資源簡介

(共22張PPT)
跨學(xué)科實(shí)踐活動10
調(diào)查我國航天科技領(lǐng)域中新型
材料、新型能源的應(yīng)用
九年級化學(xué) 下冊 人教版2024
新課引入
“神舟” 問天 “嫦娥” 探月 “北斗” 指路 “祝融” 探火
“羲和” 逐日 “天和” 遨游星辰
“悟空”“慧眼” 探索宇宙奧秘
活動設(shè)計與實(shí)施
任務(wù)一 了解我國宇航產(chǎn)品的基本情況
我國宇航產(chǎn)品的種類有哪些？其主要用途有哪些呢？
活動設(shè)計與實(shí)施
任務(wù)一 了解我國宇航產(chǎn)品的基本情況
我國宇航產(chǎn)品的種類有哪些？其主要用途有哪些呢？
活動設(shè)計與實(shí)施
任務(wù)一 了解我國宇航產(chǎn)品的基本情況
我國宇航產(chǎn)品的種類有哪些？其主要用途有哪些呢？
活動設(shè)計與實(shí)施
任務(wù)二 了解宇航產(chǎn)品的材料選擇基本情況
1. 查閱資料，結(jié)合金屬材料、高分子材料等知識，了解并分析宇航產(chǎn)品的主體結(jié)構(gòu)、外部涂層、功能部件等所使用的材料及其特點(diǎn)。
（1）主體結(jié)構(gòu)方面：常用的金屬材料包括鈦合金和鋁合金。鈦合金具有高強(qiáng)度、高耐腐蝕性和良好的高溫性能，能夠承受太空環(huán)境中的極端壓力和溫度變化。鋁合金則具有輕質(zhì)、良好的加工性能和一定的強(qiáng)度，有助于減輕宇航產(chǎn)品的整體重量。
（2）外部涂層方面：通常會采用耐高溫、耐磨損、抗輻射的涂層材料。例如，一些特殊的陶瓷涂層，能夠有效保護(hù)宇航產(chǎn)品免受太空高能粒子的輻射和微小隕石的撞擊；高分子材料聚酰亞胺，具有優(yōu)異的耐高溫性能和絕緣性能，也常用于外部涂層，以提供防護(hù)和絕緣作用。
（3）功能部件方面：對于一些需要高精度和高可靠性的部件，如傳感器、光學(xué)儀器等，會使用具有良好導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性且穩(wěn)定性的金屬材料，如金、銀、銅等。而對于一些需要減震、密封和絕緣的部件，則會使用高分子材料，如橡膠、塑料等，它們具有良好的彈性和柔韌性。
總結(jié)：在宇航產(chǎn)品中，材料的選擇取決于其特定的性能需求，以確保產(chǎn)品在極端的太空環(huán)境中能夠安全、可靠地運(yùn)行。
2.根據(jù)調(diào)查的材料信息完善示意圖。
練習(xí)：學(xué)案第2題
活動設(shè)計與實(shí)施
任務(wù)三 了解宇航產(chǎn)品的能源選擇
1.火箭的能源。查閱資料，結(jié)合燃燒、能量等知識，了解并分析火箭的推進(jìn)劑，說明不同推進(jìn)劑的特點(diǎn)。
練習(xí)：學(xué)案第3題
活動設(shè)計與實(shí)施
任務(wù)四 設(shè)想航天科技領(lǐng)域中未來的新型材料和能源
一. 新型材料
1.碳納米管材料:碳納米管具有極高的強(qiáng)度、剛度和導(dǎo)熱性，重量卻極輕。未來可用于制造航天器的結(jié)構(gòu)部件，如機(jī)身、機(jī)翼等。
2.金屬泡沫材料:金屬泡沫是一種具有多孔結(jié)構(gòu)的金屬材料，兼具金屬和泡沫的特性，有良好的吸能、減震、隔音效果，還具有較高的比強(qiáng)度和比剛度。
3.智能材料:如形狀記憶合金、壓電材料等，能夠感知環(huán)境變化并做出相應(yīng)的響應(yīng)。
二.新型能源
1.巨大的能量，其能量釋放效率遠(yuǎn)高于目前已知的任何能源。若能解決反物質(zhì)的產(chǎn)生、儲存和控制等技術(shù)難題，反物質(zhì)能源將為航天器提供超強(qiáng)的動力，使星際旅行等超遠(yuǎn)距離的航天任務(wù)成為可能。
2.量子能源:利用量子領(lǐng)域的特殊現(xiàn)象，如量子隧穿、量子糾纏等開發(fā)新型能源技術(shù)。例如，通過量子隧穿效應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量的高效傳輸和轉(zhuǎn)換，或利用量子糾纏實(shí)現(xiàn)能源的遠(yuǎn)程傳輸，為航天器在太空中獲取和利用能源提供全新的方式。
