2025年大學(xué)《能源化學(xué)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——能源化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的作用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分）1.下列哪一項(xiàng)不是化石燃料燃燒產(chǎn)生的主要大氣污染物？A.二氧化碳B.一氧化碳C.氮氧化物D.甲烷2.在汽車(chē)尾氣處理中，選擇性催化還原（SCR）技術(shù)主要利用哪種物質(zhì)將氮氧化物（NOx）轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓∟2）？A.氫氣（H2）B.氨氣（NH3）C.一氧化碳（CO）D.氧氣（O2）3.電化學(xué)水處理技術(shù)利用電流通過(guò)水體產(chǎn)生活性物質(zhì)來(lái)降解有機(jī)污染物，這種方法的核心優(yōu)勢(shì)在于？A.能源效率極高B.無(wú)需添加化學(xué)藥劑C.可處理任何類(lèi)型的污染物D.設(shè)備成本極低4.從環(huán)境角度看，垃圾焚燒發(fā)電的主要優(yōu)點(diǎn)是？A.完全無(wú)害化處理廢棄物B.減少土地占用C.有效降低廢物的體積和部分有害物質(zhì)毒性D.實(shí)現(xiàn)所有資源回收5.太陽(yáng)能光伏電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的核心原理涉及？A.燃料燃燒釋放熱能B.催化劑促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)C.半導(dǎo)體材料的PN結(jié)光電效應(yīng)D.電化學(xué)氧化還原過(guò)程6.燃料電池相比于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)，其主要的環(huán)境優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在？A.能量轉(zhuǎn)換效率更高，且運(yùn)行過(guò)程不產(chǎn)生傳統(tǒng)意義上的大氣污染物（如NOx,SOx,CO）B.燃料來(lái)源更廣泛C.制造過(guò)程更簡(jiǎn)單D.運(yùn)行成本更低7.制備綠氫（利用可再生能源制氫）的環(huán)境意義主要體現(xiàn)在？A.降低氫氣的生產(chǎn)成本B.提高氫氣的能量密度C.實(shí)現(xiàn)氫氣的零碳或低碳生產(chǎn)，有助于應(yīng)對(duì)氣候變化D.替代化石燃料作為主要的能源載體8.下列哪種能源化學(xué)過(guò)程主要利用生物或化學(xué)催化劑將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物和氧氣？A.化石燃料燃燒B.電化學(xué)沉積C.光合作用D.燃料電池放電9.在評(píng)估一種能源化學(xué)技術(shù)用于環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)性時(shí)，以下哪個(gè)因素通常不被優(yōu)先考慮？A.技術(shù)的環(huán)境效益（如污染物減排量）B.技術(shù)的經(jīng)濟(jì)可行性（如成本、投資回報(bào)）C.技術(shù)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性D.技術(shù)發(fā)明者的聲譽(yù)10.對(duì)于能源化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的未來(lái)發(fā)展，以下哪項(xiàng)預(yù)測(cè)最為保守？A.新型高效、低毒催化劑將得到廣泛應(yīng)用B.智能化環(huán)境治理技術(shù)將成為趨勢(shì)C.所有能源化學(xué)環(huán)保技術(shù)都將實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化D.人工光合作用等前沿技術(shù)有望取得突破二、填空題（每空2分，共20分）1.能源化學(xué)通過(guò)__________、__________和__________等過(guò)程，將一種形式的能量轉(zhuǎn)化為另一種形式，并應(yīng)用于解決環(huán)境污染問(wèn)題。2.氮氧化物（NOx）是造成__________和__________的主要污染物。3.塑料等難降解有機(jī)廢棄物的化學(xué)回收通常涉及__________、__________等方法，旨在將其轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的產(chǎn)品或能源。4.燃料電池根據(jù)所用燃料的不同可分為_(kāi)_________、__________等類(lèi)型。5.生物質(zhì)能作為可再生能源，其環(huán)境友好性體現(xiàn)在__________和__________等方面。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述選擇性非催化還原（SNCR）技術(shù)脫除燃煤煙氣中NOx的基本原理。2.簡(jiǎn)述電化學(xué)高級(jí)氧化技術(shù)（AOPs）在處理難降解有機(jī)廢水中的應(yīng)用原理及其主要優(yōu)勢(shì)。