A、分离液态空气是利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低，进行的混合物的分离，没有新物质生成，属于物理变化，故A错；

B、蒸发海水是水由液态变为气态，只是状态发生了变化，没有新物质生成，属于物理变化，故B错；

C、煅烧石灰石生成氧化钙和二氧化碳，有新物质生成，属于化学变化，故C正确；

D、用干冰人工降雨是利用干冰升华只是由固态直接变为气态，吸热使周围温度降低，水蒸气冷凝成水滴，只是状态发生了变化，没有新物质生成，属于物理变化，故D错．

故选C