Question

問題  隨著我國航天科技水平的迅速發(fā)展，探測火星已成為我國航天科技發(fā)展的遠景目標(biāo)，但要把人類送上火星，還有許多航天技術(shù)問題需要解決。如：如何提供在往返路程中航天員呼吸所需要的氧氣和消除呼吸過程產(chǎn)生的二氧化碳就是一個值得研究的問題。已知一個成年人平均每年要呼吸空氣6570000L左右，而目前的飛船飛往火星來回一趟需兩年的時間，如果在飛船發(fā)射時攜帶所需的氧氣，則質(zhì)量很大，將大大提高發(fā)射的成本和難度。

   （1）若飛船上有三名航天員，請計算來回火星一趟，理論上需要氧氣__________kg。（氧氣的密度是1.43g/L，答案取整數(shù)）

   （2）有人提出在飛船上供氧的兩個方案：  ①通過太陽能電池產(chǎn)生的電流來電解水。

 ②通過下列化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氧氣：2Na₂O + 2CO₂ === 2Na₂CO₃ + O₂↑ 從減少飛船發(fā)射質(zhì)量和消除呼吸過程產(chǎn)生的二氧化碳的角度，請你評價這兩個方案最主要的優(yōu)缺點（各寫一點）。

                                                                            

   （3）也有科學(xué)家提出研究使航天員人工冬眠的技術(shù)或加快飛船速度，縮短航行時間來減少氧氣的攜帶量。你是否有較好的方案，請舉一例：___ _        ______。你提出該方案的簡要理由：_____                                                  ____。

Answer 1

【分析】題目提示要從兩方面去考慮問題。從CO₂的循環(huán)處理來看，方案②要優(yōu)于方案①，但通過計算可知，產(chǎn)生同質(zhì)量的O₂，方案②消耗原料質(zhì)量大，發(fā)射成本高，從這點看，方案①要優(yōu)于方案②。我們最熟悉的CO₂與O₂之間的循環(huán)就是植物的光合作用了，它與人的呼吸作用過程恰好相反，且成本低，簡單易行。

【答案】（1）11838（按氧氣體積分?jǐn)?shù)為21%計算）（2）方案①：優(yōu)點是產(chǎn)生同質(zhì)量的氧氣，飛船發(fā)射時質(zhì)量較�。蝗秉c是不能同時消除呼吸過程產(chǎn)生的二氧化碳。方案②：優(yōu)點是產(chǎn)生氧氣的同時能消除呼吸過程產(chǎn)生的二氧化碳；缺點是產(chǎn)生同質(zhì)量的氧氣時飛船發(fā)射質(zhì)量較大。（3）在飛船內(nèi)種植光合作用效率高的植物。 二氧化碳和氧氣循環(huán)利用，既能減輕飛船發(fā)射的質(zhì)量又能同時消除呼吸過程產(chǎn)生的二氧化碳。