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与神舟十三号有关的试题一．选择题1. 2021年10月16日，神舟十三号载人飞船成功发射升空。其燃料发生化学反应的微观示意图如图所示，下列说法正确的是（　　）A．化学反应前后原子的数目发生改变 B．参加反应的甲、丁分子个数比为1：1C．乙中两种元素的质量比为1：2 D．反应生成的丙和丁的质量比为7：62．2021年9月17日，神舟十三号历时三个月返回地球。下列过程涉及化学变化的是（　　）A．舱外航天服移动 B．电解水制氧气C．机械臂组合和测试 D．抬升舱外摄像机3．火箭发射时，其燃料发生化学反应的微观示意图如图。下列说法正确的是（　　）A．反应前后各元素的化合价均不变 B．反应生成的丙和丁的质量比为7：6C．反应前后原子的数目发生改变 D．参加反应的甲、乙分子个数比为1：14．中国神舟十三号载人飞船的发射成功，实现了我国挺进太空的宏伟目标，神舟十三号航天员的呼吸环境必须注意调节（　　）A．O2和H2O的含量 B．O2和N2的含量C．O2和H2的含量 D．O2和CO2的含量5．神舟十三号飞船上使用的国产CPU芯片是由高纯度单晶硅为原料生产的，结合“如图”，下列说法正确的是（　　）A．硅元素属于金属元素 B．硅原子核内有14个质子C．硅原子核外有4个电子 D．硅的相对原子质量为28.09g6．“天和”核心舱标志着中国人进入了自己的空间站。下列不属于化学研究范畴的是（　　）A．研制运载火箭所需要的燃料 B．飞船上氧气的的制造C．确定飞船的运行轨道 D．研究运载火箭外层的耐高温涂料7．2021年10月16日，神舟十三号载人飞船搭载长征2F运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功。神舟十三号的三名航天员协同配合，圆满完成中国空间站的出舱活动。下列过程主要发生化学变化的是（　　）A．点火发射 B．太阳帆板展开C．与天和核心舱对接 D．出舱活动8．有关神舟十三号的下列操作属于化学变化的是（　　）A．火箭转运 B．总装调试 C．燃料注入 D．点火发射9．神舟十三号载人飞船以液氢做为燃料，这是因为（　　）A．氢气难溶于水 B．氢气无色无味C．氢气燃烧时放热多 D．氢气是密度最小的气体10．2021年10月16日神舟十三号载人飞船发射成功，在经历三个月后飞船返回地球，三名航天员凯旋而归。下列过程涉及化学变化的是（　　）A．运载火箭发射 B．舱外航天服转移C．在轨实验设备组装 D．机械臂功能测试11．2022年4月16日，3名航天员在中国人自己的空间站“天和”核心舱完满完成各项任务返回地球。下列不属于化学研究范畴的是（　　）A．研制运载火箭所需要的燃料 B．飞船芯片的制造C．确定飞船的运行轨道 D．研制运载火箭外层的耐高温涂料12．2021年10月16日，神舟十三号载人飞船顺利升空并与天和核心舱成功对接。火箭中的助推剂偏二甲肼（C2H8N2）与氧化剂四氧化二氮（N2O4）反应的化学方程式为：C2H8N2+2N2O4═3N2+2X+4H2O（条件省略），则X的化学式为（　　）A．CO B．CO2 C．CH2O D．CH413．神舟十三号载人飞船成功发射又一次振奋了国人的心。在航天飞船中常用铝粉与高氯酸铵（NH4ClO4）的混合物为固体燃料。发射时，点燃的铝粉产生大量的热引发高氯酸铵发生下列反应：2NH4ClO4= (高温)N2↑+Cl2↑+2O2↑+4X。有关该反应的说法正确的是（　　）A．X的化学式为H2 B．该反应属于分解反应，反应前后元素种类没有发生变化C．高氯酸铵由NH4+、Cl﹣、O2﹣构成 D．反应前后物质状态及所有元素的化合价都发生了变化14．空间站改变运行路线时需要喷火消耗燃料，使用的一般是肼（N2H4）燃料．肼是一种无色油状液体，有刺激性气味，有吸湿性．点燃时，迅速而完全燃烧，生成N2和H2O，并放出大量的热．下列有关N2H4的说法不正确的是（　　）A．应密封保存 B．完全燃烧的反应属于置换反应C．肼中氮元素的质量分数为85% D．其中氮元素与氢元素的质量比为7：115．2021年10月16日，长征二号F运载火箭搭载神舟十三号载人飞船发射取得圆满成功。运载火箭在工作中发生的反应为C2H8N2+2X＝ (点燃)3N2+4H2O+2CO2，则X的化学式是（　　）A．NO2 B．N2O3 C．N2O4 D．N2O516．神舟十三号出征！巾帼不让须眉，王亚平将成中国首位出舱女航天员。飞船技术的进步与铝合金的进步和生产直接相关。下列有关铝的信息表述不正确的是（　　）A．能与盐酸反应 B．属于金属材料C．铝的密度比较小，大量使用可以减小飞船质量 D．铝的相对原子质量为27g17．2021年10月16日神舟十三号载人飞船发射成功，开始中国迄今为止时间最长的载人飞行。太空舱里常用NiFe2O4作催化剂将航天员呼出的CO2转化为O2。已知NiFe2O4中Fe为+3价，则Ni的化合价为（　　）A．+1 B．+2 C．+3 D．+418．2021年11月8日，神舟十三号航天员乘组圆满完成首次出舱活动全部既定任务。我国空间站核心舱的制作材料使用了钛及其合金。钛元素在元素周期表中的相关信息及其原子结构示意图如图所示。下列说法正确的是（　　）A．n＝8 B．钛的相对原子质量为47.87gC．钛的原子序数为22 D．钛原子在化学反应中容易得到2个电子形成阴离子19．我国航天事业的快速发展，离不开金属材料的强力支撑。特别是高性能金属材料，包括铝合金、钛合金、镁合金等，合金中铝、镁、钛三种金属的存在形式为（　　）A．单质 B．化合物 C．氧化物 D．纯净物二．填空题20．请用化学知识解释：2021年10月16日，神舟十三号载人飞船成功发射升空。其中一种火箭推进剂在火箭发射过程中，发生的微观示意图如图。写出此反应的化学方程式；参加反应的甲和乙的分子个数比为 　 　，反应后生成的丙与丁的质量比为 　 　。21．载人飞船所用固体燃料是铝粉和高氯酸铵的混合物．发射时，点燃铝粉产生大量的热引发高氯酸铵发生如下反应：2NH4ClO4= (高温)N2↑+2O2↑+Cl2↑+4X↑。①X的化学式为 　 　。②铝粉在氧气中燃烧的化学方程式为 　 　。22．2021年4月29日，搭载着中国空间站“天和号”核心舱的长征五号B遥二运载火箭，在我国海南文昌航天发射场点火升空，并稳稳入轨。紧接着，将用长征七号遥三、长征二号F遥12运载火箭发射“天舟”货运飞船和“神舟十三号”载人飞船，航天员会进入空间站执行建造和科研任务。（1）长征五号B遥二运载火箭中含有液氢的燃烧剂箱和液氧的氧化剂箱。氢气是公认最清洁燃料，理由是 　 　，氢氧发动机具有二次启动能力，液氧与液氢反应的化学方程式为 　 　。（2）长征五号的遥测系统能够实现远距离测量，硅材料在其中扮演着重要的角色。工业生产中制备高纯硅的反应微观示意图如图：图中反应的化学方程式为 　 　，其基本反应类型是 　 　。（3）长征二号F遥12运载火箭助推器以偏二甲肼（C2H8N2）和氧化剂四氧化二氮为燃料。四氧化二氮中氮元素的化合价为 　 　，偏二甲肼中氮元素的质量分数为 　 　（保留一位小数）。23．“神舟”“嫦娥”系列飞船，圆了中华民族的千年飞天梦。请从科学的视角对我国宇宙飞船的相关信息进行思考，并回答下列问题：人类探索太空的其中一个目的是开发新的核聚变能源，已知某种核原料的原子核含有1个质子和2个中子，则 　 　（填字母）。A.该原子是一种氢原子 B.该元素是金属元素C.该原子核外有3个电子 D.该原子核带3个单位的正电荷该核原料的相对原子质量为 　　；若该原子形成的离子带一个单位的正电荷，请写出其离子符号：　　。24．新中国壮丽七十年，我国在航天航空事业方面取得了巨大成就。（1）“神舟”五号载人飞船上的特制点心可为宇航员提供均衡营养，点心中最主要的供能物质是 　 　。（填序号）A.蛋白质 B.糖类 C.维生素 D.无机盐（2）“嫦娥四号”的着陆器、测月雷达等部件上广泛应用了镁合金锻件，镁合金的硬度比镁 　 　（填“大”或“小”）。（3）“神舟”七号火箭使用偏二甲肼[(CH3)2NNH2]作燃料，它燃烧时发生的化学反应为：(CH3)2NNH2+2N2O4＝ (点燃)2CO2↑+4H2O+3X，反应中X的化学式为 　 　。（4）大推力长征五号火箭﹣﹣“胖五”的芯级使用液态氢/氧燃料发动机，该发动机工作时发生反应的化学方程式为 　 　。25．2021年12月9日，“天宫课堂”开讲，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行了太空授课。（1）王亚平说“水是生命之源，人类的生活离不开水”。请写出水在中国空间站的一个用途 　 　。“空间站里的每一滴水都会物尽其用”，写出一条在生活中让水物尽其用的做法 　 　。（2）随着科学技术的进步，空间站实现了水的再生。请写出一个有水生成的化学方程式 　 　。（3）王亚平将蓝色颜料注入水球之中，整个水球变成了蓝色，将泡腾片放在水球中，产生很多小气泡，并闻到阵阵香气。“闻到香气”说明分子具有的性质是 　 　。如果将实验后水球中的水重新净化后饮用，需要经过 　 　、　 　两个净水过程。26．2021年10月16日，我国“长征二号F遥十三运载火箭”带着神舟十三号载人航天飞船成功发射，又一次将我们的航天员送入了天空。飞船使用的记忆合金、SiC颗粒增强铝基复合材料、超高强度钢等材料引起了全世界的关注。