化學(xué)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用-35頁P(yáng)PT課件

1、 2013年6月11日17時38分，神舟十號在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，再次與天宮一號成功對接,并首次開展航天員太空授課活動。神舟四號發(fā)射升空神舟八號發(fā)射升空神舟九號發(fā)射升空化學(xué)在航天領(lǐng)域中的應(yīng)用授課教師：李妍 航天器的制造常用到合金材料，具有什么性質(zhì)的合金材料適用呢？一、航天器材料問題常用的有：鋁合金、鎂合金、鈦合金等。密度較?。ㄙ|(zhì)輕）、熔點(diǎn)高（耐高溫）鋁合金在航空航天領(lǐng)域有很重要的應(yīng)用，下列有關(guān)鋁合金說法錯誤的是 （ ）A.鋁合金具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性B.鋁是不活潑金屬，所以其合金具有很好的抗腐蝕能力C.鋁合金密度小，有較好的可塑性，易于成型D.鋁合金廣泛用于制造飛機(jī)、火箭、人造衛(wèi)星等B

2、表面形成致密的氧化膜回歸教材國防金屬 鎂工業(yè)上從哪里提取金屬鎂？如何提取？Mg2+為了克服這一問題，下列做法不可取的是（ ）2013年6月26日 “神舟”十號載人飛船在內(nèi)蒙古成功著陸，返回艙內(nèi)完好無損。飛船在重返大氣層時，由于與空氣劇烈摩擦，船體表面溫度將急劇上升，會對飛船造成損害。BA.使用耐高溫的陶瓷材料覆蓋船體，防止高溫入侵艙內(nèi)B.使用在一定條件下能與大氣層中的氧氣發(fā)生劇烈燃 燒的表面覆蓋材料C.使用在一定條件下能熔化或氣化的表面覆蓋材料回歸教材人教版必修一 P79(北京海淀)氮化硅陶瓷是一種新型陶瓷材料，能承受高溫，可用于制造業(yè)、航天工業(yè)等領(lǐng)域。它可用石英與焦炭在高溫的氮?dú)饬髦蟹磻?yīng)制得

3、， SiO2+ C+ N2 Si3N4+ CO (1)配平上述化學(xué)反應(yīng)方程式。(2)氮化硅陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度高，具有耐高溫、耐腐蝕的優(yōu)良性能。以下關(guān)于其用途說法不正確的是 ( )A可用于火箭發(fā)動機(jī)的尾管及燃燒室等B可用來制造神舟飛船船體表面的耐高溫材料C在電子工業(yè)上制成耐高溫的電的良導(dǎo)體 3 6 2 6 C高溫（2019寧夏27）氮化硅（Si3N4）是一種新型陶瓷材料，它可由石英與焦炭在高溫的氮?dú)饬髦?，通過以下反應(yīng)制得： SiO2 (s) C(s) N2(g) Si3N4(s) CO(g) （2）該反應(yīng)的氧化劑是 ，還原產(chǎn)物是 ； （3）已知上述反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度，其平衡常數(shù) ；（填“增大”

4、、“減小”或“不變”） （4）若使壓強(qiáng)增大，則上述平衡向 移動； （5）若已知CO生成速率為v(CO)18mol/(Lmin)， 則N2消耗速率為v(N2)= mol/(Lmin)。高溫直通高考3 6 2 6N2Si3N4減小逆向6二、航天能源供應(yīng)問題火箭如何飛上天？回歸教材人教版 必修一 P92燃料：偏二甲肼 C2H8N2(H +1價，N -3價）氧化劑：N2O4C2H8N2 +2N2O4=2CO2（g）+3N2（g）+4H2O（g） 完全燃燒生成無污染的氣體點(diǎn)燃知識鏈接火箭的燃料神舟十號飛船由長征二號F火箭運(yùn)載，關(guān)于火箭的推進(jìn)劑，下列說法不正確的是（ ）A.煤油是從石油中提取而來的B.采用

5、液氫液氧作為火箭的燃料，符合綠色化學(xué)的思想C.火箭常用偏二甲肼、四氧化二氮作燃料，其燃燒過程對環(huán)境完全無污染D.偏二甲肼、四氧化二氮有毒，因此開發(fā)“綠色化”，效率更高的燃料尤為重要C火箭尾部常有大量紅棕色氣體NO2(2019山東卷29)偏二甲肼與N2O4是常用的火箭推進(jìn)劑，二者發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：(CH3)2NNH2 (l)+2N2O4（l）=2CO2（g）+3N2（g）+4H2O（g） （I）（1）反應(yīng)（I）中氧化劑是 。（2）火箭殘骸中常現(xiàn)紅棕色氣體，原因為： N2O4(g) 2NO2(g) （II） 當(dāng)溫度升高時，氣體顏色變深，則反應(yīng)（II）為 _(填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。 直通高考N

6、2O4吸熱（2019海南卷13）氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中都有廣泛應(yīng)用，回答下列問題： (3)肼N2H4 可作為火箭發(fā)動機(jī)的燃料，與氧化劑N2O4反應(yīng)生成N2和水蒸氣。已知：N2(g)+2O2(g)= N2O4 (1) H1= -195kJmol-1 N2H4(1) + O2(g)= N2(g) + 2H2O(g) H2= -534.2kJmol-1 寫出肼和N2O4 反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 ；(4)肼一空氣燃料電池是一種堿性電池，寫出該電池放 電時負(fù)極的反應(yīng)式 ；直通高考2N2H4（l）+N2O4 (l)=3N2(g)+4H2O(g) H1= -873.4kJmol-1N2H4