3.比較太陽(yáng)能光伏發(fā)電和太陽(yáng)能光熱發(fā)電在能源轉(zhuǎn)換方式、環(huán)境影響及主要應(yīng)用場(chǎng)景上的異同。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為生物燃料（如生物乙醇、生物柴油）在減少交通運(yùn)輸領(lǐng)域碳排放和改善環(huán)境空氣質(zhì)量方面的潛力與面臨的挑戰(zhàn)。2.結(jié)合能源化學(xué)原理，論述如何通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新提升傳統(tǒng)工業(yè)過(guò)程（如水泥、鋼鐵生產(chǎn)）的能源效率并減少污染物排放。五、計(jì)算題（每題5分，共10分）1.某城市垃圾處理廠采用焚燒發(fā)電，每日處理垃圾1萬(wàn)噸，假設(shè)垃圾平均低位熱值為20MJ/kg，發(fā)電效率為30%，求該廠理論上每日可發(fā)電多少度（1kWh=3.6MJ）？2.某電化學(xué)水處理系統(tǒng)用于處理含一定濃度有機(jī)污染物的廢水，通電一段時(shí)間后，測(cè)得水體中有機(jī)污染物濃度從500mg/L下降到100mg/L，如果系統(tǒng)有效工作面積為50m2，通電量為1000C，估算該過(guò)程的平均降解效率（以去除率表示）。---試卷答案一、選擇題1.D2.B3.B4.C5.C6.A7.C8.C9.D10.C二、填空題1.燃燒，催化轉(zhuǎn)化，電化學(xué)2.光化學(xué)煙霧，酸雨3.熱解，氣化4.質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC），固體氧化物燃料電池（SOFC）5.減少化石燃料使用，實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：SNCR利用高溫（通常800-1200°C）將煙氣中的NO在催化劑（或無(wú)催化劑）作用下，通過(guò)氨基化合物（如氨NH3、尿素CO(NH2)2）作為還原劑，將NO還原為無(wú)害的N2和水。其基本反應(yīng)式為：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O。2.解析思路：電化學(xué)AOPs通過(guò)電極過(guò)程產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的自由基（如?OH），這些自由基的氧化還原電位非常高，能夠高效降解水體中穩(wěn)定的、難生物降解的有機(jī)污染物，將其礦化為CO2和H2O。其主要優(yōu)勢(shì)在于反應(yīng)速率快、無(wú)二次污染（產(chǎn)生的自由基消耗后降解為無(wú)害物質(zhì)）、可處理低濃度污染物、操作條件靈活等。3.解析思路：相同點(diǎn)：都利用太陽(yáng)能作為能源，具有清潔、可再生等優(yōu)點(diǎn)。不同點(diǎn)：轉(zhuǎn)換方式不同，光伏是光生載流子直接發(fā)電（光致電離），光熱是利用吸熱體升溫后做功發(fā)電（熱力循環(huán)）。環(huán)境影響不同，光伏無(wú)運(yùn)行排放，光熱系統(tǒng)可能涉及吸熱材料的環(huán)境影響及熱島效應(yīng)。應(yīng)用場(chǎng)景不同，光伏更適用于分布式發(fā)電、戶(hù)用系統(tǒng)，光熱更適用于大型集中式發(fā)電或提供熱能。四、論述題1.解析思路：潛力：生物質(zhì)是可再生資源，其碳在生長(zhǎng)過(guò)程中吸收大氣CO2，燃燒或轉(zhuǎn)化過(guò)程排放的CO2與吸收的碳相抵消，實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)，有助于減少交通領(lǐng)域化石燃料燃燒帶來(lái)的碳排放，改善空氣質(zhì)量（減少SOx,NOx,particulates等）。挑戰(zhàn)：生物質(zhì)原料的收集、運(yùn)輸和預(yù)處理成本較高；生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換效率有待提高；可持續(xù)種植/養(yǎng)殖可能帶來(lái)土地、水資源、生物多樣性等環(huán)境問(wèn)題；技術(shù)成熟度和規(guī)?；瘧?yīng)用仍需突破。2.解析思路：提升能源效率：通過(guò)過(guò)程優(yōu)化（如余熱回收利用、提高燃燒溫度和效率、優(yōu)化反應(yīng)路徑）、采用高效節(jié)能設(shè)備、改進(jìn)原料預(yù)處理方式等手段，減少能量損失。減少污染物排放：通過(guò)燃料預(yù)處理（脫硫脫硝）、開(kāi)發(fā)低NOx燃燒技術(shù)、應(yīng)用煙氣凈化技術(shù)（如SNCR+SCR）、采用清潔能源替代部分燃料（如工業(yè)綠氫）等手段，從源頭上或末端控制污染物生成與排放。需要結(jié)合具體工業(yè)過(guò)程，從反應(yīng)原理、工程實(shí)踐、經(jīng)濟(jì)成本等多角度提出綜合解決方案。五、計(jì)算題1.解析思路：首先將垃圾量單位化為千克，然后計(jì)算總熱量，再乘以發(fā)電效率得到電能。計(jì)算過(guò)程：10000t×1000kg/t×20MJ/kg×30%/3.6MJ/kWh=1667kWh。2.解析思路：降解效率指污染物被去除的百分比。初始濃度C1=500mg/L，最終濃度C2=100mg/