（1）硬度非常大的SiC，其结构类似金刚石，则构成SiC的基本粒子为 　 　（填序号）。A.分子 B.原子 C.离子（2）铝抗腐蚀性好是因为表面能形成一层致密的氧化膜，请用化学方程式解释该原理 　 　。（3）飞船的天线是用钛镍形状记忆合金制造的。工业生产金属钛的其中一个化学反应是：TiF4+2H2SO4═4HF+2X+TiO2，X的化学式为 　 　。（4）如果要比较超高强度钢材料中锰（Mn）和铁的金属活动顺序，以下方法不能达到目的的是 　 　（填序号）。A.查阅初中化学课本上的金属活动性顺序表 B.利用金属锰和FeSO4溶液进行实验C.利用金属铁和MnSO4溶液进行实验 D.利用锰、铁与稀硫酸进行实验27．2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射，神舟十三号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空。火箭的燃料是液氢。（1）请写出液氢燃烧的化学方程式 　 　。（2）为了防止氢气燃烧时发生爆炸，在点燃之前应该 　 　。28．搭乘神舟十三号载人飞船的三名航天员要在中国空间站驻留半年，为防止食物长期存放导致腐败，食品均需低温保存，这种保存方法所依据的原理是 　 　；一些食品为真空包装，这种方法所依据的原理是 　 　。29．2021年10月16日0时23分，神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，发射取得圆满成功。再次创造了我国航天史的辉煌。其中航天飞行器座舱的空气更新过程如图所示，请分析回答：（1）在如图空气更新的过程中，C、H、O三种元素中的 　 　元素没有参与循环利用。（2）装置（Ⅱ）中的CO2和H2在催化剂条件下发生了反应，其反应的化学方程式为 　 　，装置（Ⅲ）中发生反应的基本类型 　 　反应。（3）从装置（Ⅰ）、（Ⅱ）、（Ⅲ）中可知道O2来自 　 　和 　 　（填化学式）两种物质。30．运载火箭由三级火箭组成。一级和二级火箭的推进剂为偏二甲肼（C2H8N2）（燃料）和四氧化二氮（N2O4）（助燃剂），在点火后，反应生成水、氮气和二氧化碳；在反应的过程中四氧化二氮不稳定，易分解生成NO2，所以火箭点火后往往看到大量棕色烟雾。三级火箭的推进剂为液氢和液氧。（1）写出一、二级火箭推进剂反应的化学方程式：　 　。（2）从绿色化学的要求来看，偏二甲肼和液氢相比，　 　更环保。（3）现取3.0g偏二甲肼在O2中充分燃烧，生成了4.4 gCO2、3.6 H2O和1.4g N2三种物质。由此可知，参加反应的O2的质量为 　 　，偏二甲肼中碳元素的质量分数为 　 　。31．2021年10月16日，搭载“神舟十三号”载人飞船的“长征二号”F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射成功。常用的固体火箭推进剂为高氯酸钾和铝。如图是铝元素和氯元素的粒子结构示意图和在元素周期中的信息。（1）铝原子的相对原子质量是 　 　。（2）图2所示粒子结构示意图表示的是 　 　（写出微粒符号）。（3）图1所示元素和图2所示元素结合成的化合物的化学式为 　 　。32．2021年10月16日，长征二号火箭在酒泉发射中心点火起飞，托举载有翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员的神舟十三号载人飞船进入太空。发射取得圆满成功，我们的征途是星辰大海！（1）长征七号火箭使用液氢、液氧作为燃料推进剂，其反应的化学方程式为：　 　；（2）长征二号火箭使用的液体推进剂：偏二甲肼（C2H8N2）和四氧化二氮（N2O4）；其反应后的生成物为二氧化碳、水和一种常见单质，请写出其反应的化学方程式 　 　。33．“神舟十三”载人飞船返回舱于2022年4月16日成功着陆，宇航员在着陆后需要补充营养。葡萄糖是人体所需的一种重要营养物质，请解释葡萄糖的化学式C6H12O6中“12”的含义 　 　。同时“神舟飞船”上应用了大量钛合金材料，其中金属钛（Ti）主要由钛铁矿（FeTiO3）来制备，其中Fe为+2价，计算FeTiO3中Ti的化合价为 　 　。34．材料有着广泛的应用，根据下列信息回答问题。应用 水陆两栖飞机 “神舟”宇航员航天服 新型水处理剂用到的材料 钛合金 高强度涤纶 纳米铁粉（1）上述材料中属于有机合成材料的是　 　。（2）“AG600”发动机短舱中使用的钛合金属于　 　（填“金属”或“非金属”）材料，合金与其组成金属相比具有的优点有　 　（填字母序号）。A．硬度大　 B．耐腐蚀 　C．熔点高（3）纳米铁粉还能除去废水中的重金属离子（如铜离子），写出铁粉与含硫酸铜的废水反应的化学方程式　 　。35．阅读材料，回答下列问题。【材料】厉害了，我的国！中国智慧”、“中国制造”誉满全球。神舟十三号飞船将3名航天员送入太空，下个目标是在2024年将航天员送到月球。（1）火箭各个部位所用材料是不同的：①石墨弹头②高强度铝合金弹体③钢铸件发动机，这些部件中使用了金属材料的是　 　（填序号）。（2）为了保持太空舱空气新鲜，航天员产生的二氧化碳被一种叫“分子筛”的设备分离出来，“分子筛”起到的作用类似于实验室中的　 　操作。（3）长征二F型火箭使用的是偏二甲肼（C2H8N2）和四氧化二氮（N2O4）作推进剂，则偏二甲肼中碳、氢、氮元素的质量比为　 　。三．简答题36．2021年的4月17日和10月16日，我国的“神舟十三号”和“神舟十三号”载人飞船先后入轨对接，将聂海胜、翟志刚等六名宇航员送入中国空间站。（1）空间站内的空气要与地球上的空气组成基本一致，其中供给呼吸用的氧气主要来自电解水，反应的化学方程式是 　 　。（2）备用O2由分解高氯酸锂（LiClO4）获得，同时还生成氯化锂（LiCl）和氧气，该反应前后，氧元素的化合价变化情况为：　 　。（3）过滤器中的活性炭可除去有气味的物质，利用了活性炭的 　 性。（4）呼出的二氧化碳用固体氢氧化锂（LiOH）吸收，生成碳酸锂（Li2CO3）和水。Li2CO3的相对分子质量为74，则Li的相对原子质量为 　 　。写出该反应的化学方程式 　 　。37．2021年4月16日，神舟十三号载人飞船成功返回地面，圆满完成任务。氧气和水是保障航天员生命的重要物质。如图为核心舱环控生保系统工作原理示意图，分析过程，回答下列问题。（1）“蒸发水汽”时，从微观角度分析，液态水与气态水的区别是 　 　。（2）“蒸馏”是利用了混合物中各组分的沸点不同将物质分离，“沸点”属于物质的 　 　（填“物理”或“化学”）性质。（3）通过环控生保系统得到的饮用水为软水。取少量该饮用水于烧杯中向其中加入肥皂水，搅拌，观察到的现象是 　 　。适量的银离子可对饮用水起到杀菌作用，银离子的符号是 　 　。（4）“氧再生组件”的主要反应为电解水，其化学方程式为 　，反应的基本反应类型属于 　 　。（5）“二氧化碳去除系统”将电解水产生的氢气与人呼出的二氧化碳经过化学反应生成水和一种燃料，该技术的优点在于 　 　。38．2021年4月29日长征五号运载火箭搭载中国空间站“天和核心舱”发射升空；10月16日神舟十三号载人飞船成功对接天和核心舱，3名航天员将在中国空间站生活和开展实验30天。（1）“长征5号”的箭芯采用液氢、液氧作推进剂，助推器用液氧、煤油作推进剂。①箭芯采用液氢作燃料是为了能将沉重的空间站各舱段送上太空，这说明氢气的热值（单位质量产生的热量） 　 　。另外，氢气作燃料还具有 　 　的优点。②航天煤油可由优质石油分馏而来，这是利用石油中各成分的 　 　不同进行分离。③我国适合炼制航天煤油的石油非常少。目前已经实现通过煤的液化制取优质航天煤油。煤液化制煤油发生的是 　 　（填“物理”或“化学”）变化。④十二烷（C12H26）是航空煤油中成分之一。十二烷燃烧后生成水和二氧化碳，写出该化学反应方程式 　 　。（2）如图是某空间站能量转化系统局部示意图其中燃料电池系统中有催化剂，氢气与氧气直接化合释放出电能。①燃料电池系统实现由 　 　能到电能的转化。②这套能量转化系统中可以循环使用的是 　 　，最终的能量来自于 　 　。（3）空间站可使用过氧化钠（Na2O2）作为氧气再生剂，在常温下，过氧化钠与航天员呼出的CO2反应生成碳酸钠和氧气，化学方程式为 　 　。若在一定时间内航天员所排出CO2的质量为110g，完全吸收这些排出物，同时产生通常状况下氧气的体积为 　 　升（通常状况下的氧气密度约为1.4g/L，计算结果精确到0.1）。39．2021年10月16日，神舟十三号载人飞船成功发射，将3位宇航员送入中国天宫空间站。（1）燃料舱内使用的燃料有偏二甲肼（C2H8N2）、液氢等，助燃剂为四氧化二氮（N2O4）、液氧等。①发射时C2H8N2与N2O4剧烈反应，生成二氧化碳、水和一种常见的气体单质 　 　。②用液氢、液氧作推进剂时，为使两者恰好完全反应，则加注液氢、液氧的质量比为 　 　（最简整数比）。（2）核心舱内配置了再生式生命保障系统，包括氧气制备、二氧化碳去除等子系统。①空间站中的氧气主要来自于电解水，在直流电源的 　 　（选填“正极”或“负极”）上产生氧气。②宇航员呼出的二氧化碳用含氢氧化锂（LiOH）的过滤网吸收，生成碳酸锂（Li2CO3）和水，反应的化学方程式为 　 　。（3）飞船舱段建造使用铝合金、钛合金代替常规材料。①铝在空气中具有很好的抗腐蚀性能，原因是 　 　。