题目
（一）科普阅读，回答下列问题臭氧（O3）在通常状况下是淡蓝色、有鱼腥臭味的气体．臭氧不稳定，一旦受热极易转化成氧气，并放出大量的热。臭氧的氧化能力比氧气强得多，可以支持燃烧。空气中的氧气在高压放电的条件下能转化为臭氧，臭氧在地面附近的大气层中含量极少，在离地面约25km处有一个厚度极薄的臭氧层．臭氧层能吸收太阳辐射中的大量紫外线，使地球上的生物免遭紫外线的伤害。超音速飞机排出的废气中的一氧化碳、一氧化氮等气体，家用电冰箱中使用的制冷剂“氟利昂”等对臭氧层有很大的破坏作用，会使臭氧层形成空洞，从而使更多的紫外线照射到地球表面，导致皮肤癌的发病率大大增加。臭氧具有较强的杀菌能力，研究人员用臭氧分析仪监测紫外灯照射产生的臭氧浓度随时间的变化，实验结果如图1，还通过实验研究了臭氧浓度与其杀菌效果的关系（如图2）。灭菌率 https:/img.cdnjtzy.com/zyb_f399bfbd330069b27412caf5e1fb6af0.jpg% -|||-臭氧浓度 /(mgcdot (L)^-3) ) 1001-|||-700 90-|||-600 80-|||-500 氧气 70-|||-400 空气 60-|||-300 50-|||-200 40-|||-100 30-|||-0 50 100 150 200 250 300 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10-|||-紫外灯照射时间 臭氧浓度 /(mgcdot (L)^-1)-|||-图1 图2阅读分析，解决问题：（1）写出氧气转化成臭氧的符号表达式 ____ 。（2）为保护臭氧层，应采取的措施是 ____ （写1条）。（3）将带火星的木条伸入盛有臭氧的集气瓶中，可以观察到的现象是 ____ 。（4）由图1可知，紫外灯照射时间相同时，氧气产生的臭氧量比空气产生的臭氧量 ____ （选填“大”或“小”）。（5）由图2可知，臭氧浓度与其杀菌效果的关系是 ____ 。（二）工业上以天然气（主要成分CH4）和空气为原料合成氨气，流程如图所示：灭菌率 https:/img.cdnjtzy.com/zyb_f855d93c211e486f0dfeba5defba6655.jpg% -|||-臭氧浓度 /(mgcdot (L)^-3) ) 1001-|||-700 90-|||-600 80-|||-500 氧气 70-|||-400 空气 60-|||-300 50-|||-200 40-|||-100 30-|||-0 50 100 150 200 250 300 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10-|||-紫外灯照射时间 臭氧浓度 /(mgcdot (L)^-1)-|||-图1 图2（6）“空气分离”中分离出来的N2、O2的气体体积比约为 ____ 。（7）“氧化制氢”时温度约在1300℃～1500℃，但无需外界供热，说明该反应 ____ （选填“放出”或“吸收”）热量。（8）“合成氨”需要在高温、高压、催化剂的条件下进行，其反应的符号表达式为 ____ 。（9）“氨分离”常采用液化分离法，类似于分离液态空气制取氧气。主要原理是根据NH3与N2、H2的 ____ （选填“熔点”或“沸点”）不同将其分离开来。（10）流程中将N2和H2返回到合成氨设备中，其目的是 ____ 。（11）国际能源署预测2050年氢基燃料（包括氨）在交通燃料中的占比会提高到近30%。现有研究表明，以氨气氢气为混合燃料的内燃机是碳中和时代非常有竞争力的零碳动力。氨气、氢气混合燃料的内燃机中发生的反应主要有：①N(H)_(3)+(O)_(2)→^点燃(N)_(2)+(H)_(2)O；② ____ 。
（一）科普阅读，回答下列问题
臭氧（O3）在通常状况下是淡蓝色、有鱼腥臭味的气体．臭氧不稳定，一旦受热极易转化成氧气，并放出大量的热。臭氧的氧化能力比氧气强得多，可以支持燃烧。空气中的氧气在高压放电的条件下能转化为臭氧，臭氧在地面附近的大气层中含量极少，在离地面约25km处有一个厚度极薄的臭氧层．臭氧层能吸收太阳辐射中的大量紫外线，使地球上的生物免遭紫外线的伤害。
