Question

在長(zhǎng)期的航天飛行中，比較難解決的問(wèn)題是宇航員的食物與氧氣供應(yīng)問(wèn)題．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在太空艙內(nèi)“飼養(yǎng)”小球藻可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)?kg小球藻（鮮重）經(jīng)光合作用每小時(shí)約可釋放氧氣224mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．一名宇航員要維持正常的生命活動(dòng)，每小時(shí)約需0.25mol的葡萄糖提供能量．請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題：
（1）1kg小球藻在光照條件下，每小時(shí)可產(chǎn)生

 

 g葡萄糖．
（2）若一名宇航員維持生命活動(dòng)所需的葡萄糖全部來(lái)自小球藻的光合作用，則太空艙內(nèi)至少應(yīng)“飼養(yǎng)”小球藻

 

 kg．
（3）若宇航員每天（24小時(shí)）消耗的900g葡萄糖全部由小球藻提供（不考慮小球藻的自身消耗），則“飼養(yǎng)”的這些小球藻至少需光照

 

 h．
（4）若宇航員用¹⁸O標(biāo)記的水來(lái)培植小球藻，則經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，首先出現(xiàn)含¹⁸O的應(yīng)是

 

（填寫(xiě)下列選項(xiàng)的字母），理由是

 

．
A．小球藻的光合產(chǎn)物C₆H₁₂O₆
B．小球藻的呼吸產(chǎn)物二氧化碳
C．宇航員的呼吸產(chǎn)物二氧化碳
D．宇航員的尿液．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專(zhuān)題：計(jì)算題

分析：（1）根據(jù)n=

V

Vm

計(jì)算氧氣的物質(zhì)的量，通過(guò)化學(xué)方程式得到葡萄糖的物質(zhì)的量，帶入m=n?M計(jì)算質(zhì)量；
（2）根據(jù)一名宇航員每小時(shí)所需葡萄糖的質(zhì)量與每千克小球藻產(chǎn)生的葡萄糖相比較，即可得到所需的小球藻的質(zhì)量；
（3）有題干可計(jì)算出每小時(shí)1 kg小球藻可產(chǎn)生0.3 g葡萄糖，則可以計(jì)算出要產(chǎn)生900 g葡萄糖，需150 g小球藻的光照時(shí)間；
（4）用¹⁸O標(biāo)記的水被小球藻分解產(chǎn)生O₂，O₂被宇航員吸收參加有氧呼吸產(chǎn)生水，部分水隨尿液排出體外．

解答： 解：（1）標(biāo)準(zhǔn)狀況下224ml氧氣的物質(zhì)的量為：

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，小球藻在光照條件下發(fā)生如下反應(yīng)：6CO₂+6H₂O→C₆H₁₂O₆+6 O₂，生成葡萄糖的物質(zhì)的量為

1

6

×0.01mol=0.00167mol，其質(zhì)量為0.00167mol×180g/mol=0.3g，
故答案為：0.3；
（2）根據(jù)一名宇航員每小時(shí)所需葡萄糖的質(zhì)量與每千克小球藻產(chǎn)生的葡萄糖相比較，即可得到所需的小球藻的質(zhì)量為0.25 mol×

180g/mol

0.3g/kg

=150 kg．
（3）若宇航員每天（24小時(shí)）消耗的900g葡萄糖全部由小球藻提供，則每小時(shí)1 kg小球藻可產(chǎn)生0.3 g葡萄糖，則要產(chǎn)生900 g葡萄糖，需150 g小球藻至少光照

900

150×0.3

=20小時(shí)．
故答案為：20；
（4）用¹⁸O標(biāo)記的水被小球藻分解產(chǎn)生O₂，O₂被宇航員吸收參加有氧呼吸產(chǎn)生水，部分水隨尿液排出體外，因此首先出現(xiàn)含¹⁸O的應(yīng)是宇航員的尿液，
故答案為：D；用¹⁸O標(biāo)記的水被小球藻分解產(chǎn)生O₂，O₂被宇航員吸收參加有氧呼吸產(chǎn)生水，部分水隨尿液排出體外．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道化學(xué)和生物的綜合性題目，難度不大，側(cè)重于根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算能力、新知識(shí)接受及應(yīng)用能力的考查．