②常温下钛与稀硫酸不发生化学反应，则金属钛比金属铁的金属活动性 　 　（选填“弱”或“强”）。40．“嫦娥五号”月球采样返回，“天问一号”成功抵达火星，“神舟十三号”成功发射标志着我国航天事业取得突破性进展。（1）月壤含大量的SO2以及可作为核聚变燃料的氦﹣3等物质。①SiO2中，硅元素的化合价为 　 　。②如图为氦在元素周期表中的部分信息。氦﹣3原子的质子数与中子数之和为3，则其中子数为 　 　、核外电子数为 　 　。氦﹣3原子和氦﹣4原子属于同一种元素，理由是 　 　。（2）火星低层大气的主要成分如下表。气体成分 CO2 N2 Ar O2 其他体积分数% 95.32 2.7 1.6 0.13 0.25①相同条件下，火星大气密度 　 　（填“＞”、“＝”或“＜”）空气密度。②为鉴别一瓶模拟“火星低层大气”组成的气体和一瓶空气，可用 　 　来检验。③若为满足人类未来在火星上生活，下列研究设想合理的是 　（填序号）。a.将火星上的N2与O2反应生成水 b.寻找水的存在和开发水循环技术（3）长期驻留空间实验室会对航天员身体造成影响，航天饮食中必须含有足够的钙、铁等元素。缺钙会导致 　 　（填“贫血症”或“骨骼疏松”），铁元素属于人体必须的 　 　（填“常量元素”或“微量元素”）。宇航服中的废气处理系统保障着航天员的生命，让呼吸产生的废气进入装有活性炭的装置，这是利用了活性炭的 　 　性。41．我国航空航天事业取得令人瞩目的成就，阅读以下相关主题科普材料，回答问题。材料一：神舟十三号载3名宇航员在太空执行任务，时长180天，空间站中常用水气整合系统实现CO2的清除和O2的再生（简易流程如图），科学家通过缜密计算，为了提供3名宇航员在太空生活所需的O2，至少需从地球带486kg的水进行电解。材料二：我国探月工程实现“六战六捷”。未来还将探索在月球建设基地的可能，其中一个前提就是在月球上大规模制造O2，在月球上可以电解熔融月壤（含SiO2、FeO、CaO、Al2O3等）制造氧气。（1）分析材料一流程可知，可循环利用的化合物有 　 　（填物质的化学式），航天员呼吸属于缓慢 　 　过程，并 　 　热量。（2）请计算电解486kg水能产生氧气的质量 　 　（填写具体计算过程）。（3）月壤成分CaO中含氧的质量分数为 　 　%（结果保留小数点后一位）。理论上，电解等质量的下列氧化物，产生氧气最多的是 　 　。A.SiO2 B.FeO C.CaO42．阅读下列科普短文，并按要求回答问题。2021年10月16日，神舟十三号载人飞船将3名中国航天员送入空间站天和核心舱。飞行乘组将在轨驻留长达6个月时间，这也是我国迄今为止时间最长的一次载人飞行。为了保障航天员的生命健康，科学家们精心研制出最新的环境控制和生命保障系统。从载人航天的发展历史来看，空间站环境控制和生命保障系统一般可划分为以下四种类型：（1）开式系统：航天员的代谢产物不作回收再生，而是抛出舱外或封闭起来带回地面，消耗性物质通过天地往返运输系统的周期性输送和补给来保障。如：早期的美国的载人飞船和航天飞机采用液态超临界压力储存主氧和高压气态储存辅助氧供航天员呼吸，航天员呼出的二氧化碳由消耗性氢氧化锂（LiOH）吸收；前苏联的载人航天器上则采用超氧化物吸收二氧化碳并同时放出氧气，使用氢氧化锂来调整吸收二氧化碳和产生氧气的比例关系。（2）改进型开式系统：在开式系统的基础上加以改进，让二氧化碳的净化系统采用再生方案。如：用分子筛或固态胺代替消耗性氢氧化锂，降低物质补给量，减轻发射重量。不过水、氧气和食物等物质还不能再生，需要天地往返运输系统给以保障。（3）半闭式系统：在改进型开式系统的基础上进一步加以改进，使水和氧形成闭合回路，使系统无需补给这些消耗性物质，仅供应含水食物和补给舱体泄漏损失所消耗的气体。（4）闭式系统：在空间站内部氧、水和碳形成全闭环回路，生物和非生物系统在内部边界上进行物质和能量的交换，形成闭式生态系统。生态系统闭合的三个过程是：首先植物接受太阳辐照能把二氧化碳和其它营养成分合成复杂的有机物，其次植物以食物的形式供乘员食用，最后以人的氧化废物作为无机营养供给植物而形成闭环。闭式系统在空间站发射后就不再需要地面保障系统的支持，消耗性物质均能完全再生。（1）早期空间站内二氧化碳可以由氢氧化锂（LiOH）吸收，其反应原理类似于实验室检验二氧化碳，写出该反应的化学方程式 　 　，若用超氧化钾（KO2）吸收CO2，可以生成碳酸钾和氧气，写出该反应的化学方程式 　 　。（2）上述四种系统方案均有优缺点，如表是以1人30天任务为基础进行质量、功耗等方面的分析计算得出的结果。环控生保系统四种方案的质量、性能比较序号 系统类型 系统初始质量（公斤） 单位物质的消耗量（公斤/天） 系统功耗（千瓦） 系统燃负荷量（瓦） 电源系统等效质量（公斤）1 开式系统 58 8.8 15 150 32 改进式开式系统 153 2.0 120 265 243 半闭式系统 329 1.7 555 575 1114 闭式系统 378 1.35 525 550 105从表中可见，下列说法正确的是 　 　。A.开式系统和改进型开式系统初始质量和功耗较小，消耗性物质量大，适合于短期载人航天B.半闭式系统实现氧和水的闭合，消耗性物质的携带量减少，适合于中期载人航天C.闭式系统实现氧、水和食物的全闭环，几乎不需要后勤补给，适合于长期载人航天D.环境控制和生命保障系统的选择，应根据空间站的规模、乘员人数、空间站工作寿命及天地往返系统的补给周期来决定其最终的方案。（3）我国目前采用的是半闭式系统。系统的主要构成如图：①二氧化碳收集系统：二氧化碳的吸附剂有分子筛和固态胺两种。分子筛表面布满孔穴，结构类似于 　 　，对物质的吸附属于物理吸附。在吸收塔中原料气中的二氧化碳被脱除，在再生塔中释放出二氧化碳，加压和低温利于二氧化碳 　 　（填“吸收”或“再生”）。②萨巴蒂尔反应系统：系统的核心部件是萨巴蒂尔反应器。气体在在萨巴蒂尔反应器内在570～580K的温度下，在钌催化剂的作用下反应，生成水和甲烷（CH4），水被送往饮用水系统供航天员饮用，甲烷被排放到舱外或供给轨道维持系统或姿态控制系统作为推进剂。试写出萨巴蒂尔反应器中发生反应的化学方程式 　 　；甲烷作为推进剂，就是和氧气发生燃烧，产物类似于石蜡的完全燃烧。试写出甲烷完全燃烧的化学方程式 　 　。③水电解系统：系统的主要部件是电解槽。系统将从尿处理系统输送来的水进行电解产生氧气，供航天员呼吸。写出电解水的化学方程式 　 　。④水净化系统：在沉降过程中，可用明矾作混凝剂，其化学式为KAl3(SO4)n(OH)6、n的值为 　 　。⑤冷凝水收集系统和尿处理系统：将空气中的水蒸气以及尿液进行多次水气分离后，进入水收集箱。答案和解析一．选择题1. 2021年10月16日，神舟十三号载人飞船成功发射升空。其燃料发生化学反应的微观示意图如图所示，下列说法正确的是（　　）A．化学反应前后原子的数目发生改变 B．参加反应的甲、丁分子个数比为1：1C．乙中两种元素的质量比为1：2 D．反应生成的丙和丁的质量比为7：6【解答】解：根据图示可知该反应的化学方程式为：N2O4+2N2H4＝ (点燃)3N2+4H2O。A.化学反应都遵循质量守恒定律，反应前后原子的数目不会发生改变，故A错误；B.参加反应的甲、丁分子个数比为1：4，故B错误：C.由分子的模型图可知，乙为N2H4，氮、氢两种元素的质量比＝（2×14）：（4×1）＝7：1，故C错误；D.反应生成的丙和丁的质量比＝（3×28）：（4×18）＝7：6，故D正确。故选：D。2．2021年9月17日，神舟十三号历时三个月返回地球。下列过程涉及化学变化的是（　　）A．舱外航天服移动 B．电解水制氧气C．机械臂组合和测试 D．抬升舱外摄像机【解答】解：A、舱外航天服移动过程中没有新物质生成，属于物理变化，错误；B、电解水制氧气过程中有氧气等生成，属于化学变化，正确。C、机械臂组合和测试过程中没有新物质生成，属于物理变化，错误；D、抬升舱外摄像机过程中没有新物质生成，属于物理变化，错误；故选：B。3．火箭发射时，其燃料发生化学反应的微观示意图如图。下列说法正确的是（　　）A．反应前后各元素的化合价均不变 B．反应生成的丙和丁的质量比为7：6C．反应前后原子的数目发生改变 D．参加反应的甲、乙分子个数比为1：1【解答】解：A、反应前氮元素化合价不是0，反应后是0，故不正确。B、反应的化学方程式：N2O4+2N2H4＝ (一定条件)4H2O+3N2，反应生成的丙和丁的质量比为：84：72＝7：6，正确。C、反应前后原子数目不变，故不正确。D、参加反应的甲、乙分子个数比为1：2，故不正确。故选：B。4．中国神舟十三号载人飞船的发射成功，实现了我国挺进太空的宏伟目标，神舟十三号航天员的呼吸环境必须注意调节（　　）A．O2和H2O的含量 B．O2和N2的含量C．O2和H2的含量 D．O2和CO2的含量【解答】解：人类的呼吸作用需要吸进氧气呼出二氧化碳，所以他们的呼吸环境必须注意调节O2和CO2的含量。故选：D。5．神舟十三号飞船上使用的国产CPU芯片是由高纯度单晶硅为原料生产的，结合“如图”，下列说法正确的是（　　）A．硅元素属于金属元素 B．硅原子核内有14个质子C．硅原子核外有4个电子 D．硅的相对原子质量为28.09g【解答】解：A、根据元素周期表中的一格可知，中间的汉字表示元素名称，该元素的名称是硅，带“石”字旁，属于非金属元素，错误。