2017-2018学年高中化学主题1空气资源氨的合成课题1空气的分离学案鲁科版选修2

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1、课题1　空气分离1．知道深冷分离、变压吸附分离和膜分离三种空气分离方法的原理以及它们的适用范围。2．了解蒸馏和精馏的原理以及它们之间的区别和联系，了解吸附作用的原理。(重点)3．理解空气各组分的物理性质与所采用的分离方法的关系。4．认识空气作为一种资源的重要性以及分离技术对开发和利用资源的意义。(重难点)空气中各成分的应用空气是氧气、氮气、二氧化碳、稀有气体等组成的混合物。炼钢和金属焊接需要氧气，合成氨需要氮气，而稀有气体常用做保护气及各种灯泡的填充气。1．稀有气体常用做保护气和灯泡填充气，这是利用气体的什么性质？

2、【提示】　稳定性。如何将空气的各组分分离开1.深冷分离(1)定义：先将空气降温、加压液化后，再将液态空气升温，根据空气中各种组分的沸点不同进行精馏分离。(2)空气液化的方法：先加压再进行热交换，最后进行节流膨胀。(3)分离液态空气的方法——精馏精馏也叫分馏，是在一个设备内同时进行多次部分汽化和部分冷凝来分离液态混合物的方法。2．变压吸附(1)原理：沸石分子筛和炭分子筛具有巨大的内表面积，吸附性能很强，且具有较高的选择性，从而得到富氧空气。(2)过程：加压吸附和减压解吸。(3)优点：比深冷分离法能耗低，设备简单。3．

3、膜分离(1)定义：利用具有选择透过性能的薄膜，在外力推动下对混合物进行分离、提纯、浓缩的一种新的分离方法。(2)优点：过程简单，设备费用低，能耗少等。2．液态空气精馏时，沸点高的组分先挥发出来还是沸点低的组分先挥发出来？【提示】　随着温度的升高，沸点低的组分先达到沸点而挥发出来。空气组分的分离【问题导思】　①分离空气常用的方法有哪些？【提示】　a．深冷分离法；b.变压吸附分离法；c.膜分离法。②精馏液态空气时，先获得液氮(沸点：－196℃)还是液氧(沸点：－183℃)?【提示】　沸点低的液氮先分离出来。③当空气通过

4、膜分离装置时，氧分子能透过膜而氮分子不能透过膜，说明哪种气体分子的直径更大一些？【提示】　直径大的气体分子不能透过膜，故分子直径：N2>O2。1．深冷分离(1)定义：深冷分离是先将空气降温、加压液化，再将液态空气升温，根据空气中各组分的沸点不同进行精馏分离。(2)方法2．变压吸附分离将加压的空气通过分子筛，氮气和氧气因分别被吸附而分离开来，再把被吸附的气体从分子筛中解吸出来的分离方法称为变压吸附。3．膜分离膜分离是利用特殊制造的、具有选择透过性能的薄膜，在外力推动下对混合物进行分离、提纯、浓缩的一种新的分离方式。　

5、下列分离物质的方法中，不是根据粒子大小进行分离的是(　　)A．渗析B．过滤C．分馏D．膜分离【解析】　A项，渗析是根据胶体粒子直径和溶液中分子、离子直径不同，将溶液中溶质与胶粒分离开的方法；B项，过滤是根据浊液中分散质直径和溶液中分散质直径不同，将二者分离的方法；C项，分馏是利用混合物中各组分沸点不同，将各组分分离的方法；D项，膜分离是利用O2和N2分子直径大小不同使二者分离的方法。【答案】　C在压强为1.01×105Pa时液态氮的沸点是－196℃，液态氧的沸点是－183℃，液态氦的沸点是－269℃。采用深冷分离法

6、从空气中分离这3种气体时，随温度升高它们逸出的先后顺序是(　　)【导学号：28920000】A．氦气、氮气、氧气B．氧气、氮气、氦气C．氮气、氧气、氦气D．氧气、氦气、氮气【解析】　采用深冷分离空气时，随温度升高，沸点低的气体先逸出。【答案】　A1．空气的4种成分：O2、N2、CO2、稀有气体。2．空气的3种分离方法：深冷分离法、变压吸附分离法、膜分离法。1．下列各项不属于我国城市空气质量报告内容的是(　　)A．SO2B．CO2C．NO2D．PM2.5【解析】　该题是常识性问题。CO2不属于城市空气质量报告内容。【

7、答案】　B2．下列说法错误的是(　　)【导学号：28920001】A．空气是氧气、氮气、二氧化碳、稀有气体等组成的混合物B．空气中的氮气可用于合成氨，稀有气体常用做保护气及各种灯泡的填充气C．在深冷分离中，液态空气精馏是利用空气中各组分的沸点不同进行分离D．膜分离是利用分子筛对空气进行分离，从而制得富氧空气【解析】　膜分离是利用特制的、具有选择透过性能的薄膜，在外力推动下对混合物进行分离、提纯、浓缩的一种方法。【答案】　D3．下列操作利用吸附作用分离的是(　　)A．深冷分离B．变压吸附C．蒸馏法海水淡化D．膜分离【

8、解析】　深冷分离是根据各组分的沸点不同进行精馏分离；变压吸附是利用分子筛具有较大的内表面积，吸附性能很强的特点，进行加压吸附和减压解吸的分离方法；海水淡化利用各组分沸点不同而分离；膜分离是利用具有透过性能的薄膜进行分离的方法。【答案】　B4．下列关于空气分离的叙述中，不正确的是(　　)A．深冷分离法分离空气时，使空气温度降低的方法是先加压，再进行热交换，最后