跨学科实践活动-调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用

化学科目：化学版本：广东专版中考解读教学课件中考解读·解读中考ZHONGKAOJIEDUJIEDUZHONGKAO第一部分基础训练第一部分主题五主题五化学与社会·跨学科实践跨学科实践活动——调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用【活动目标】了解新型材料和新型能源在我国航天科技领域中的应用，加深对物质的性质与应用、能量的转化和转移等的认识。形成创新意识，进一步树立民族自豪感。【活动设计与实施】任务一

了解我国宇航产品的基本情况1.

查阅资料，了解到我国航天事业的发展历史如下：任务二了解宇航产品的材料选择2.

了解运载火箭、载人飞船等的主体结构、外部涂层、功能部件所使用的材料。宇航产品主体结构外部涂层功能部件运载火箭铝合金、碳纤维复合材料长寿命低比值无机热控涂层为箱体内部增压的高压气瓶多用钛合金或高强度钢制作载人飞船大多是铝合金、镁合金和钛合金低吸收、低发射型热控涂层(神舟飞船返回舱表层的材料主要由玻璃纤维和树脂构成，涂有烧蚀防热涂层)载人舱的头部经受的热流高，须采用烧蚀材料(1)“天问一号”探测器的结构材料大多采用铝合金和镁合金，但高强度的零部件采用钛合金，主要利用钛合金

强度大

的物理性质。(2)火箭整流罩一般为“蚌壳式”结构，整流罩用到了铝合金、不锈钢、玻璃钢等材料，其中属于复合材料的是

玻璃钢

。在不影响功能的前提下，火箭部件最大化地用铝合金代替玻璃钢，减轻了自身重量，由此可知，铝合金具有的物理性质是

密度小、硬度

。强度大

玻璃钢

密度小、硬度大任务三

了解宇航产品的能源选择3.

了解并分析火箭的推进剂，说明不同推进剂的特点。推进剂特点液体推进剂偏二甲肼－四氧化二氮可在室温下储存，但燃烧效率较低煤油－液氧煤油价格较低，可节约成本；煤油与液氧都无毒，燃烧也只生成水和二氧化碳，不产生污染。液氢－液氧燃烧效率高，但液氢和液氧的沸点都很低，保存需要超低温。甲烷－液氧无毒环保、高可靠、高性能、低成本、易操作、可重复使用，代表了航天主动力技术的发展方向。推进剂特点固体推进剂聚氯乙烯－硝酸铵高温强度差、固化温度高固体推进剂可以在室温下储存，且发动机不需要其他复杂的部件，但固体推进剂的燃烧不易控制。聚丁二烯－硝酸铵－铝粉、镁粉能量高、低温性能好叠氮－硝酸铵－铝粉、镁粉能量高、低特征信号(1)偏二甲肼和四氧化二氮反应的化学方程式为：C2H8N2＋2N2O4

2CO2↑＋3X↑＋4H2O↑，则X的化学式为

N2。(2)航天煤油可由优质石油分离而来，这是利用石油中各成分的

沸不同进行分离。(3)氢气液化成液氢，分子间的间隔

减小

；用液氢和液氧作推进剂，加入液氢和液氧的质量比为

1∶8

(填最简整数比)时，可使二者恰好完全反应。(4)甲烷完全燃烧的化学方程式为

CH4＋2O2

CO2＋2H2O

。N2

沸点减小

1∶8

CH4＋2O2

CO2＋2H2O

4.

航天器在开展工作时所使用的能源。人造卫星宇宙飞船空间探测器空间站太阳能、蓄电池、燃料燃烧太阳能、核能、燃料电池、蓄电池太阳能、核能、蓄电池太阳能、核能、蓄电池卫星在日照区时，太阳能电池除给设备供电外，多余的电能可向蓄电池组充电，该过程中能量转化为太阳能

电能