B、根据元素周期表中的一格可知，左上角的数字表示原子序数，该元素的原子序数为14；根据原子中原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数，则硅原子核内有14个质子，正确。C、根据元素周期表中的一格可知，左上角的数字表示原子序数，该元素的原子序数为14；根据原子中原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数，则硅原子核外有14个电子，错误。D、根据元素周期表中的一格可知，汉字下面的数字表示相对原子质量，该元素的相对原子质量为28.09，相对原子质量单位是“1”，不是“克”，错误。故选：B。6．“天和”核心舱标志着中国人进入了自己的空间站。下列不属于化学研究范畴的是（　　）A．研制运载火箭所需要的燃料 B．飞船上氧气的的制造C．确定飞船的运行轨道 D．研究运载火箭外层的耐高温涂料【解答】解：A、研制运载火箭所需要的燃料涉及根据物质的性质，采用化学原理制取，属于化学科学研究的范畴；B、飞船上氧气的的制造涉及根据物质的性质，采用化学原理制取氧气，属于化学科学研究的范畴；C、确定卫星的运行轨道没有涉及到物质的性质和用途，不属于化学科学研究的范畴；D、研制运载火箭外层的耐高温涂料涉及根据物质的性质，采用化学原理制取，属于化学科学研究的范畴；故选：C。7．2021年10月16日，神舟十三号载人飞船搭载长征2F运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功。神舟十三号的三名航天员协同配合，圆满完成中国空间站的出舱活动。下列过程主要发生化学变化的是（　　）A．点火发射 B．太阳帆板展开C．与天和核心舱对接 D．出舱活动【解答】解：A、点火发射过程中，燃料燃烧，有新物质生成，属于化学变化，选项正确；B、太阳帆板展开过程中没有新物质生成，属于物理变化，选项错误；C、与天和核心舱对接过程中没有新物质生成，属于物理变化，选项错误；D、出舱活动过程中没有新物质生成，属于物理变化，选项错误。故选：A。8．有关神舟十三号的下列操作属于化学变化的是（　　）A．火箭转运 B．总装调试 C．燃料注入 D．点火发射【解答】解：A、火箭转运没有新物质生成，属于物理变化；错误；B、总装调试没有新物质生成，属于物理变化；错误；C、燃料注入没有新物质生成，属于物理变化；错误；D、点火发射，燃烧属于化学变化；正确；故选：D。9．神舟十三号载人飞船以液氢做为燃料，这是因为（　　）A．氢气难溶于水 B．氢气无色无味C．氢气燃烧时放热多 D．氢气是密度最小的气体【解答】解：A、神舟九号载人飞船以液氢作为燃料，主要因为氢气燃烧时放出大量的热，与氢气难溶于水无关，故不符合题意；B、神舟九号载人飞船以液氢作为燃料，主要因为氢气燃烧时放出大量的热，与氢气无色无味无关，故不符合题意；C、神舟九号载人飞船以液氢作为燃料，主要因为氢气燃烧时放出大量的热，故符合题意；D、神舟九号载人飞船以液氢作为燃料，主要因为氢气燃烧时放出大量的热，与氢气的密度无关，故不符合题意。故选：C。10．2021年10月16日神舟十三号载人飞船发射成功，在经历三个月后飞船返回地球，三名航天员凯旋而归。下列过程涉及化学变化的是（　　）A．运载火箭发射 B．舱外航天服转移C．在轨实验设备组装 D．机械臂功能测试【解答】解：A、运载火箭发射，燃烧有新物质生成，属于化学变化，故A正确；B、舱外航天服转移，没有新物质生成，属于物理变化，故B错误；C、在轨实验设备组装，没有新物质生成，属于物理变化，故C错误；D、机械臂功能测试，没有新物质生成，属于物理变化，故D错误；故选：A。11．2022年4月16日，3名航天员在中国人自己的空间站“天和”核心舱完满完成各项任务返回地球。下列不属于化学研究范畴的是（　　）A．研制运载火箭所需要的燃料 B．飞船芯片的制造C．确定飞船的运行轨道 D．研制运载火箭外层的耐高温涂料【解答】解：A、研制运载火箭所需要的燃料涉及到物质的性质和用途，属于化学科学研究的范畴；B、飞船芯片的制造涉及到物质的性质和用途，属于化学科学研究的范畴；C、确定卫星的运行轨道没有涉及到物质的性质和用途，不属于化学科学研究的范畴；D、研制运载火箭外层的耐高温涂料涉及到物质的性质和用途，属于化学科学研究的范畴；故选：C。12．2021年10月16日，神舟十三号载人飞船顺利升空并与天和核心舱成功对接。火箭中的助推剂偏二甲肼（C2H8N2）与氧化剂四氧化二氮（N2O4）反应的化学方程式为：C2H8N2+2N2O4═3N2+2X+4H2O（条件省略），则X的化学式为（　　）A．CO B．CO2 C．CH2O D．CH4【解答】解：反应前碳原子是2个，反应后应该是2个，包含在未知物质中，反应前后氢原子都是8个，氮原子都是6个，反应前氧原子是8个，反应后应该是8个，其中4个包含在未知物质中，则X的化学式为CO2。故选：B。13．神舟十三号载人飞船成功发射又一次振奋了国人的心。在航天飞船中常用铝粉与高氯酸铵（NH4ClO4）的混合物为固体燃料。发射时，点燃的铝粉产生大量的热引发高氯酸铵发生下列反应：2NH4ClO4= (高温)N2↑+Cl2↑+2O2↑+4X。有关该反应的说法正确的是（　　）A．X的化学式为H2 B．该反应属于分解反应，反应前后元素种类没有发生变化C．高氯酸铵由NH4+、Cl﹣、O2﹣构成 D．反应前后物质状态及所有元素的化合价都发生了变化【解答】解A、反应前后氮原子都是2个，反应前氢原子是8个，反应后应该是8个，包含在未知物质中，反应前后氯原子都是2个，反应前氧原子是8个，反应后应该是8个，其中4个包含在未知物质中，X的化学式为H2O，故不正确；B、该反应属于分解反应，反应前后元素种类没有发生变化，正确；C、高氯酸铵由NH4+、ClO4﹣构成，故不正确；D、反应前后氢元素、氧元素的化合价不变，故不正确。故选B。14．空间站改变运行路线时需要喷火消耗燃料，使用的一般是肼（N2H4）燃料．肼是一种无色油状液体，有刺激性气味，有吸湿性．点燃时，迅速而完全燃烧，生成N2和H2O，并放出大量的热．下列有关N2H4的说法不正确的是（　　）A．应密封保存 B．完全燃烧的反应属于置换反应C．肼中氮元素的质量分数为85% D．其中氮元素与氢元素的质量比为7：1【解答】解：A、根据题意，肼（N2H4）具有吸湿性，应密封保存，正确。B、根据题意，肼（N2H4）点燃时，迅速而完全燃烧，生成N2和H2O，反应物和生成物都是一种单质和一种化合物，属于置换反应，正确。C、肼中氮元素的质量分数为%＝87.5%，错误。D、其中氮元素与氢元素的质量比为（14×2）：（1×4）＝7：1，正确。故选：C。15．2021年10月16日，长征二号F运载火箭搭载神舟十三号载人飞船发射取得圆满成功。运载火箭在工作中发生的反应为C2H8N2+2X＝ (点燃)3N2+4H2O+2CO2，则X的化学式是（　　）A．NO2 B．N2O3 C．N2O4 D．N2O5【解答】解：化学反应前后原子的个数不变，由化学方程式可得，反应前有2个C、8个H、2个N，反应后有6个N、8个H、8个O和2个C，则2X中含有4个N和8个O，X的化学式为N2O4，故选：C。16．神舟十三号出征！巾帼不让须眉，王亚平将成中国首位出舱女航天员。飞船技术的进步与铝合金的进步和生产直接相关。下列有关铝的信息表述不正确的是（　　）A．能与盐酸反应 B．属于金属材料C．铝的密度比较小，大量使用可以减小飞船质量 D．铝的相对原子质量为27g【解答】解：A、铝的金属活动性位于H前，所以铝能与盐酸反应，正确；B、金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金，正确；C、铝的密度比较小，使用可以减小飞船质量，正确；D、相对原子质量的单位是“1”，省略不写，所以铝的相对原子质量为27，错误；故选：D。17．2021年10月16日神舟十三号载人飞船发射成功，开始中国迄今为止时间最长的载人飞行。太空舱里常用NiFe2O4作催化剂将航天员呼出的CO2转化为O2。已知NiFe2O4中Fe为+3价，则Ni的化合价为（　　）A．+1 B．+2 C．+3 D．+4【解答】解：NiFe2O4中Fe为+3价，氧元素显﹣2价，设镍元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：x+（+3）×2+（﹣2）×4＝0，则x＝+2价。故选：B。18．2021年11月8日，神舟十三号航天员乘组圆满完成首次出舱活动全部既定任务。我国空间站核心舱的制作材料使用了钛及其合金。钛元素在元素周期表中的相关信息及其原子结构示意图如图所示。下列说法正确的是（　　）A．n＝8 B．钛的相对原子质量为47.87gC．钛的原子序数为22 D．钛原子在化学反应中容易得到2个电子形成阴离子【解答】解：A、原子中，质子数＝核外电子数，22＝2+8+n+2，n＝10，错误。B、根据元素周期表中的一格可知，汉字下面的数字表示相对原子质量，该元素的相对原子质量为47.87，相对原子质量单位是“1”，不是“克”，错误。C、根据元素周期表中的一格可知，左上角的数字表示原子序数，该元素的原子序数为22，正确。D、最外层电子数是2，在化学反应中易失去2个电子而形成阳离子，错误。故选：C。19．我国航天事业的快速发展，离不开金属材料的强力支撑。特别是高性能金属材料，包括铝合金、钛合金、镁合金等，合金中铝、镁、钛三种金属的存在形式为（　　）A．单质 B．化合物 C．氧化物 D．