Question

2012年6月，中國航天史上掀開極具突破性的一章：“神舟九號”實現了與“天宮一號”的載人交會對接．讓我們一起解讀“神九”：
（1）為航天員提供的“人造空氣”中含有體積分數為70%的氮氣、20%以上的氧氣、少量二氧化碳等氣體．某同學對“人造空氣”的分析如下：①氮氣含量比空氣低；②氮氣沒有任何作用，可不添加；③改成純氧氣更有益于航天員呼吸；④沒有污染物．其中正確的是

①④

．
（2）“神九”載人飛船所用液態燃料是四氧化二氮和偏二甲肼的混合物．發射時，四氧化二氮和偏二甲肼發生劇烈反應如下：C₂H₈N₂+2N₂O₄=2CO₂+4H₂O+3X，其中X的化學式為

N₂

．
（3）為防止載人飛船在高溫烘烤下表面被氧化，在載人飛船表面涂了一層納米硅酸鹽涂料．這種涂料應具有哪些性質？

熔點高

、

化學性質穩定

．（至少答兩點）
（4）三位宇航員所穿的航天服中有廢氣處理系統．先讓廢氣進入一個裝有活性炭的盒子除去臭氣，這一過程利用了活性炭的

吸附

性．再用氫氧化鋰（LiOH）作吸收劑除去二氧化碳（氫氧化鋰和氫氧化鈣具有相似的化學性質），請寫出該反應的化學方程式

2LiOH+CO₂=Li₂CO₃+H₂O

．

Answer 1

分析：（1）空氣中含氮量為78%，而人造空氣中只有70%，小于空氣中氮氣的含量； 空氣中三大污染物，氮氧化合物（主要指二氧化氮），二氧化硫和可吸入顆粒物；
（2）根據質量守恒定律反應前后原子種類和數目不變考慮；（3）由已知條件“為防止載人飛船在高溫烘烤下表面被氧化”推斷納米硅酸鹽涂料的作用．（4）活性炭是黑色粉末狀或顆粒狀的無定形碳．活性炭主成分除了碳以外還有氧、氫等元素．活性炭在結構上由于微晶碳是不規則排列，在交叉連接之間有細孔，在活化時會產生碳組織缺陷，因此它是一種多孔碳，堆積密度低，比表面積大具有吸附性，根據方程式的寫法寫出方程式．

解答：解：（1）①空氣中含氮量為78%，而人造空氣中只有70%，小于空氣中氮氣的含量．故①正確；
②這種“人造空氣”中氮氣含量約占70%以上，氧氣占20%以上，此外，還有一氧化碳和二氧化碳等氣體，非常接近空氣的比例．這樣，航天員呼出了二氧化碳，吸進氧氣，而飛船能根據儀器實時監測各種氣體含量，并自動調節起各種氣體成分，同時將有毒的氣體過濾掉，始終保證飛船內的空氣適合航天員呼吸．故②不正確；
③據航天專家介紹，在六十年代，美國和前蘇聯的飛船都采用純氧供航天員呼吸．有一次，美國的一艘飛船正在地面做試驗，不知什么原因引起了電火花，導致氧氣爆炸，使正在飛船里工作的三名航天員當場喪生．故③不正確；
④這種“人造空氣”中不含二氧化氮、二氧化硫和可吸入顆粒物，無污染物．故④正確；
故選①④；
（2）由方程式可知反應物中含有2個碳原子、8個氫原子、6個氮原子、8個氧原子，生成物中含有2個碳原子、8個氧原子、8個氫原子，所以還缺少6個氮原子，因為前面系數是3，所以x化學式是N₂；
（3）由已知條件“為防止載人飛船在高溫烘烤下表面被氧化”可知，納米硅酸鹽涂料應具有的性質是：熔點高，化學性質穩定等；
（4）因為活性炭是一種多孔碳，堆積密度低，比表面積大，會吸收有毒有害的氣體．故“神七”航天服中有廢氣處理系統．先讓廢氣進入一個裝有活性炭的盒子除去臭氣，這一過程利用了活性炭的吸附性；反應物是氫氧化鋰和二氧化碳，生成物是碳酸鋰和水，用觀察法配平即可，所以方程式是：2LiOH+CO₂=Li₂CO₃+H₂O．
故答案為：（1）①④；（2）N₂；（3）熔點高；化學性質穩定等；（4）吸附；2LiOH+CO₂=Li₂CO₃+H₂O （其他合理答案也給分）．

點評：本題主要考查學生運用所學化學知識綜合分析和解決實際問題的能力．增加了學生分析問題的思維跨度，強調了學生整合知識的能力．