7、 - 4e- +4OH-=N2+4H2O 神舟十號在太空中共運(yùn)行15天，期間要完成與天宮一號的對接，并進(jìn)行太空授課，該過程中其工作所需的電能由何而來呢？太陽能電池翼硅宇宙飛船飛行時，在光照區(qū)用太陽能電池發(fā)電、供電，那在陰影區(qū)如何解決電能供應(yīng)問題呢？（2019江蘇卷11改編）下圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。下列說法不正確的是（ ） 直通高考A.白天太陽能電池輸出的電能可供工作馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)B.夜間通過裝置Y將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，繼續(xù)支持工作馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)C.裝置Y中負(fù)極參加反應(yīng)的物質(zhì) 是O2D.太陽能電池輸出的電能還能通過裝置X電解水生成氫氣和氧氣C（2019安徽卷10）熱激活電池可用作火箭的工作電源

8、。其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為：PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有關(guān)說法正確的是（ ）A正極反應(yīng)式：Ca+2Cl- - 2e- = CaCl2B放電過程中，Li+向負(fù)極移動C常溫時，在正負(fù)極間接上電流表，指針不偏轉(zhuǎn)D每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成20.7gPb （已知：Pb的相對原子質(zhì)量為207） 直通高考C 在宇宙飛船中非常有必要設(shè)計一種氣體循環(huán)系統(tǒng)，既能為宇航員提供O2又能吸收宇航員排出的廢氣CO2。 三、航天生存環(huán)境問題Na2O2請寫出宇宙飛船中再生氧氣的相關(guān)方程式。2Na2O2+2CO2

9、=2Na2CO3+O22Na2O2+2H2O=4NaOH+O2航天器材料 航天環(huán)境 電能供應(yīng) 火箭燃料氧化還原反應(yīng)化學(xué)平衡熱化學(xué)方程式過氧化鈉供氧劑海水提鎂氮化硅陶瓷氧化還原化學(xué)平衡太陽能電池化學(xué)電源（燃料電池）總結(jié)提升1 9 8課后活動查閱神舟十號的相關(guān)內(nèi)容，找出其中與化學(xué)知識有關(guān)的內(nèi)容，形成一個小報告。敬請大家批評指正！航天飛機(jī)一般都用高性能合金材料制造機(jī)身，關(guān)于合金下列敘述正確的是 （）A.合金的硬度一般比其各成分金屬的硬度高B. 合金的熔點(diǎn)一般比其各成分金屬的熔點(diǎn)低C. 合金的物理性質(zhì)一般與其各成分金屬的物理性質(zhì)不同D.合金的化學(xué)性質(zhì)一般與其各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)不同 (2019重慶卷1

10、2)肼(H2NNH2)是一種高能燃料，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如題所示，已知斷裂1mol化學(xué)鍵所需的能量（kJ）：NN為942、O=O為500、N-N為154，則斷裂1molN-H鍵所需的能量（KJ）是（ ） A.194 B.391 C.516 D.658直通高考火箭可用肼（N2H4）作燃料，試解答下列問題（1）肼作火箭的推進(jìn)劑，用NO2作氧化劑，兩者反應(yīng)成氮?dú)夂退玁O2噴出時有部分來不及反應(yīng)而被噴出，所以我們常看到火箭尾部有一片桔紅色的煙霧。已知：N 2(g)2O2(g)2NO2（g）；H+67.7kJ/molN2H4(g)O2 (g) N2(g)2H2O(g) ； H 534kJ/mol

11、據(jù)此寫出N2H4和NO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：（2）已知：N2H4 (g)2 F2(g) N2 (g) 4HF(g) ； H 1118kJ/mol 有人認(rèn)為可用F2代替NO2作氧化劑，你認(rèn)為好嗎？長期使用F2 、 NO2等氧化劑有什么問題？從長遠(yuǎn)來看航天燃料可選用何種燃料？何種氧化劑？總結(jié)提升海水（Mg2+）Mg(OH)2沉淀MgCl2溶液MgCl26H2O無水MgCl2Mg貝殼（CaCO3）石灰乳Ca(OH)2蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶HCl氣流中加熱蒸干電解熔融(北京海淀)氮化硅陶瓷是一種新型陶瓷材料，能承受高溫，可用于制造業(yè)、航天工業(yè)等領(lǐng)域。由石英合成氮化硅粉末的路線圖如下所示。 (1)石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放，以NaOH為例，用化學(xué)反應(yīng)方程式表示其原因：_ (2)試寫出制取粗硅的化學(xué)方程式_ (3)SiCl4在潮濕空氣中劇烈水解，產(chǎn)生白霧，軍事工業(yè)中用于制造煙霧劑。SiCl4水解的化學(xué)反應(yīng)方程式為_。 (2019江蘇卷19)高氯酸銨（NH4ClO4）是復(fù)合火箭推進(jìn)劑的重要成分，實驗室可通過下列反應(yīng)制取 NaClO4(aq)+NHCl(aq) NH4ClO