纯净物【解答】解：合金是在一种金属中加热熔合了其它金属或非金属具有金属特性的物质，所以合金中金属元素是以单质的形式存在。故选：A。二．填空题20．请用化学知识解释：2021年10月16日，神舟十三号载人飞船成功发射升空。其中一种火箭推进剂在火箭发射过程中，发生的微观示意图如图。写出此反应的化学方程式；参加反应的甲和乙的分子个数比为 　 　，反应后生成的丙与丁的质量比为 　 　。【解答】根据微观示意图可得该反应的化学方程式为N2O4+2N2H4＝ (点燃)3N2+4H2O；由反应的化学方程式可以得出，参加反应的甲和乙的分子个数比为1：2，反应后生成丙与丁的质量比为（28×3）：（18×4）＝7：6。故答案为：N2O4+2N2H4＝ (点燃)3N2+4H2O； 1：2； 7：6。21．载人飞船所用固体燃料是铝粉和高氯酸铵的混合物．发射时，点燃铝粉产生大量的热引发高氯酸铵发生如下反应：2NH4ClO4= (高温)N2↑+2O2↑+Cl2↑+4X↑。①X的化学式为 　 　。②铝粉在氧气中燃烧的化学方程式为 　 　。【解答】解：①根据反应的化学方程式2NH4ClO4= (高温)N2↑+2O2↑+Cl2↑+4X↑，反应物中氮、氢、氯、氧原子个数分别为2、8、2、8，反应后的生成物中氮、氢、氯、氧原子个数分别为2、0、2、4，根据反应前后原子种类、数目不变，则4X分子中含有8个氢原子和4个氧原子，则每个X分子由2个氢原子和1个氧原子构成，则物质X的化学式为H2O。②铝粉在氧气中燃烧生成氧化铝，反应的化学方程式为4Al+3O2＝ (点燃)2Al2O3。故答案为：①H2O；②4Al+3O2＝ (点燃)2Al2O3。22．2021年4月29日，搭载着中国空间站“天和号”核心舱的长征五号B遥二运载火箭，在我国海南文昌航天发射场点火升空，并稳稳入轨。紧接着，将用长征七号遥三、长征二号F遥12运载火箭发射“天舟”货运飞船和“神舟十三号”载人飞船，航天员会进入空间站执行建造和科研任务。（1）长征五号B遥二运载火箭中含有液氢的燃烧剂箱和液氧的氧化剂箱。氢气是公认最清洁燃料，理由是 　 　，氢氧发动机具有二次启动能力，液氧与液氢反应的化学方程式为 　 　。（2）长征五号的遥测系统能够实现远距离测量，硅材料在其中扮演着重要的角色。工业生产中制备高纯硅的反应微观示意图如图：图中反应的化学方程式为 　 　，其基本反应类型是 　 　。（3）长征二号F遥12运载火箭助推器以偏二甲肼（C2H8N2）和氧化剂四氧化二氮为燃料。四氧化二氮中氮元素的化合价为 　 　，偏二甲肼中氮元素的质量分数为 　 　（保留一位小数）。【解答】解：（1）氢气是公认最清洁燃料，理由是：燃烧产物是水，无污染；液氧与液氢反应生成了水，化学方程式为：2H2+O2＝ (点燃)2H2O。（2）工业生产中制备高纯硅的反应微观示意图可知，四氯化硅和氢气在高温条件下生成了硅和氯化氢，反应的化学方程式为：SiCl4+2H2= (高温)Si+4HCl；该反应由一种单质和一种化合物反应生成了另一种单质和另一种化合物，基本反应类型是置换反应。（3）在四氧化二氮中，氧元素的化合价为﹣2价，由化合价原则可推出氮元素的化合价为+4；在偏二甲肼中氮元素的质量分数为：≈46.7%。故答案为：（1）燃烧产物是水，无污染；2H2+O2＝ (点燃)2H2O。（2）SiCl4+2H2= (高温)Si+4HCl；置换反应；（3）+4；46.7%。23．“神舟”“嫦娥”系列飞船，圆了中华民族的千年飞天梦。请从科学的视角对我国宇宙飞船的相关信息进行思考，并回答下列问题：人类探索太空的其中一个目的是开发新的核聚变能源，已知某种核原料的原子核含有1个质子和2个中子，则 　 　（填字母）。A.该原子是一种氢原子 B.该元素是金属元素C.该原子核外有3个电子 D.该原子核带3个单位的正电荷该核原料的相对原子质量为 　　；若该原子形成的离子带一个单位的正电荷，请写出其离子符号：　　。【解答】解：某种核原料的原子核含有1个质子和2个中子，核内质子数为1的原子是氢原子；A.该原子是一种氢原子，A说法正确；B.该元素是氢元素，属于非金属元素，B说法错误；C.原子中核内质子数等于核外电子数，故该原子核外有1个电子，C说法错误；D.该原子核带1个单位的正电荷，D说法错误；相对原子质量＝质子数+中子数，故该核原料的相对原子质量为1+2＝3；若该原子形成的离子带一个单位的正电荷，则其离子符号H+故答案为：A；3；H+。24．新中国壮丽七十年，我国在航天航空事业方面取得了巨大成就。（1）“神舟”五号载人飞船上的特制点心可为宇航员提供均衡营养，点心中最主要的供能物质是 　 　。（填序号）A.蛋白质 B.糖类 C.维生素 D.无机盐（2）“嫦娥四号”的着陆器、测月雷达等部件上广泛应用了镁合金锻件，镁合金的硬度比镁 　 　（填“大”或“小”）。（3）“神舟”七号火箭使用偏二甲肼[(CH3)2NNH2]作燃料，它燃烧时发生的化学反应为：(CH3)2NNH2+2N2O4＝ (点燃)2CO2↑+4H2O+3X，反应中X的化学式为 　 　。（4）大推力长征五号火箭﹣﹣“胖五”的芯级使用液态氢/氧燃料发动机，该发动机工作时发生反应的化学方程式为 　 　。【解答】解：（1）糖类是主要的供能物质，故点心中最主要的供能物质是糖类；故选：B；（2）合金的性质是硬度大，熔点低，故镁铝合金的硬度比镁的大；（3）由质量守恒定律化学反应前后原子的种类和数目不变，在方程式的左边有碳、氢、氮、氧原子的数目分别是：2、8、6、8，在方程式的右边有碳、氢、氮、氧原子的数目分别是：2、8、0、8，所以3个X分子中共含有6个N原子，每个X分子中含有2个N原子，即X的化学式为N2；（4）液态氢/氧燃料发动机，该发动机工作时发生反应是氢气在氧气中点燃生成水，发生反应的化学方程式为2H2+O2＝ (点燃)2H2O。故答案为：（1）B；（2）大；（3）N2；（4）2H2+O2＝ (点燃)2H2O。25．2021年12月9日，“天宫课堂”开讲，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行了太空授课。（1）王亚平说“水是生命之源，人类的生活离不开水”。请写出水在中国空间站的一个用途 　 　。“空间站里的每一滴水都会物尽其用”，写出一条在生活中让水物尽其用的做法 　 　。（2）随着科学技术的进步，空间站实现了水的再生。请写出一个有水生成的化学方程式 　 　。（3）王亚平将蓝色颜料注入水球之中，整个水球变成了蓝色，将泡腾片放在水球中，产生很多小气泡，并闻到阵阵香气。“闻到香气”说明分子具有的性质是 　 　。如果将实验后水球中的水重新净化后饮用，需要经过 　 　、　 　两个净水过程。【解答】解：（1）水在中国空间站的一个用途是饮用。“空间站里的每一滴水都会物尽其用”，在生活中让水物尽其用的做法是一水多用。（2）过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式：2H2O2＝ (MnO2)2H2O+O2↑。（3）“闻到香气”说明分子具有的性质是分子在不断运动。如果将实验后水球中的水重新净化后饮用，需要经过吸附、蒸馏两个净水过程。故答案为：（1）饮用；一水多用。（2）2H2O2＝ (MnO2)2H2O+O2↑。（3）分子在不断运动；吸附；蒸馏。26．2021年10月16日，我国“长征二号F遥十三运载火箭”带着神舟十三号载人航天飞船成功发射，又一次将我们的航天员送入了天空。飞船使用的记忆合金、SiC颗粒增强铝基复合材料、超高强度钢等材料引起了全世界的关注。（1）硬度非常大的SiC，其结构类似金刚石，则构成SiC的基本粒子为 　 　（填序号）。A.分子 B.原子 C.离子（2）铝抗腐蚀性好是因为表面能形成一层致密的氧化膜，请用化学方程式解释该原理 　 　。（3）飞船的天线是用钛镍形状记忆合金制造的。工业生产金属钛的其中一个化学反应是：TiF4+2H2SO4═4HF+2X+TiO2，X的化学式为 　 　。（4）如果要比较超高强度钢材料中锰（Mn）和铁的金属活动顺序，以下方法不能达到目的的是 　 　（填序号）。A.查阅初中化学课本上的金属活动性顺序表 B.利用金属锰和FeSO4溶液进行实验C.利用金属铁和MnSO4溶液进行实验 D.利用锰、铁与稀硫酸进行实验【解答】解：（1）由题意可知，硬度非常大的SiC，其结构类似金刚石，金刚石是由原子构成的，则构成SiC的基本粒子为原子，故选B；（2）铝抗腐蚀性好是因为表面能形成一层致密的氧化膜，反应的化学方程式为：4Al+3O2═2Al2O3。（3）在TiF4+2H2SO4═4HF+2X+TiO2中，反应前含有1个Ti原子，4个F原子，4个H原子，2个S原子，8个O原子，反应后含有4个H原子，4个F原子，1个Ti原子，2个O原子，故2X中含有2个S原子，6个O原子，故X的化学式为SO3；（4）A.课本上的金属活动性顺序表中没有锰的位置，查阅初中化学课本上的金属活动性顺序表，不能比较锰和铁的金属活动顺序。B.利用金属锰和FeSO4溶液进行实验，根据能否反应，可以比较锰和铁的金属活动顺序。C.利用金属铁和MnSO4溶液进行实验，根据能否反应，可以比较锰和铁的金属活动顺序。D.利用金属锰、金属铁与稀硫酸进行实验，根据能否反应及反应的剧烈程度，可以比较锰和铁的金属活动顺序。故答案为：（1）B；（2）4Al+3O2═2Al2O3；（3）SO3；（4）A。27．