太空探索类
1.阅读下面科普短文。
2021年5月15日7时18分，“天问一号”探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预远选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得成功。此次“天问一号”的成功着陆，表明中国已掌握了安全着陆火星的一系列复杂技术。特别是中国首次探测火星，即一次性完成环绕、着陆和巡视三项操作，更是创下了世界首次。
火星作为太阳系中与地球最相似的行星，是各航天大国深空探测任务的最主要目标之一、国内外专家提出开展原位资源利用研究，即通过利用火星当地资源生产火星探测所需原料和能源，以减少成本。
火星大气和矿物是原位资源利用的主要研究对象。目前，探测出火星大气的主要成分及含量如图1所示，火星土壤不同位置处矿物的主要成分及含量如表1所示。
表1火星土壤不同位置处矿物的主要成分的质量分数(以氧化物计)
成分样品种类 | SiO2 | Al2O3 | MgO | FeO |
第一表层土壤 | 45.5% | 8.8% | 7.2% | 20.1% |
勃朗峰土壤 | 44.7% | 8.8% | 7.2% | 19.0% |
利用与地球上相似的冶炼原理，可以从火星土壤中获得多种金属单质。部分金属可以在CO2中燃烧，此反应可成为火星探测所需能量的来源之一、研究人员以火箭发动机为背景，分析了不同金属与CO2反应时，氧燃比(CO2与金属的质量比)对比冲的影响，比冲越高，发动机效率越高，结果如图2所示。火星原位资源利用技术仍面临诸多挑战，需要人们不断探索。依据文章内容回答下列问题。
(1)火星原位资源利用是指_______。
(2)由图1可知，在火星上，金属_______(易或不易)生锈。
(3)美国航空航天局(NASA)最新型火星车毅力号( Perseverance)今年2月登陆火星，毅力号上的火星氧气ISRU实验仪(MOXIE)成功从火星稀薄的大气中产生少量氧气。制氧方式与电解水过程类似。先从吸收二氧化碳开始，MOXIE内部会压缩并过滤二氧化碳以除去杂质，接着流过催化剂以分解为氧气和一氧化碳，最后一氧化碳排回大气中。写出二氧化碳转变为氧气的化学方程式_______。
(4)图2中，以Mg为燃料时，比冲与氧燃比的关系是_______。
(5)下列说法正确的是_______(填序号)。
a 火星原位资源利用能减少成本
b 火星原位资源利用技术已经非常成熟
c 由表1可知，火星土壤中至少含有4种金属元素
d 由表1可知，火星土壤中铝元素比镁元素含量高
2. (5分)研究发现，月壤非常干燥，不含有机质养分，不适合种菜。但它含有丰富的矿藏，仅月面表层5厘米厚的沙土中就含有上亿吨铁。月球两极也蕴藏着丰富的水资源，若被开发利用，或可满足未来登月及地月轨道补给站的需求。最令人兴奋的是，月壤中含有太阳风注入的100~500万吨氦一3(原子核内含有2个质子和1个中子，3代表质子数和中子数之和)，而由于大气层和磁场的阻挡下，地球上主要是氦-4.氦一3可作为安全无污染的核聚变燃料，100吨氦一3便能提供全世界使用一年的能源总量，合作开发月球，至少可以为人类供能10000年。中国化学工作者助力嫦娥航天工程获得圆满成功。
(1)我国自研的大推力无毒无污染的“长征”遥五运载火箭，采用液氢和液氧作推进剂。液氢、液氧从储存箱至气室气化，混合后再进燃烧室燃烧，其反应的微粒变化示意图顺序为_______(填序号)。该工作原理是将_______能转化为火箭的动能。
(2)氦-3和氦-4属于同种元素，氦-4原子核内中含有中子数为_______。
(3)典型的月球岩石有克利普岩，富含“K、P、U铀)、Th(钍)”；斜长岩，富含“Si、Al、Mg、Ca、Na”等。依据元素周期表显示的信息，有关分析说法正确的是_______。
A 两者都属于金属元素 B 元素原子的质子数各不相同
C 元素相对原子质量铀比钍大6克 D 原子核外电子数为铀比钍多2个
(4)月壤中仅表层5厘米厚的沙土就含上亿吨铁_______(填“分子”、“原子”或“元素”)。
3.依据文章内容回答问题。
2021年5月15日7时18分，“天问一号”探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得成功。
火星作为太阳系中与地球最相似的行星，是各航天大国深空探测任务的最主要目标之一。国内外专家提出开展原位资源利用研究，即通过利用火星当地资源生产火星探测所需的原料和能源，以减少成本。
火星大气和矿物是原位资源利用的主要研究对象。目前，探测出火星大气的主要成分及含量如图甲所示，火星土壤不同位置处矿物的主要成分及含量如下表所示。
利用与地球上相似的冶炼原理，可以从火星土壤中获得多种金属单质。部分金属可以在CO2中燃烧，此反应可成为火星探测所需能量的来源之一。研究人员以火箭发动机为背景，分析了不同金属与CO2反应时，氧燃比(CO2与金属的质量比)对比冲的影响，比冲越高，发动机效率越高，结果如图乙所示。火星原位资源利用技术仍面临诸多挑战，需要人们不断探索。
（1）火星原位资源利用是指____________________________________________________________。
（2）由图甲可知，在火星上，金属________(填“易”或“不易”)生锈。
（3）图乙中，以Mg为燃料时，比冲与氧燃比的关系是________________________________________________.
