此文刊发在《化学教学》2006年第8期

                　　　　　　  神舟六号飞船载人航天相关知识综合测试

　　　　　　　　　　　　　湖北省巴东县第二高级中学  田宗学   444324

  　2005 年10月12日9时39分，我国的神舟六号载人飞船在酒泉卫星发射中心，用“长征”二号F运载火箭发射成功，将费俊龙和聂海胜两名宇航员送上太空，飞船准确进人预定轨道，载人飞船在太空运行5天5夜，绕地球76圈，期间宇航员进行了一系列空间科学实验，10月16日4时32分，载人飞船返回舱在内蒙古四子王旗主着陆场成功着陆，航天英雄自主出舱，凯捷而归。神舟六号载人飞船的成功发射和回收，是我国航天史上一座新的里程碑，标志着中国在攀登世界科学技术高峰的征程上，又迈出了具有历史重大意义的一步，谱写了中华民族自强不息的壮丽诗篇，它将中国人民的智慧和才能、高科技水平展示在世人面前，使每一个炎黄子孙感到非常的自豪。

　　载人飞船的运行、能量供应以及载人飞船上人类生存条件的保障等和化学、物理学、电磁学、生物学等知识紧密联系，是理科综合测试的热点背景内容，尤其是飞船的发射和回收过程涉及到化学上的许多知识点，笔者编撰几道试题。通过分析可进一步整合课本知识，培养综合分析能力。

     试用中学阶段所学知识回答下列问题：

1.神舟六号成功的发射，第二次实现了毛泽东当年立下的“敢上九天揽月”的雄心壮志。长征2号火箭承担运载“神六”的使命。氢化锂、氘化锂、氚化锂可以作为起动长征2号(CZ2F)火箭发射的优良炸药，下列说法正确的是（       ）

    A. LiH，LiD，LiT摩尔质量之比为1:2:3

    B.它们都是共价化合物

    C. H、D、T之间互称同素异形体

D.它们都是强还原剂

2.我国用“长征2F”型火箭将神舟六号载人飞船送上太空，火箭用肼（N₂H₄）作燃料，NO作氧化剂，反应的化学方程式是： N₂H₄+2NO 2X+2H₂O    则X的化学式为（        ）

   A.N₂            B.NO₂             C.NH₃                  D.N₂O

  3.神舟六号飞船的航天员在10月13日已经首次进入轨道舱进行科学实验，这是我国第一次有人参与的空间科学实验，宇航员在轨道舱内进行科学实验，下列仪器无法正常使用的是（     ）

  A.托盘天平       B.比重计        C.水银温度计        D.酸式（碱式）滴定管

 4. 同神舟五号飞船相比，神舟六号有 75项技术改动，更加安全、可靠和舒适。宇航员在航天飞船内生活需要氧气，必须携带生氧剂。从携带方便和效率考虑，最好选用（    ）                   

A .H₂O₂              B. Na₂O₂         C. K0₂             D KMn0₄    

    5.神舟六号飞船内有一个“晶体”实验箱，主要是用于材料的研究。如制造晶体，制得的晶体纯度与大小远远优于地球上所制得的晶体。其原因主要是（       ）

    A.由于有宇宙射线的作用

B.微粒的大小发生了根本的变化

C.由于处于失重状态，微粒分布特别均匀

D.微粒之间失去了相互作用 

    6.我国已经建成了酒泉、太原和西昌卫星发射中心，为了发射卫星时尽量节约火箭中的燃料，在自南向北排列的三亚、福州、上海、大连四城市中，你认为最合适的是（      ）

    A.三亚            B.福州          C.上海             D.大连

    7.肼（N₂H₄）是一种常用的火箭燃料，对应的氧化剂通常用过氧化氢，如果火箭推进器中盛有液态的肼和液态过氧化氢，当它们混合反应时立即产生大量的氮气和水蒸气，并放出大量的热。已知0.4mol液态肼与足量过氧化氢发生反应，可放出256.6kJ的热量，下列热化学方程式正确的是（   ）

    A.N₂H₄（l）+2H₂O₂（l） N₂（g）+4H₂O（l）   △H=-256.6kJ/mol

    B.N₂H₄（l）+2H₂O₂（l） N₂（g）+4H₂O（g）   △H=-641.5kJ/mol

C.N₂H₄（l）+2H₂O₂（g） N₂（g）+4H₂O（g）   △H=-641.5kJ/mol     
D.N₂H₄（l）+2H₂O₂（l） N₂（g）+4H₂O（g）   △H=+641.5kJ/mol