2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射，神舟十三号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空。火箭的燃料是液氢。（1）请写出液氢燃烧的化学方程式 　 　。（2）为了防止氢气燃烧时发生爆炸，在点燃之前应该 　 　。【解答】解：（1）在点燃的条件下，氢气与氧气反应生成水，化学方程式为2H2+O2＝ (点燃)2H2O；（2）氢气是一种可燃性气体，不纯时点燃可能发生爆炸，因此为了防止氢气燃烧时发生爆炸，在点燃之前应该验纯；故答案为：（1）2H2+O2＝ (点燃)2H2O；（2）验纯。28．搭乘神舟十三号载人飞船的三名航天员要在中国空间站驻留半年，为防止食物长期存放导致腐败，食品均需低温保存，这种保存方法所依据的原理是 　 　；一些食品为真空包装，这种方法所依据的原理是 　 　。【解答】解：适宜的温度有助于微生物的繁殖，加快了食物的腐败，充足的氧气也能够加快微生物的繁殖，同样可以加快食物的变质，在低温下可以有效抑制微生物的繁殖，食物的腐败还是食物和氧气发生缓慢氧化的过程，所以采用真空包装是为了将食物与氧气隔绝，在真空中，没有氧气，即可以有效抑制微生物的繁殖，又可以抑制氧化反应的发生，故答案为：低温能有效抑制微生物繁殖；真空条件下，缺少氧气，能有效抑制微生物繁殖和抑制氧化反应的发生。29．2021年10月16日0时23分，神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，发射取得圆满成功。再次创造了我国航天史的辉煌。其中航天飞行器座舱的空气更新过程如图所示，请分析回答：（1）在如图空气更新的过程中，C、H、O三种元素中的 　 　元素没有参与循环利用。（2）装置（Ⅱ）中的CO2和H2在催化剂条件下发生了反应，其反应的化学方程式为 　 　，装置（Ⅲ）中发生反应的基本类型 　 　反应。（3）从装置（Ⅰ）、（Ⅱ）、（Ⅲ）中可知道O2来自 　 　和 　 　（填化学式）两种物质。【解答】解：（1）根据图中可以看出碳、氢、氧三种元素中，只有碳元素经过装置II被转化为碳单质而没有参与循环；（2）水经过装置III生成的氢气进入装置II中，与二氧化碳发生了反应生成了碳和水，化学方程式为：CO2+2H2＝ (催化剂)C+2H2O；装置III中发生的反应是水分解生成了氢气和氧气，属于分解反应；（3）根据图框可以分析出水的来源有两个，一是座舱中含有的另一是二氧化碳和氢气反应得到的，所以氧气中的氧元素来自于水和二氧化碳中。故答案为：（1）C；（2）CO2+2H2＝ (催化剂)C+2H2O；分解；（3）H2O；CO2。30．运载火箭由三级火箭组成。一级和二级火箭的推进剂为偏二甲肼（C2H8N2）（燃料）和四氧化二氮（N2O4）（助燃剂），在点火后，反应生成水、氮气和二氧化碳；在反应的过程中四氧化二氮不稳定，易分解生成NO2，所以火箭点火后往往看到大量棕色烟雾。三级火箭的推进剂为液氢和液氧。（1）写出一、二级火箭推进剂反应的化学方程式：　 　。（2）从绿色化学的要求来看，偏二甲肼和液氢相比，　 　更环保。（3）现取3.0g偏二甲肼在O2中充分燃烧，生成了4.4 gCO2、3.6 H2O和1.4g N2三种物质。由此可知，参加反应的O2的质量为 　 　，偏二甲肼中碳元素的质量分数为 　 　。【解答】解：（1）偏二甲肼和四氧化二氮在点燃的条件下生成水、氮气和二氧化碳，化学方程式为：C2H8N2+2N2O4＝ (点燃)3N2+2CO2+4H2O；（2）从绿色化学的要求来看，此次所用的火箭推进物中液氢属于环保燃料，原因是：液氢和液氧反应只生成水不会污染环境，而偏二甲肼和四氧化二氮，反应过程有NO2产生会污染空气；（3）由质量守恒定律可知，参加反应的O2的质量为：4.4g+3.6g+1.4g﹣3g＝6.4g；偏二甲肼中碳元素的质量分数为：＝40%；故答案为：（1）C2H8N2+2N2O4＝ (点燃)3N2+2CO2+4H2O；（2）液氢；（3）6.4g；40%。31．2021年10月16日，搭载“神舟十三号”载人飞船的“长征二号”F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射成功。常用的固体火箭推进剂为高氯酸钾和铝。如图是铝元素和氯元素的粒子结构示意图和在元素周期中的信息。（1）铝原子的相对原子质量是 　 　。（2）图2所示粒子结构示意图表示的是 　 　（写出微粒符号）。（3）图1所示元素和图2所示元素结合成的化合物的化学式为 　 　。【解答】解：（1）根据铝元素周期表中的一格可知，汉字下面的数字表示相对原子质量，该元素的相对原子质量为26.98。（2）图2所示粒子，质子数＝17，核外电子数＝18，质子数＜核外电子数，为带1个单位负电荷的氯离子，其离子符号为Cl﹣。（3）图1所示元素和图2所示元素分别是铝元素和氯元素，结合成的化合物是氯化铝，铝元素显+3价，氯元素显﹣1价，其化学式为AlCl3。故答案为：（1）26.98；（2）Cl﹣；（3）AlCl3。32．2021年10月16日，长征二号火箭在酒泉发射中心点火起飞，托举载有翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员的神舟十三号载人飞船进入太空。发射取得圆满成功，我们的征途是星辰大海！（1）长征七号火箭使用液氢、液氧作为燃料推进剂，其反应的化学方程式为：　 　；（2）长征二号火箭使用的液体推进剂：偏二甲肼（C2H8N2）和四氧化二氮（N2O4）；其反应后的生成物为二氧化碳、水和一种常见单质，请写出其反应的化学方程式 　 　。【解答】解：（1）液氢、液氧在点燃条件下生成水，反应的化学方程式为2H2+O2＝ (点燃)2H2O。（2）偏二甲肼（C2H8N2）和四氧化二氮（N2O4）反应后的生成物为二氧化碳、水和一种常见单质，由质量守恒定律，生成的单质是氮气，反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4＝ (点燃)2CO2+3N2+4H2O。故答案为：（1）2H2+O2＝ (点燃)2H2O；（2）C2H8N2+2N2O4＝ (点燃)2CO2+3N2+4H2O。33．“神舟十三”载人飞船返回舱于2022年4月16日成功着陆，宇航员在着陆后需要补充营养。葡萄糖是人体所需的一种重要营养物质，请解释葡萄糖的化学式C6H12O6中“12”的含义 　 　。同时“神舟飞船”上应用了大量钛合金材料，其中金属钛（Ti）主要由钛铁矿（FeTiO3）来制备，其中Fe为+2价，计算FeTiO3中Ti的化合价为 　 　。【解答】解：葡萄糖的化学式C6H12O6中“12”的含义一个葡萄糖分子中含有12个氢原子；钛酸亚铁中铁元素显+2价，氧元素显﹣2价，设钛元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：（+2）+x+（﹣2）×3＝0，则x＝+4价。故答案为：一个葡萄糖分子中含有12个氢原子；+4.34．材料有着广泛的应用，根据下列信息回答问题。应用 水陆两栖飞机 “神舟”宇航员航天服 新型水处理剂用到的材料 钛合金 高强度涤纶 纳米铁粉（1）上述材料中属于有机合成材料的是　 　。（2）“AG600”发动机短舱中使用的钛合金属于　 　（填“金属”或“非金属”）材料，合金与其组成金属相比具有的优点有　 　（填字母序号）。A．硬度大　 B．耐腐蚀 　C．熔点高（3）纳米铁粉还能除去废水中的重金属离子（如铜离子），写出铁粉与含硫酸铜的废水反应的化学方程式　 　。【解答】解：（1）涤纶是一种合成纤维，属于有机合成材料；（2）钛合金属于金属材料，合金与其组成金属相比具有的优点有硬度增大、熔点降低、抗腐蚀性增强；（3）铁的活动性大于铜，所以铁与硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁；故填：（1）涤纶；（2）金属；A、B；（3）Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu。35．阅读材料，回答下列问题。【材料】厉害了，我的国！中国智慧”、“中国制造”誉满全球。神舟十三号飞船将3名航天员送入太空，下个目标是在2024年将航天员送到月球。（1）火箭各个部位所用材料是不同的：①石墨弹头②高强度铝合金弹体③钢铸件发动机，这些部件中使用了金属材料的是　 　（填序号）。（2）为了保持太空舱空气新鲜，航天员产生的二氧化碳被一种叫“分子筛”的设备分离出来，“分子筛”起到的作用类似于实验室中的　 　操作。（3）长征二F型火箭使用的是偏二甲肼（C2H8N2）和四氧化二氮（N2O4）作推进剂，则偏二甲肼中碳、氢、氮元素的质量比为　 　。【解答】解：（1）金属材料包括纯金属和合金，所以铝合金和钢属于金属材料；（2）为了保持太空舱空气新鲜，航天员产生的二氧化碳被一种叫“分子筛”的设备分离出来，“分子筛”起到的作用类似于实验室中的过滤操作；（3）偏二甲肼中碳、氢、氮各元素的质量比为：（12×2）：（1×8）：（14×2）＝6：2：7；故填：（1）②③；（2）过滤；（3）6：2：7。三．简答题36．2021年的4月17日和10月16日，我国的“神舟十三号”和“神舟十三号”载人飞船先后入轨对接，将聂海胜、翟志刚等六名宇航员送入中国空间站。（1）空间站内的空气要与地球上的空气组成基本一致，其中供给呼吸用的氧气主要来自电解水，反应的化学方程式是 　 　。