Question

随着我国航天科技水平的迅速发展，探测火星已成为我国航天科技发展的远景目标，但要把人类送上火星，还有许多航天技术问题需要解决，如：如何提供在往返路程中宇航员呼吸所需要的氧气和消除呼吸过程中产生的二氧化碳就是一个值得研究的问题．已知一个成年人平均每年要呼吸空气6570000L左右，而目前的飞船飞往火星来回一趟需两年的时间，如果在飞船发射时携带全部所需的氧气．则数量很大，将大大提高发射的成本和难度．

(1)若飞船上有三名宇航员，请计算来回火星一趟，理论上需要氧气________kg(氧气的密度是1.43g/L，答案取整数．)

(2)有人提出在飞船上供氧的两个方案：①通过太阳能电池产生的电流来电解水；②通过下列化学反应产生氧气2Na₂O₂＋2CO₂2Na₂CO₃＋O₂．

从减轻飞船发射重量和消除呼吸过程产生的二氧化碳的角度请你评价这两个方案最主要的优缺点(各写一点)：

(3)也有科学家提出研究使宇航员人工冬眠的技术或加快飞船速度，缩短航行时间来少氧气的携带量．你是否有较好的方案，请举一例________；你提出该方案的简要理由是______________．

Answer 1

答案：
解析：

(1)三名宇航员平均每年需要的氧气的体积： 　　6570000L×21％×3＝4139100L 　　则理论上需要氧气的质量： 　　m＝ρV＝1.43g/L×4139100L×2＝11837826g≈11838kg； 　　(2)设要制32g氧气，需水的质量为x，需Na2O2的质量为y． 　　2H2O2H2↑＋O2↑ 　　36　　　　　　　32 　　x　　　　　　　　32g 　　＝，x＝36g． 　　2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2 　　156　　　　　　　　　　　　32 　　y　　　　　　　　　　　　　32g 　　＝，y＝156g． 　　由计算知，产生等质量的氧气，用的Na2O2要比H2O的质量大． 　　(3)在飞船内种植光合作用效率高的植物要解决的问题就是不断地产生氧气且同时消除呼出的二氧化碳，而植物的光合作用可解决此问题．二氧化碳和氧气循环利用，既能减轻飞船发射时的质量又能同时消除呼吸过程产生的二氧化碳