    8.对偏二甲肼结构和性质的推测正确的是（      ）

    A.偏二甲肼属于无机物  

B. 偏二甲肼分子中含有离子键

C.偏二甲肼属于有机物

D.分子中的所有氮原子和碳原子都在同一平面上

9.偏二甲肼的同分异构体有（         ）

A.1种             B.2种           C.3种           D.无法确定

10.偏二甲肼的晶体属于（          ）

A.分子晶体        B.原子晶体        C.离子晶体      D.金属晶体

11.发射神舟六号火箭用的是长征2F型火箭，燃料为偏二甲肼，氧化剂是N₂O₄，下列说法不正确的是（       ）

A.偏二甲肼中原子个数比为C:H:N=1:4:1

B.参加反应的物质中只含C、H、N、O四种元素

C.该反应中只有氢元素的化合价没有变化

D.在宇宙舱内比地球上难做过滤实验

12.同发射神舟五号飞船的火箭相比，发射神舟六号飞船的“长征2F”型火箭有多项技术改进，有了更多的功能。这枚火箭上第一次安装了摄像头，可把火箭从起飞到船箭分离等动作的画面实时传回，以帮助地面测控人员更加准确地观测和判断火箭状态。

   （1）火箭起飞时，可以看到一级火箭中部会冒出红棕色气体，这是为了保证贮箱安全，由保险活动门自动开启所排放出的部分高压氧化剂变化而来的。其化学方程式为______________________。

   （2） 已知“神舟六号”飞船使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼作推进剂。偏二甲肼由C、H、N三种元素组成，且该化合物的相对分子质量为60，其中含碳40%，含氢13.3%，其余是氮。该分子中有一个氮原子是以—N—存在，且不与H原子直接相连。燃料的氧化剂是液态N₂O₄，燃烧产物只有CO₂、N₂、H₂O（g）。5.00g“偏二甲肼”完全燃烧可以放出212.5kJ热量。

①“偏二甲肼”的分子式为________________________。

     ②写出“偏二甲肼”的结构简式：_________________________________。

③偏二甲肼的同分异构体有多种，任意写出其中两种的结构简式：_____________________。

④写出燃料燃烧的热化学方程式：_________________________________________________。

13.在神舟六号飞船里开展了空间材料科学及空间环境探测等一系列空间科学实验，进行了多学科、大规模和前沿性的空间科学与应用研究，标志着我国空间科学研究和空间资源的开发进入了新的发展阶段。试回答下列相关问题：

①航天技术保障措施靠科学的组织管理和复杂的检查测试。在宇宙飞船中为了使宇航员得到一个稳定的、良好的生存环境，一般在飞船内安装了盛有Na₂O₂颗粒的装置，它的用途是再生氧气， 如用KO₂（超氧化钾）代替Na₂O₂也能达到同样目的。试写出超氧化钾和CO₂反应的化学方程式：

_______________________________________________。

②计算用Na₂O₂和KO₂分别与CO₂反应，生成等量的氧气所需Na₂O₂和KO₂的质量比为1:____。

  14.宇航员佩戴头盔的盔壳由聚碳酸酯制成，具有隔音、隔热、防碰撞、减震性好、质量轻等特点。已知苯酚分子与酚羟基直接相连的碳原子的邻位、对位上的氢原子有很好的反应活性，易跟某些含羰基的化合物RCOR'（R、R'代表烷基或H原子）发生缩合反应生成新的有机物和水。苯酚还能发生如下反应生成有机酸酯 ：        O                  O