（2）备用O2由分解高氯酸锂（LiClO4）获得，同时还生成氯化锂（LiCl）和氧气，该反应前后，氧元素的化合价变化情况为：　 　。（3）过滤器中的活性炭可除去有气味的物质，利用了活性炭的 　 性。（4）呼出的二氧化碳用固体氢氧化锂（LiOH）吸收，生成碳酸锂（Li2CO3）和水。Li2CO3的相对分子质量为74，则Li的相对原子质量为 　 　。写出该反应的化学方程式 　 　。【解答】解：（1）水在通电的条件下分解为氢气和氧气，化学方程式为2H2O＝ (通电)2H2↑+O2↑；（2）在高氯酸锂（LiClO4）中，氧元素显﹣2价，在氧气中，氧元素的化合价为零；（3）过滤器中的活性炭可除去有气味的物质，利用了活性炭的吸附性；（4）设Li的相对原子质量为x，则：2x+12+16×3＝74，x＝7；二氧化碳与氢氧化锂反应生成碳酸锂和水，化学方程式为CO2+2LiOH＝Li2CO3+H2O；故答案为：（1）2H2O＝ (通电)2H2↑+O2↑；（2）﹣2价变成0价；（3）吸附；（4）7；CO2+2LiOH＝Li2CO3+H2O。37．2021年4月16日，神舟十三号载人飞船成功返回地面，圆满完成任务。氧气和水是保障航天员生命的重要物质。如图为核心舱环控生保系统工作原理示意图，分析过程，回答下列问题。（1）“蒸发水汽”时，从微观角度分析，液态水与气态水的区别是 　 　。（2）“蒸馏”是利用了混合物中各组分的沸点不同将物质分离，“沸点”属于物质的 　 　（填“物理”或“化学”）性质。（3）通过环控生保系统得到的饮用水为软水。取少量该饮用水于烧杯中向其中加入肥皂水，搅拌，观察到的现象是 　 　。适量的银离子可对饮用水起到杀菌作用，银离子的符号是 　 　。（4）“氧再生组件”的主要反应为电解水，其化学方程式为 　，反应的基本反应类型属于 　 　。（5）“二氧化碳去除系统”将电解水产生的氢气与人呼出的二氧化碳经过化学反应生成水和一种燃料，该技术的优点在于 　 　。【解答】解：（1）物质三态的分子间隔不同，所以液态水与气态水的区别是：分子间隔不同；（2）“蒸馏”是利用了混合物中各组分的沸点不同将物质分离，“沸点”属于物质的物理性质；（3）取少量该饮用水于烧杯中向其中加入肥皂水，搅拌，观察到的现象是：泡沫多，浮渣少；离子的表示方法，在表示该离子的元素符号或原子团符号右上角，标出该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负符号在后，带1个电荷时，1要省略，所以银离子的符号是Ag+；（4）水在通电的条件下生成氢气和氧气，化学方程式为：2H2O＝ (通电)2H2↑+O2↑，反应的基本反应类型属于分解反应；（5）“二氧化碳去除系统”将电解水产生的氢气与人呼出的二氧化碳经过化学反应生成水和氢气，该技术的优点在于实现资源的循环利用。故答案为：（1）分子间隔不同；（2）物理；（3）泡沫多，浮渣少；Ag+；（4）2H2O＝ (通电)2H2↑+O2↑；分解反应；（5）实现资源的循环利用。38．2021年4月29日长征五号运载火箭搭载中国空间站“天和核心舱”发射升空；10月16日神舟十三号载人飞船成功对接天和核心舱，3名航天员将在中国空间站生活和开展实验30天。（1）“长征5号”的箭芯采用液氢、液氧作推进剂，助推器用液氧、煤油作推进剂。①箭芯采用液氢作燃料是为了能将沉重的空间站各舱段送上太空，这说明氢气的热值（单位质量产生的热量） 　 　。另外，氢气作燃料还具有 　 　的优点。②航天煤油可由优质石油分馏而来，这是利用石油中各成分的 　 　不同进行分离。③我国适合炼制航天煤油的石油非常少。目前已经实现通过煤的液化制取优质航天煤油。煤液化制煤油发生的是 　 　（填“物理”或“化学”）变化。④十二烷（C12H26）是航空煤油中成分之一。十二烷燃烧后生成水和二氧化碳，写出该化学反应方程式 　 　。（2）如图是某空间站能量转化系统局部示意图其中燃料电池系统中有催化剂，氢气与氧气直接化合释放出电能。①燃料电池系统实现由 　 　能到电能的转化。②这套能量转化系统中可以循环使用的是 　 　，最终的能量来自于 　 　。（3）空间站可使用过氧化钠（Na2O2）作为氧气再生剂，在常温下，过氧化钠与航天员呼出的CO2反应生成碳酸钠和氧气，化学方程式为 　 　。若在一定时间内航天员所排出CO2的质量为110g，完全吸收这些排出物，同时产生通常状况下氧气的体积为 　 　升（通常状况下的氧气密度约为1.4g/L，计算结果精确到0.1）。【解答】解：（1）①箭芯采用液氢作燃料是为了能将沉重的空间站各舱段送上太空，这说明氢气的热值（单位质量产生的热量）高。另外，氢气作燃料还具有无污染、制备原理来源广的优点；②航天煤油可由优质石油分馏而来，这是利用石油中各成分的沸点不同进行分离；③煤液化制煤油的过程中有新物质生成，发生的是化学变化；④在点燃的条件下，十二烷燃烧后生成水和二氧化碳，该化学反应方程式为2C12H26+37O2＝ (点燃)24CO2+26H2O；（2）①燃料电池系统实现由化学能到电能的转化；②这套能量转化系统中可以循环使用的是水，最终的能量来自于太阳；（3）在常温下，过氧化钠与航天员呼出的CO2反应生成碳酸钠和氧气，化学方程式为Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2；设生成氧气的质量为x，则：Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2；88 32110g xx＝40g 通常状况下，40g氧气的体积为40g÷1.4g/L≈28.6L故填：（1）①高；无污染（合理即可）；②沸点；③化学；④2C12H26+37O2＝ (点燃)24CO2+26H2O；（2）化学；②水；太阳；（3）Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2；28.6。39．2021年10月16日，神舟十三号载人飞船成功发射，将3位宇航员送入中国天宫空间站。（1）燃料舱内使用的燃料有偏二甲肼（C2H8N2）、液氢等，助燃剂为四氧化二氮（N2O4）、液氧等。①发射时C2H8N2与N2O4剧烈反应，生成二氧化碳、水和一种常见的气体单质 　 　。②用液氢、液氧作推进剂时，为使两者恰好完全反应，则加注液氢、液氧的质量比为 　 　（最简整数比）。（2）核心舱内配置了再生式生命保障系统，包括氧气制备、二氧化碳去除等子系统。①空间站中的氧气主要来自于电解水，在直流电源的 　 　（选填“正极”或“负极”）上产生氧气。②宇航员呼出的二氧化碳用含氢氧化锂（LiOH）的过滤网吸收，生成碳酸锂（Li2CO3）和水，反应的化学方程式为 　 　。（3）飞船舱段建造使用铝合金、钛合金代替常规材料。①铝在空气中具有很好的抗腐蚀性能，原因是 　 　。②常温下钛与稀硫酸不发生化学反应，则金属钛比金属铁的金属活动性 　 　（选填“弱”或“强”）。【解答】解：（1）①偏二甲肼与四氧化二氮气体剧烈反应，生成二氧化碳、水和一种常见的气体单质，由质量守恒定律，反应前后元素种类不变，该气体是氮气；②在点燃的条件下，氢气和氧气反应生成水，化学方程式为2H2+O2＝ (点燃)2H2O，由化学方程式可知，当氢气与氧气的质量比为：（2×2）：32＝1：8时恰好完全反应；（2）电解水生成气体是“负氢正氧”，所以与电源正极相连的玻璃管内产生的气体是氧气；二氧化碳与氢氧化锂反应生成碳酸锂和水，化学方程式为CO2+2LiOH＝Li2CO3+H2O；（3）①铝与氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜，从而阻碍了铝进一步被氧化，所以铝在空气中具有很好的抗腐蚀性能；②常温下金属钛与稀硫酸不发生化学反应，说明金属活动性位于H后，铁在金属活动顺序中排在H的前面，所以也排在钛的前面；故答案为：（1）①氮气；②1：8；（2）①正极；②CO2+2LiOH＝Li2CO3+H2O；（3）①铝与氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜，从而阻碍了铝进一步被氧化；②弱。40．“嫦娥五号”月球采样返回，“天问一号”成功抵达火星，“神舟十三号”成功发射标志着我国航天事业取得突破性进展。（1）月壤含大量的SO2以及可作为核聚变燃料的氦﹣3等物质。①SiO2中，硅元素的化合价为 　 　。②如图为氦在元素周期表中的部分信息。氦﹣3原子的质子数与中子数之和为3，则其中子数为 　 　、核外电子数为 　 　。氦﹣3原子和氦﹣4原子属于同一种元素，理由是 　 　。（2）火星低层大气的主要成分如下表。气体成分 CO2 N2 Ar O2 其他体积分数% 95.32 2.7 1.6 0.13 0.25①相同条件下，火星大气密度 　 　（填“＞”、“＝”或“＜”）空气密度。②为鉴别一瓶模拟“火星低层大气”组成的气体和一瓶空气，可用 　 　来检验。③若为满足人类未来在火星上生活，下列研究设想合理的是 　（填序号）。a.将火星上的N2与O2反应生成水 b.寻找水的存在和开发水循环技术（3）长期驻留空间实验室会对航天员身体造成影响，航天饮食中必须含有足够的钙、铁等元素。缺钙会导致 　 　（填“贫血症”或“骨骼疏松”），铁元素属于人体必须的 　 　（填“常量元素”或“微量元素”）。宇航服中的废气处理系统保障着航天员的生命，让呼吸产生的废气进入装有活性炭的装置，这是利用了活性炭的 　 　性。