高中化学 主题1 空气资源 氨的合成 课题1 空气分离学业分层测评 鲁科版选修2

空气分离 (建议用时：45分钟)学业达标1氮气是空气的主要组成部分。因此有科学家根据蒸汽机的原理，设计制造出了液氮蒸汽机，即利用液态氮的蒸发来驱动机车，从而达到环境保护的目的。其原理是()AN2在空气中燃烧放热BN2与H2反应放热CN2在空气中约占78%(体积分数)D液态氮的沸点为196 C，远低于常温【解析】根据深冷分离空气的基本原理，液氮在常温常压下，由液态汽化为气体，体积膨胀做功。故答案为D。【答案】D2(2013南京高二质检)当液态空气温度升高达到刚沸腾时，在蒸发出的气体中()A基本上不含氧气B氮气占体积的78%C基本上不含氮气D氮气含量稍高于体积的78%【解析】由于氧气的沸点比氮气高，当液态的空气温度升高达到刚沸腾时，首先蒸发出来的气体是氮气，所以基本上不含氧气。工业上用分离液态空气的方法制氧气，就是根据空气中各组分的沸点不同进行精馏分离的。【答案】A3采用深冷分离液态空气时，先逸出稀有气体的原因是() 【导学号：28920002】A稀有气体性质不活泼B在空气中含量最少C分子直径最小D沸点最低【解析】深冷分离空气是利用空气各组分沸点不同而分离的方法。【答案】D4在下列物质的应用中，属于利用物质的吸附性的是()氢氧化铝胶体用于净水无水硫酸铜用作干燥剂木炭用于工业制糖中的脱色四氯化碳用于提取溴水中的溴ABCD【解析】无水硫酸铜用作干燥剂的原理是硫酸铜跟水发生化合反应。四氯化碳用于提取溴水中的溴是利用了溴在四氯化碳中的溶解性。【答案】B5下列说法中不正确的是()A膜分离可应用于化工、石油、燃料等工业中回收各种气体B当空气通过膜分离装置时，氧分子能透过膜，而氮分子不能透过膜C膜分离法制备的富氧空气含氧量在25%40%之间D膜分离法分离过程复杂，设备费用高，耗能多【答案】D6下列操作原理与渗析原理相同的是()A深冷分离B变压吸附C蒸馏和精馏D膜分离【解析】渗析、膜分离原理均是利用粒子直径大小而进行分离、提纯的方法。【答案】D7(双选)下列说法中正确的是() 【导学号：28920003】A深冷分离法是大规模生产高纯度氧气、氮气等气体的方法，并且能耗小，生产成本较低B空气的成分自古至今都是不变的C在绝热的条件下，将空气加压通过节流阀后突然膨胀，叫做节流膨胀D分馏是化学变化【解析】A项，深冷分离法能耗大；B项，空气的成分受人类活动的影响；D项，分馏是物理变化。【答案】C8下列关于膜分离技术的说法中，不正确的是()A膜分离所使用的薄膜必须具有使某些物质可以通过，另一些物质不能通过的特性B膜分离法制备富氧空气是利用空气透过气体分离膜时，由于氧气和氮气透过的能力不同而使二者分离的方法C膜分离技术制备的富氧空气的含氧量在35%左右D膜分离技术只能用于空气的分离【解析】膜分离技术也可以用于其他混合物的分离，如氯碱工业中使用的阳离子膜。【答案】D能力提升9正常情况下，大气中含有约78%的N2,21%的O2，还含有少量的CO2、水蒸气以及稀有气体和杂质。如果大气中二氧化碳的含量明显增加，就会引起“温室效应”，导致全球变暖。(1)二氧化碳是共价化合物，它的电子式可表示为_。(2)实验室中检验CO2气体最方便的方法是将CO2气体通入饱和的澄清石灰水中，产生的实验现象是_，相应的反应方程式为_。(3)在宇宙飞船和太空站上工作的宇航员，在密闭的工作舱内需要吸入氧气，呼出CO2，飞船内可以使用一种物质，它能吸收CO2，并产生氧气，该物质是_，其反应方程式为_。【答案】(1) (2)产生白色沉淀(或白色浑浊)Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O(3)Na2O22Na2O22CO2=2Na2CO3O210(1)图瓦卢是由多个珊瑚礁形成的岛国。由于大气中CO2含量的剧增，大量珊瑚礁(主要成分是碳酸钙)被海水侵蚀，其原因是(用化学方程式表示)：_。(2)温室效应导致海平面上升，引起温室效应的人为原因主要是：_。(3)为了控制温室效应。各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实，设想将CO2液化后，送入深海海底。