  —OH +Cl—C—CH₃   —O—C—CH₃ + HCl

                            乙酸苯酚脂

      图—1是合成聚碳酸酯的过程（反应条件和部分产物未写出）  

      CH₃               CH₃

      C   H         C  O  O  H        OH

      CH₃                CH₃                              X

                                            O               

                                        H₃C  C  CH₃ 

                                          O

                      CO₂+Cl₂          Cl  C   Cl                      

                     CH₃            O

        [ O          C          O  C]_n

CH₃     聚碳酸酯

                                       图—1

 请写出：

    （1）X的结构简式______________________，按有机物分类方法x属于________类化合物。

                              O                       

    （2）在一定条件下X与Cl—C—Cl反应合成聚碳酸酯的化学方程式___________________。

    （3）x和浓溴水反应时，1 mol X最多消耗Br₂___________mol。

     (4)与乙酸苯酚酯分子式相同，分子中含有苯环且属于酯的其它可能的结构简式_____________。

15.(1)已知：N₂（g）+2O₂（g） 2NO₂（g）； △H=+67.7kJ/mol         

          N₂H₄（g）+N₂（g）+2H₂O（g）；   △H=-534kJ/mol。

发射火箭用肼的气体为原料，以NO₂为氧化剂，两种物质反应生成氮气和水蒸气，试写出反应的热化学方程式：_________________________________。

(2)设在（1)问答案中的反应热为△H₁，如果是生成液体水，对应的反应热为△H₂（保持各物质的化学计量数不变），则△H₂的绝对值比△H₁的绝对值_________________（填“大”、“小”、“相等”）。

    （3）如果发射火箭用肼为原料，以N₂O₄为氧化剂，等物质的量的肼在N₂O₄中完全燃烧放出的热量比在NO₂中完全燃烧放出的热量__________________（填“大”、“小”、“相等”）。

16.宇宙飞船的座舱内空气更新过程如图—2所示：

座   舱

I

II

III

           空气、CO₂、H₂O

空气                  CO₂                                                        C

                                                                                              O₂                                   H₂O              H₂            H₂O

 

                                  图—2

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

（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28molO₂，呼出23molCO₂，则宇航员每天呼出的气体中含H₂O_________mol。

（3）以下是另一种将CO₂转化为O₂的实验设想：

                               Cl₂

                 稀盐酸    H₂O      HCl+O₂

    Mg     MgO                        HCl         电解

CO₂                        MgCl₂·6H₂O         MgCl₂           Cl₂+Mg

    点燃     C

循环物质甲

循环物质甲

其中，由MgCl₂·6H₂O制取无水MgCl₂的部分装置如下：         

                                              

                                  b          c

                                         

                                                    

                  a                                                                             

                                                                 

                      

                                                              d

                               图—3

①图—3中，装置a由____________、______________双孔塞和导管组成。

②循环物质甲的名称是_____________________。

③制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行，原因是_________________________。

④装置b中填充的物质可能是_____________（填写编号）

e.硅胶      f.碱石灰        g.无水氯化钙        h.浓硫酸

⑤设计d装置要注意防止倒吸，请在方框中画出d装置的简图，并要求与装置c的出口处相连接。

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 附 答 案：

1.D   2.A   3.ABD   4.C   5.C   6.A   7.B   8.C   9.C   10.A   11.C

12.（1）N₂O₄ 2NO₂（红棕色）            NH₂

（2）①C₂H₈N₂     ②CH₃—C—CH₃  或       N      或     H₃C—HN—NH—CH₃。

                         NH₂         CH₃     CH₃

 ③                      NH₂

    CH₃—C—CH₃ 、        N       、  H₃C—HN—NH—CH₃。

         NH₂         CH₃     CH₃

④ C₂H₈N₂（l）+2N₂O₄（l） 2CO₂（g）+4H₂O（g）+3N₂（g）   △H=-2550kJ/mol

13.① 4KO₂+2CO₂ 2K₂CO₃+3O₂↑ ；② 0.6。

 

14.  （1）           CH₃           

         HO          C          OH ； 酚。 

CH₃

（2）        CH₃               O     一定条件           CH₃

      nHO         C         OH+nCl—C—Cl        [O          C          O  C]_n+2nHCl

CH₃                                        CH₃

      （3） 4

      （4）   CH₂COOH     COOCH₃    H₃C     COOH  H₃C          COOH

                   COOH

            CH₃        

   15.（1）2N₂H₄（g）+2NO₂（g） 3N₂（g）+4H₂O（g）   △H=-1135.7kJ/mol

      （2）大

      （3）小。

16. （1）2H₂+CO₂ 2H₂O+C

    （2）10

    （3） ①分液漏斗  烧瓶 

 ②盐酸   

③防止水解  

 ④ e  g     

 ⑤如右图所示