化氢(H2O2)。当它们混合时,产生大量的水蒸气和单质,并释放出大量的热量。反应方程式是N2H4+2H2O2═4H2O+N2↑.

n2h4+2h2o2═4h2o+n2↑;根据上述反应产物的分析,肼作为推进器中的燃料具有无污染的优点。

(4)1998年,科学家合成了一种叫做“N5”的物质。这种物质极不稳定,通常会发生爆炸反应生成氮气,释放出巨大的能量。火箭每次发射1t设备,需要携带5t的液氢。如果使用“N5”作为燃料,火箭需要携带的燃料量可以大大减少。如果你是一个

如何准备或如何储存、运输等。(答案合理)

在航天器上,氢气和氧气在催化剂的作用下反应制成燃料电池:2H2+O2=2H2O,其中化学能可以直接转化为电能。

神舟六号飞船由长征二号(F)运载火箭发射,运载火箭以偏二甲肼[(CH3) 2n-NH2]为燃料,N2O4为氧化剂,产物为氮气、二氧化碳和水。

(1)神六起飞时,一级火箭中间冒出红棕色气体,通过安全阀自动开启排出的一些高压氧化剂来改变,以保证贮箱安全。逸出的红棕色气体是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _气体

(2)1mol偏二甲肼燃烧时,转移电子的物质的量是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。

(3)四氧化二氮气体和二氧化氮气体可以相互转化:N2O4(g)(无色)2NO2(g)(红棕色);△H & gt;0。已知二氧化氮具有强氧化性,所以下列说法是正确的。

A.气态时,1 mol N2O4可完全分解成2mol B. NO2 N2O4和NO2是同素异形体。

C.淀粉-碘化钾溶液可用于识别NO2(g)和溴蒸气。D. N2O4和NO2不是硝酸酐。

(1)NO2,N2O4 2NO2,(2)16 mol,(3)D,反应产生的气体对环境无污染。

航天器的燃料之一是铝粉和高氯酸铵的固体混合物。当它被点燃时,铝粉的放热氧化会引发高氯酸铵的反应。

下列说法或分析错误的是()

A.氯化铵既是氧化剂又是还原剂。

B.当1 mol NH 4CLO4完全反应后,电子转移到14mol。

c,反应中只有氯被还原。

d从能量的角度来看,化学能主要转化为动能和热能。

解析:本题考查了以航天器燃料为载体的高氯酸铵分解反应的化学方程式,既考查了学生的氧化还原知识,又考查了热化学反应。答案是b。

3.3中国研制的长征捆绑式火箭,一、二级发动机采用“偏二甲肼”和四氧化二氮作为液体燃料。

(1)已知偏二甲肼的相对分子质量为60,含碳40%,氢13.33%,其余为氮。还已知其分子中的氮原子不与氢原子相连。通过计算写出偏二甲肼的化学式和分子结构。

(2)在发动机中,偏二甲肼在四氧化二氮中充分燃烧,写出燃烧反应的化学方程式。(在反应中,所有氮元素都转化为N2)

解析:题目是2004年广东省高考22题。以火箭燃料“偏二甲肼”和四氧化二氮为命题情景,考察了化学式的计算、结构简化的判断和质量守恒定律。

(1) C: 60× 0.4 = 24,H: H:60×0.1333≈8 ≈ 8,N: 60-24-8 = 28,故化学式为C2H8N2;简单结构如下:

H3C

n-NH2

H3C

(2)c2h8n 2+2n2o 4 = 2 CO2 ↑+ 4H2O ↑+ 3n 2↑

与空间气体循环有关的4个问题。

4.1航天飞机舱内的空气更新过程如下所示:

(1)ⅱ是CO2和H2的反应装置,该反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。

(2)从装置I、II、III可以看出,O2的来源是CO2和H2O,宇航员每天消耗28mol O2 O2,呼出23 mol CO2 CO2,所以宇航员每天呼出的气体中含有H2O _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ mol。

解析:这是2004年上海高考第27题,通过一个气体循环系统向我们展示了航天员的氧气来源。ⅱ装置告诉了反应物和产物,自然不难写出它的反应方程式,2 H2+CO2 = 2H2O+C;;无论H2O与过氧化钠反应还是在装置ⅲ中电解,H2O与O2的关系都是2: 1,28摩尔O2 * * *需要H2O56摩尔H2O,而23摩尔CO2 CO2在装置ⅱ中产生46摩尔H2O,所以航天员呼出的H2O是10摩尔。

4.2中国“神舟六号”飞船的成功发射,标志着我国人民在攀登世界科技高峰的征程上又迈出了历史性的一步。在载人航天飞船中,每个航天员平均每天消耗0.9kgO2,呼出1.0kg CO2。为了保持航天器舱内空气成分的稳定,科学家们进行了大量的科学探索。有科学家提出了一种“金属过氧化物处理系统”,即让驾驶舱内的空气连续通过一个装有金属过氧化物(以过氧化钠为例)的容器,并将处理后的气体充入驾驶舱。该方法的相关化学方程式为:I _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _向座舱内充入处理过的气体时,应采取的措施应为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。

分析:“金属过氧化物处理系统”实际上是宇航员呼出的H2O和CO2与Na2O2反应生成O2供呼吸使用。方程式为2na 2 o 2+2h2o = 4 NaOH+O2 = 2na 2co 3+O2 =。宇航员吸入O2后,又产生CO2,形成CO2循环,但水蒸气不断被消耗,导致气体干燥。因此,处理后的气体充入座舱时,应加入适量的水蒸气。