以减小大气中CO2的浓度。为使CO2液化，可采用的措施是_。A减压、升温B增压、升温C减压、降温D增压、降温(4)科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究，把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质。如将CO2和H2以14的比例混合，通入反应器。在适当的条件下即反应，可获得一种重要的能源。请完成以下化学方程式：CO24H2()2H2O若将CO2与H2混合，在一定条件下以13的比例发生反应，生成某种重要的化工原料和水。该化工原料可能是_。A烷烃B烯烃C炔烃D芳香烃(5)快速、有效地减缓大气中CO2大量增加的生态学措施是_。A使用天然气等燃料B控制全球人口增长C植树造林，保护森林D立即减少煤和石油的燃烧【答案】(1)CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2(2)大量化石燃料(煤、石油、天然气)的燃烧(3)D(4)CH4B(5)C11下面是关于汽车燃料及其燃烧产物性质的问题。(1)如图对三种不同类型汽车(以序号、表示)的废气排放情况进行了比较。这三种汽车分别是以汽油为燃料的汽车、以天然气(主要成分是甲烷)为燃料的汽车和电动汽车。请判断其中序号为的是_汽车，序号为的是_汽车。(以下为废气成分)碳氢化合物一氧化碳(CO)氮氧化物(NOx)二氧化碳(CO2)(2)下图为一定量饱和Ca(OH)2溶液中通入二氧化碳气体后，产生CaCO3白色沉淀的质量与二氧化碳体积之间的关系曲线。试回答：OA段曲线和AB段曲线所表示的反应方程式是OA：_AB：_A点时已参加反应的CO2和Ca(OH)2的物质的量之比为_。B处溶液中存在的浓度较大的两种离子是_和_。(填离子符号)将B处生成的溶液煮沸，可见到的现象是_。【解析】(1)燃料燃烧越不充分，产生的废气就越多。由于含碳量：汽油天然气，故汽油不如天然气燃烧充分。(2)OA表示CaCO3沉淀量随通入CO2的量增加而增加；AB表示CaCO3不断溶解；A点表示CO2与Ca(OH)2完全反应，且沉淀量最大，即n(CO2)nCa(OH)211；B处为Ca(HCO3)2溶液，Ca(HCO3)2受热易分解：Ca(HCO3)2CaCO3CO2H2O。【答案】(1)电动以汽油为燃料的(2)Ca(OH)2CO2=CaCO3H2OCaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)211Ca2HCO生成白色沉淀12航天飞行器座舱内空气更新过程如图所示： 【导学号：28920004】(1)是CO2和H2的反应装置，该反应的化学方程式为_(2)从装置、可看出O2的来源是CO2和H2O，宇航员每天消耗28 mol O2，呼出23 mol CO2，则宇航员每天呼出的气体中含H2O_mol。(3)以下是另一种将CO2转化为O2的实验设想，其中，由MgCl26H2O制取无水MgCl2的部分装置(铁架台、酒精灯已略)如下：下图是制取无水MgCl2的装置，装置a由_、_、双孔塞和导管组成循环物质甲的名称是_。制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行，原因是_。装置b中填充的物质可能是_(填入编号)e硅胶f碱石灰g无水氯化钙h浓硫酸设计d装置要注意防止倒吸，请在方框中画出d装置的简图，并要求与装置c的出口处相连(铁架台不必画出)。【解析】(1)由装置进出气体成分可知反应物为CO2和H2，产物为C和H2O。(2)由装置、可知：n(O2)n(CO2)n(H2O)(据氧原子守恒)，可得：n(H2O)(28 mol23 mol)210 mol。(3)考查仪器的名称；可由制备无水MgCl2的反应流程判断循环物质为HCl；MgCl2溶液受热时，Mg2水解；b装置作用是除去HCl中水分，且为固体干燥剂。【答案】(1)2H2CO2=2H2OC(2)10(3)分液漏斗圆底烧瓶盐酸抑制水解eg 见图