3.暗物質(zhì)能源:暗物質(zhì)占宇宙物質(zhì)的大部分，但目前對其性質(zhì)和作用機(jī)制了解甚少。若能深入研究暗物質(zhì)，找到利用暗物質(zhì)釋放能量的方法，將為航天領(lǐng)域帶來取之不盡、用之不竭的能源，徹底改變航天能源的格局.
經(jīng)典例題
例1.下列金屬材料中，常用于航天領(lǐng)域的是（ ）
A. 純鐵 B. 鋁合金 C. 青銅 D. 鉛錫合金
B
【解析】A 選項(xiàng)純鐵的密度較大，不符合航天領(lǐng)域?qū)Σ牧腺|(zhì)量輕的要求，而且純鐵易生銹，耐腐蝕性能相對較差，所以純鐵不常用于航天領(lǐng)域，A錯誤。B 選項(xiàng)鋁合金具有密度小、質(zhì)量輕的特點(diǎn)，能有效減輕航天器的重量;同時鋁合金強(qiáng)度較高，能滿足航天領(lǐng)域?qū)Σ牧蠌?qiáng)度的要求，并且其耐腐蝕性能也較好，適合在復(fù)雜的太空環(huán)境中使用，所以鋁合金常用于航天領(lǐng)域，B正確。C選項(xiàng)青銅是銅錫合金，其密度較大，質(zhì)量相對較重，不利于航天器的輕量化設(shè)計，且在一些性能方面不如鋁合金適合航天領(lǐng)域，所以青銅不常用于航天領(lǐng)域，C錯誤。D選項(xiàng)鉛錫合金密度較大，同樣不符合航天領(lǐng)域?qū)Σ牧腺|(zhì)量輕的需求，所以鉛錫合金不常用于航天領(lǐng)域，D錯誤。
例2.硼纖維有較好的耐熱性，不與氯氣和水反應(yīng)，可與某些金屬制成新型材料，在1200℃時氯化硼(BCl3)蒸氣與干燥純凈的氫氣反應(yīng)可制得硼和氯化氫。下列說法不正確的是（ ）
A.該反應(yīng)中只有兩種物質(zhì)為氣態(tài) B.氯化硼可能會與水反應(yīng)
C.含硼纖維的材料有耐熱性 D.該反應(yīng)需要在隔絕空氣的條件下進(jìn)行
A
例3.北京時間2024年10月30日4時27分，神舟十九號載人飛船乘夜色飛向浩瀚太空，發(fā)射取得圓滿成功。神舟十九號航天員乘組順利入駐“天宮”與神舟十八號航天員乘組會師。液氫、液氧可用作神舟飛船運(yùn)載火箭的推進(jìn)劑，下列說法不正確的是( )
A.火箭升空是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能并最終轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的結(jié)果
B.用液氧來做推進(jìn)劑是利用了液態(tài)氧的可燃性
C.液氫是高能清潔燃料，其本身無毒，燃燒產(chǎn)物是水，熱值很大
D.運(yùn)載火箭的鋁合金外殼具有密度小、耐腐蝕、強(qiáng)度高的特性
B
例4.科技是第一生產(chǎn)力，近年來我國在科技領(lǐng)域取得了一系列輝煌成就。
（1）“福建號”航母在建造過程中大量使用特種鋼。該特種鋼的耐腐蝕性能比純鐵的______（填“好”或“差”）。
（2）“天舟號”貨運(yùn)飛船換裝了以LiFePO4作正極材料的新型鋰電池。已知LiFePO4中Li為+1價，PO43－為－3價，則其中Fe的化合價為________。
（3）“嫦娥號”月球登陸器表面覆蓋了由聚酰亞胺和鋁箔構(gòu)成的多層保溫材料。
① 聚酰亞胺屬于有機(jī)合成材料。聚酰亞胺中一定含有的元素是_____（填元素符號）C、H、O、N等。
② 鋁塊可以制成鋁箔是利用了鋁的_______ （填“導(dǎo)電”或“延展”）性。
（4）“長征五號”大推力運(yùn)載火箭助力我國天宮空間站建設(shè)。該火箭助推器使用煤油（含C11H24、C12H26、C13H28等分子）作燃料，液氧作助燃劑。
① 煤油屬于_____________（填“純凈物”或“混合物”）。
② 煤油在氧氣中充分燃燒，產(chǎn)物的化學(xué)式為_____________________。
好
+2
C
延展
混合物
CO2、H2O
化學(xué)就像你頭頂上的果實(shí)，
只要肯稍作努力，成功的
甜蜜就屬于你！
祝你成功！
下課
Thanks!
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

展開更多......

收起↑