（4）下列说法正确的是________(填字母序号)。
A.火星原位资源利用能减少成本 B.火星原位资源利用技术已经非常成熟
C.由表可知，火星土壤中至少含有4种金属元素 D.由表可知，火星土壤中铝元素比镁元素的含量高
1.
【答案】
(1)通过利用火星当地资源生产火星探测所需原料和能源
(2)不易
(4)在实验研究的氧燃比范围内，随着氧燃比的增大，比冲先增大后减小
(5) ad
【解析】 (1)火星原位资源利用是指通过利用火星当地资源生产火星探测所需原料和能源;
(2)火星的大气主要成分中几乎没有氧气，也几乎没有水，所以铁不易生锈；
(3) 二氧化碳流过催化剂以分解为氧气和一氧化碳：
(4)图2中，Mg作燃料时，在实验研究的氧燃比范围内，随着氧燃比的增大，比冲先增大后减小；
(5)a、火星原位资源利用能减少成本，正确；
b、火星原位资源利用技术还处于探索阶段，不成熟，错误；
c、由表1可知，火星土壤中至少含有3种（即镁、铝、铁）金属元素，错误；
故选ad。
2.
【答案】
(1)③②① 化学
(2) 2
(3)ABD
(4)元素
【解析】(1)液氢、液氧从储存箱至气室气化，分子之间间隔变大；混合是一个物理变化没有生成新物质；燃烧室燃烧生成水分子，是一个化学变化，故其反应的微粒变化示意图顺序为③②①。该工作原理是将化学能转化为火箭的动能。
(2)元素是质子数相同的一类原子；氦-3和氦-4属于同种元素，都是2号元素质子数为2，则氦-4原子核内中含有中子数为4-2=2。
(3)元素周期表信息图示中：左上角的数字表示原子序数；字母表示该元素的元素符号；中间的汉字表示元素名称；汉字下面的数字表示相对原子质量。
A 、由汉字结构可知，两者都属于金属元素，正确；
B 、原子中质子数=原子序数=核外电子数，则元素原子的质子数各不相同，正确；
C 、元素相对原子质量没有克这样的单位，错误；
D、 由B分析可知，原子核外电子数为铀比钍多92-90=2个，正确。
故选ABD。
(4)物质都是由元素组成的；月壤中仅表层5厘米厚的沙土就含上亿吨铁元素。
3.
【答案】（1）通过利用火星当地资源生产火星探测所需的原料和能源
（2）不易
（3）在实验研究的氧燃比范围内，随着氧燃比的增大，比冲先增大后减小
（4）AD
【解析】
（1）由第二段可知，原位资源利用研究，即通过利用火星当地资源生产火星探测所需的原料和能源，以减少成本。
（2）由图甲可知，火星大气中无氧气和水蒸气，金属不易生锈。
（4）A.火星原位资源利用能减少成本，正确；B.火星原位资源利用技术还处于探索阶段，不成熟，错误；.由表可知，火星土壤中至少含有3种金属元素(即镁、铝、铁)，错误；D.由表可知，火星土壤中铝元素的含量为
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2018年元月26日