超音速飞机排出的废气中的一氧化碳、一氧化氮等气体，家用电冰箱中使用的制冷剂“氟利昂”等对臭氧层有很大的破坏作用，会使臭氧层形成空洞，从而使更多的紫外线照射到地球表面，导致皮肤癌的发病率大大增加。
臭氧具有较强的杀菌能力，研究人员用臭氧分析仪监测紫外灯照射产生的臭氧浓度随时间的变化，实验结果如图1，还通过实验研究了臭氧浓度与其杀菌效果的关系（如图2）。
阅读分析，解决问题：
（1）写出氧气转化成臭氧的符号表达式 ____ 。
（2）为保护臭氧层，应采取的措施是 ____ （写1条）。
（3）将带火星的木条伸入盛有臭氧的集气瓶中，可以观察到的现象是 ____ 。
（4）由图1可知，紫外灯照射时间相同时，氧气产生的臭氧量比空气产生的臭氧量 ____ （选填“大”或“小”）。
（5）由图2可知，臭氧浓度与其杀菌效果的关系是 ____ 。
（二）工业上以天然气（主要成分CH4）和空气为原料合成氨气，流程如图所示：
（6）“空气分离”中分离出来的N2、O2的气体体积比约为 ____ 。
（7）“氧化制氢”时温度约在1300℃～1500℃，但无需外界供热，说明该反应 ____ （选填“放出”或“吸收”）热量。
（8）“合成氨”需要在高温、高压、催化剂的条件下进行，其反应的符号表达式为 ____ 。
（9）“氨分离”常采用液化分离法，类似于分离液态空气制取氧气。主要原理是根据NH3与N2、H2的 ____ （选填“熔点”或“沸点”）不同将其分离开来。
（10）流程中将N2和H2返回到合成氨设备中，其目的是 ____ 。
（11）国际能源署预测2050年氢基燃料（包括氨）在交通燃料中的占比会提高到近30%。现有研究表明，以氨气氢气为混合燃料的内燃机是碳中和时代非常有竞争力的零碳动力。氨气、氢气混合燃料的内燃机中发生的反应主要有：
①$N{H}_{3}+{O}_{2}→^{点燃}{N}_{2}+{H}_{2}O$；
② ____ 。
臭氧（O3）在通常状况下是淡蓝色、有鱼腥臭味的气体．臭氧不稳定，一旦受热极易转化成氧气，并放出大量的热。臭氧的氧化能力比氧气强得多，可以支持燃烧。空气中的氧气在高压放电的条件下能转化为臭氧，臭氧在地面附近的大气层中含量极少，在离地面约25km处有一个厚度极薄的臭氧层．臭氧层能吸收太阳辐射中的大量紫外线，使地球上的生物免遭紫外线的伤害。
超音速飞机排出的废气中的一氧化碳、一氧化氮等气体，家用电冰箱中使用的制冷剂“氟利昂”等对臭氧层有很大的破坏作用，会使臭氧层形成空洞，从而使更多的紫外线照射到地球表面，导致皮肤癌的发病率大大增加。
臭氧具有较强的杀菌能力，研究人员用臭氧分析仪监测紫外灯照射产生的臭氧浓度随时间的变化，实验结果如图1，还通过实验研究了臭氧浓度与其杀菌效果的关系（如图2）。
阅读分析，解决问题：
（1）写出氧气转化成臭氧的符号表达式 ____ 。
（2）为保护臭氧层，应采取的措施是 ____ （写1条）。
（3）将带火星的木条伸入盛有臭氧的集气瓶中，可以观察到的现象是 ____ 。
（4）由图1可知，紫外灯照射时间相同时，氧气产生的臭氧量比空气产生的臭氧量 ____ （选填“大”或“小”）。
（5）由图2可知，臭氧浓度与其杀菌效果的关系是 ____ 。
（二）工业上以天然气（主要成分CH4）和空气为原料合成氨气，流程如图所示：
（6）“空气分离”中分离出来的N2、O2的气体体积比约为 ____ 。
（7）“氧化制氢”时温度约在1300℃～1500℃，但无需外界供热，说明该反应 ____ （选填“放出”或“吸收”）热量。
（8）“合成氨”需要在高温、高压、催化剂的条件下进行，其反应的符号表达式为 ____ 。
（9）“氨分离”常采用液化分离法，类似于分离液态空气制取氧气。主要原理是根据NH3与N2、H2的 ____ （选填“熔点”或“沸点”）不同将其分离开来。
（10）流程中将N2和H2返回到合成氨设备中，其目的是 ____ 。
（11）国际能源署预测2050年氢基燃料（包括氨）在交通燃料中的占比会提高到近30%。现有研究表明，以氨气氢气为混合燃料的内燃机是碳中和时代非常有竞争力的零碳动力。氨气、氢气混合燃料的内燃机中发生的反应主要有：
①$N{H}_{3}+{O}_{2}→^{点燃}{N}_{2}+{H}_{2}O$；
② ____ 。
题目解答
答案
解：（1）空气中的氧气在高压放电的条件下能转化为臭氧，符号表达式为：${O}_{2}\mathop{→}\limits_{}^{高压放电}{O}_{3}$。