【解答】解：（1）①在二氧化硅中，氧元素显﹣2价，设硅元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：x+（﹣2）×2＝0，则x＝+4价；②由元素周期表的信息可知，氦原子的质子数为2，氦﹣3原子的质子数与中子数之和为3，则其中子数为3﹣2＝1，在原子中，质子数＝核外电子数，则其核外电子数为2；氦﹣3原子和氦﹣4原子的质子数（核电荷数）相同，所以属于同一种元素；（2）①火星大气中CO2的含量为95.32%，由于二氧化碳的密度大于地球空气密度，所以相同条件下，火星大气密度＞空气密度；②“火星低层大气”组成的气体中二氧化碳的含量明显高于空气中二氧化碳的含量，可用燃着的木条（或澄清石灰水）来检验，将燃着的木条伸入集气瓶中，若观察到木条熄灭的现象，则该气体为模拟“火星低层大气”组成的气体；③a、不能将N2与O2反应生成水，应为不符合质量守恒定律，错误；b、生命离不开水，寻找水的存在和开发水循环技术，正确；（3）钙是组成人体骨骼的成分，成人缺钙会导致骨骼疏松，铁元素属于人体必须的微量元素。活性炭具有吸附性，可以除去废气中的有害气体。故答案为：（1）①+4；②1；2；质子数（核电荷数）相同；（2）＞；燃烧着的木条或澄清石灰水；③b；（3）骨骼疏松；微量元素；吸附。41．我国航空航天事业取得令人瞩目的成就，阅读以下相关主题科普材料，回答问题。材料一：神舟十三号载3名宇航员在太空执行任务，时长180天，空间站中常用水气整合系统实现CO2的清除和O2的再生（简易流程如图），科学家通过缜密计算，为了提供3名宇航员在太空生活所需的O2，至少需从地球带486kg的水进行电解。材料二：我国探月工程实现“六战六捷”。未来还将探索在月球建设基地的可能，其中一个前提就是在月球上大规模制造O2，在月球上可以电解熔融月壤（含SiO2、FeO、CaO、Al2O3等）制造氧气。（1）分析材料一流程可知，可循环利用的化合物有 　 　（填物质的化学式），航天员呼吸属于缓慢 　 　过程，并 　 　热量。（2）请计算电解486kg水能产生氧气的质量 　 　（填写具体计算过程）。（3）月壤成分CaO中含氧的质量分数为 　 　%（结果保留小数点后一位）。理论上，电解等质量的下列氧化物，产生氧气最多的是 　 　。A.SiO2 B.FeO C.CaO【解答】解：（1）氢气和二氧化碳在一定条件下反应生成甲烷和水，水（H2O）在流程图中，既是流程中某个反应的反应物，也是流程中另一个反应的生成物，可循环利用。航天员呼吸，是与氧气发生的不容易察觉的缓慢氧化，属于缓慢氧化，并放出热量。（2）水通电分解生成氢气和氧气，由质量守恒定律，反应前后氧元素的质量不变，生成氧气的质量为486kg××100%＝432kg。（3）月壤成分CaO中含氧的质量分数为×100%≈28.6%。在SiO2、FeO、CaO三种物质中，将化学式变形得Si0.5O、FeO、CaO，其它原子的相对质量之和越小的，在该化合物中氧元素的质量分数就越大，变形后Si0.5O中其它原子的相对质量之和最小，则氧元素的质量分数最大的为SiO2，则理论上，电解等质量的下列氧化物，产生氧气最多的是SiO2。故答案为：（1）H2O；氧化；放出；（2）486kg××100%＝432kg；（3）28.6；A。42．阅读下列科普短文，并按要求回答问题。2021年10月16日，神舟十三号载人飞船将3名中国航天员送入空间站天和核心舱。飞行乘组将在轨驻留长达6个月时间，这也是我国迄今为止时间最长的一次载人飞行。为了保障航天员的生命健康，科学家们精心研制出最新的环境控制和生命保障系统。从载人航天的发展历史来看，空间站环境控制和生命保障系统一般可划分为以下四种类型：（1）开式系统：航天员的代谢产物不作回收再生，而是抛出舱外或封闭起来带回地面，消耗性物质通过天地往返运输系统的周期性输送和补给来保障。如：早期的美国的载人飞船和航天飞机采用液态超临界压力储存主氧和高压气态储存辅助氧供航天员呼吸，航天员呼出的二氧化碳由消耗性氢氧化锂（LiOH）吸收；前苏联的载人航天器上则采用超氧化物吸收二氧化碳并同时放出氧气，使用氢氧化锂来调整吸收二氧化碳和产生氧气的比例关系。（2）改进型开式系统：在开式系统的基础上加以改进，让二氧化碳的净化系统采用再生方案。如：用分子筛或固态胺代替消耗性氢氧化锂，降低物质补给量，减轻发射重量。不过水、氧气和食物等物质还不能再生，需要天地往返运输系统给以保障。（3）半闭式系统：在改进型开式系统的基础上进一步加以改进，使水和氧形成闭合回路，使系统无需补给这些消耗性物质，仅供应含水食物和补给舱体泄漏损失所消耗的气体。（4）闭式系统：在空间站内部氧、水和碳形成全闭环回路，生物和非生物系统在内部边界上进行物质和能量的交换，形成闭式生态系统。生态系统闭合的三个过程是：首先植物接受太阳辐照能把二氧化碳和其它营养成分合成复杂的有机物，其次植物以食物的形式供乘员食用，最后以人的氧化废物作为无机营养供给植物而形成闭环。闭式系统在空间站发射后就不再需要地面保障系统的支持，消耗性物质均能完全再生。（1）早期空间站内二氧化碳可以由氢氧化锂（LiOH）吸收，其反应原理类似于实验室检验二氧化碳，写出该反应的化学方程式 　 　，若用超氧化钾（KO2）吸收CO2，可以生成碳酸钾和氧气，写出该反应的化学方程式 　 　。（2）上述四种系统方案均有优缺点，如表是以1人30天任务为基础进行质量、功耗等方面的分析计算得出的结果。环控生保系统四种方案的质量、性能比较序号 系统类型 系统初始质量（公斤） 单位物质的消耗量（公斤/天） 系统功耗（千瓦） 系统燃负荷量（瓦） 电源系统等效质量（公斤）1 开式系统 58 8.8 15 150 32 改进式开式系统 153 2.0 120 265 243 半闭式系统 329 1.7 555 575 1114 闭式系统 378 1.35 525 550 105从表中可见，下列说法正确的是 　 　。A.开式系统和改进型开式系统初始质量和功耗较小，消耗性物质量大，适合于短期载人航天B.半闭式系统实现氧和水的闭合，消耗性物质的携带量减少，适合于中期载人航天C.闭式系统实现氧、水和食物的全闭环，几乎不需要后勤补给，适合于长期载人航天D.环境控制和生命保障系统的选择，应根据空间站的规模、乘员人数、空间站工作寿命及天地往返系统的补给周期来决定其最终的方案。（3）我国目前采用的是半闭式系统。系统的主要构成如图：①二氧化碳收集系统：二氧化碳的吸附剂有分子筛和固态胺两种。分子筛表面布满孔穴，结构类似于 　 　，对物质的吸附属于物理吸附。在吸收塔中原料气中的二氧化碳被脱除，在再生塔中释放出二氧化碳，加压和低温利于二氧化碳 　 　（填“吸收”或“再生”）。②萨巴蒂尔反应系统：系统的核心部件是萨巴蒂尔反应器。气体在在萨巴蒂尔反应器内在570～580K的温度下，在钌催化剂的作用下反应，生成水和甲烷（CH4），水被送往饮用水系统供航天员饮用，甲烷被排放到舱外或供给轨道维持系统或姿态控制系统作为推进剂。试写出萨巴蒂尔反应器中发生反应的化学方程式 　 　；甲烷作为推进剂，就是和氧气发生燃烧，产物类似于石蜡的完全燃烧。试写出甲烷完全燃烧的化学方程式 　 　。③水电解系统：系统的主要部件是电解槽。系统将从尿处理系统输送来的水进行电解产生氧气，供航天员呼吸。写出电解水的化学方程式 　 　。④水净化系统：在沉降过程中，可用明矾作混凝剂，其化学式为KAl3(SO4)n(OH)6、n的值为 　 　。⑤冷凝水收集系统和尿处理系统：将空气中的水蒸气以及尿液进行多次水气分离后，进入水收集箱。【解答】解：（1）氢氧化锂和二氧化碳反应生成碳酸锂和水，反应的化学方程式：LiOH+CO2→Li2CO3+H2O。若用超氧化钾（KO2）吸收CO2，可以生成碳酸钾和氧气，该反应的化学方程式：KO2+CO2→K2CO3+O2。（2）从表中可见，开式系统和改进型开式系统初始质量和功耗较小，消耗性物质量大，适合于短期载人航天，半闭式系统实现氧和水的闭合，消耗性物质的携带量减少，适合于中期载人航天，闭式系统实现氧、水和食物的全闭环，几乎不需要后勤补给，适合于长期载人航天，环境控制和生命保障系统的选择，应根据空间站的规模、乘员人数、空间站工作寿命及天地往返系统的补给周期来决定其最终的方案。（3）①二氧化碳收集系统：二氧化碳的吸附剂有分子筛和固态胺两种。分子筛表面布满孔穴，结构类似于活性炭，对物质的吸附属于物理吸附。在吸收塔中原料气中的二氧化碳被脱除，在再生塔中释放出二氧化碳，加压和低温利于二氧化碳吸收。②萨巴蒂尔反应器中，一定条件下二氧化碳和氢气反应生成水和甲烷；甲烷完全燃烧生成水和二氧化碳。③电解水生成氢气和氧气。④KAl3(SO4)n(OH)6中，钾元素化合价是+1，铝元素化合价是+3，硫酸根化合价是﹣2，氢氧根化合价是﹣1，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，n的值为2。故答案为：（1）2LiOH+CO2=Li2CO3+H2O；4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2。（2）ABCD。（3）①活性炭；吸收。②CO2+4H22H2O+CH4；③CH4+2O2＝ (点燃)CO2+2H2O。④2H2O＝ (通电)2H2↑+O2↑；⑤2。

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