（2）由题干信息“超音速飞机排出的废气中的一氧化碳、一氧化氮等气体，家用电冰箱中使用的制冷剂“氟利昂”等对臭氧层有很大的破坏作用，会使臭氧层形成空洞”，则为保护臭氧层，应采取的措施是飞机排放的废气经处理后再排放，少用或不用“氟里昂”制冷剂等；
（3）由题干信息“臭氧的氧化能力比氧气强得多，可以支持燃烧”，则将带火星的木条伸入盛有臭氧的集气瓶中，可以观察到的现象是带火星的木条复燃；
（4）由图1可知，紫外灯照射时间相同时，氧气产生的臭氧量比空气产生的臭氧量大；
（5）由图2可知，在一定浓度范围内，臭氧浓度越大，其杀菌效果越好；
（6）空气中氮气体积分数78%，氧气体积分数21%，故“空气分离”中分离出来的N2、O2的气体体积比约为4：1。
（7）“氧化制氢”时温度约在1300℃～1500℃，但无需外界供热，说明该反应放出热量。
（8）高温、高压、催化剂的条件下进行，氮气和氢气生成氨气，文字表达式是：${N}_{2}+{H}_{2}\mathop{→}\limits_{高温}^{高压催化剂}N{H}_{3}$。
（9）分离液态空气制取氧气，利用空气中各成分沸点不同。
（10）流程中将N2和H2返回到合成氨设备中，其目的是提高原料利用率；
（11）氨气、氢气混合燃料的内燃机中发生的反应，氨气燃烧生成氮气和水，氢气燃烧生成水，文字表达式为：${H}_{2}+{O}_{2}\mathop{→}\limits_{}^{点燃}{H}_{2}O$。
故答案为：
（1）${O}_{2}\mathop{→}\limits_{}^{高压放电}{O}_{3}$；
（2）飞机排放的废气经处理后再排放，少用或不用“氟里昂”制冷剂等；
（3）木条复燃；
（4）大；
（5）臭氧浓度越高，灭菌率越高；
（6）4：1；
（7）放出；
（8）${N}_{2}+{H}_{2}\mathop{→}\limits_{高温}^{高压催化剂}N{H}_{3}$；
（9）沸点；
（10）提高利用率；
（11）${H}_{2}+{O}_{2}\mathop{→}\limits_{}^{点燃}{H}_{2}O$。
（2）由题干信息“超音速飞机排出的废气中的一氧化碳、一氧化氮等气体，家用电冰箱中使用的制冷剂“氟利昂”等对臭氧层有很大的破坏作用，会使臭氧层形成空洞”，则为保护臭氧层，应采取的措施是飞机排放的废气经处理后再排放，少用或不用“氟里昂”制冷剂等；
（3）由题干信息“臭氧的氧化能力比氧气强得多，可以支持燃烧”，则将带火星的木条伸入盛有臭氧的集气瓶中，可以观察到的现象是带火星的木条复燃；
（4）由图1可知，紫外灯照射时间相同时，氧气产生的臭氧量比空气产生的臭氧量大；
（5）由图2可知，在一定浓度范围内，臭氧浓度越大，其杀菌效果越好；
（6）空气中氮气体积分数78%，氧气体积分数21%，故“空气分离”中分离出来的N2、O2的气体体积比约为4：1。
（7）“氧化制氢”时温度约在1300℃～1500℃，但无需外界供热，说明该反应放出热量。
（8）高温、高压、催化剂的条件下进行，氮气和氢气生成氨气，文字表达式是：${N}_{2}+{H}_{2}\mathop{→}\limits_{高温}^{高压催化剂}N{H}_{3}$。
（9）分离液态空气制取氧气，利用空气中各成分沸点不同。
（10）流程中将N2和H2返回到合成氨设备中，其目的是提高原料利用率；
（11）氨气、氢气混合燃料的内燃机中发生的反应，氨气燃烧生成氮气和水，氢气燃烧生成水，文字表达式为：${H}_{2}+{O}_{2}\mathop{→}\limits_{}^{点燃}{H}_{2}O$。
故答案为：
（1）${O}_{2}\mathop{→}\limits_{}^{高压放电}{O}_{3}$；
（2）飞机排放的废气经处理后再排放，少用或不用“氟里昂”制冷剂等；
（3）木条复燃；
（4）大；
（5）臭氧浓度越高，灭菌率越高；
（6）4：1；
（7）放出；
（8）${N}_{2}+{H}_{2}\mathop{→}\limits_{高温}^{高压催化剂}N{H}_{3}$；
（9）沸点；
（10）提高利用率；
（11）${H}_{2}+{O}_{2}\mathop{→}\limits_{}^{点燃}{H}_{2}O$。