2025年大學(xué)《能源化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——能源化學(xué)中的材料表征技術(shù)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共30分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)。）1.下列哪一種技術(shù)主要用于測(cè)定材料的晶體結(jié)構(gòu)和晶粒尺寸？a)紫外-可見(jiàn)光譜b)X射線衍射c)掃描電子顯微鏡d)熱重分析2.紅外光譜主要用于研究材料的：a)骨架振動(dòng)b)電子躍遷c)原子核自旋d)表面形貌3.拉曼光譜與紅外光譜相比，其主要優(yōu)點(diǎn)是：a)靈敏度更高b)可研究水吸收峰c)可提供分子振動(dòng)模式信息d)操作更簡(jiǎn)單4.掃描電子顯微鏡的主要成像原理是：a)發(fā)射電子與樣品相互作用產(chǎn)生的二次電子b)X射線衍射c)熱量變化d)核磁共振5.透射電子顯微鏡主要用于觀察：a)表面形貌b)微觀結(jié)構(gòu)c)元素分布d)化學(xué)鍵6.原子力顯微鏡的主要特點(diǎn)是：a)可在真空、液體甚至空氣中工作b)分辨率極高c)可提供樣品的元素組成信息d)成本低廉7.熱重分析主要用于研究材料的：a)晶體結(jié)構(gòu)b)熱穩(wěn)定性c)元素組成d)表面形貌8.差示掃描量熱法主要用于研究材料的：a)熱容量b)相變溫度c)熱穩(wěn)定性d)比表面積9.循環(huán)伏安法主要用于研究材料的：a)磁性b)電化學(xué)性能c)光學(xué)性質(zhì)d)機(jī)械強(qiáng)度10.電化學(xué)阻抗譜主要用于研究材料的：a)電阻b)電容c)電化學(xué)過(guò)程d)熱導(dǎo)率11.質(zhì)譜主要用于測(cè)定：a)物質(zhì)的分子量b)物質(zhì)的元素組成c)物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)d)物質(zhì)的表面形貌12.比表面積測(cè)定主要用于測(cè)定材料的：a)密度b)粒徑c)比表面積d)元素組成13.在表征催化劑時(shí)，常用的技術(shù)包括：a)X射線衍射、紅外光譜、程序升溫還原b)掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、熱重分析c)循環(huán)伏安法、電化學(xué)阻抗譜、原子力顯微鏡d)質(zhì)譜、比表面積測(cè)定、核磁共振14.在表征太陽(yáng)能電池材料時(shí)，常用的技術(shù)包括：a)紫外-可見(jiàn)光譜、拉曼光譜、X射線光電子能譜b)掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、熱重分析c)循環(huán)伏安法、電化學(xué)阻抗譜、原子力顯微鏡d)質(zhì)譜、比表面積測(cè)定、核磁共振15.在表征儲(chǔ)能材料時(shí)，常用的技術(shù)包括：a)熱重分析、差示掃描量熱法、循環(huán)伏安法b)掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、原子力顯微鏡c)質(zhì)譜、比表面積測(cè)定、核磁共振d)紫外-可見(jiàn)光譜、拉曼光譜、X射線光電子能譜二、填空題（每空1分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上。）1.材料表征技術(shù)是研究材料的______、______、______、______等性質(zhì)的技術(shù)。2.X射線衍射（XRD）技術(shù)基于______與晶體物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的______現(xiàn)象。3.紅外光譜（IR）技術(shù)基于分子______和______的振動(dòng)，吸收特定波長(zhǎng)的紅外光。4.拉曼光譜（Raman）技術(shù)基于分子振動(dòng)引起的光的______效應(yīng)。5.掃描電子顯微鏡（SEM）利用______轟擊樣品，產(chǎn)生______、______等信號(hào)進(jìn)行成像。6.透射電子顯微鏡（TEM）利用______穿透樣品，根據(jù)樣品對(duì)電子的______和______成像。7.原子力顯微鏡（AFM）利用______與樣品表面原子間的______力，在樣品表面掃描時(shí)產(chǎn)生______信號(hào)。8.熱重分析（TGA）研究材料的質(zhì)量隨______的變化關(guān)系，差示掃描量熱法（DSC）研究材料在______過(guò)程中吸收或釋放的熱量變化。9.循環(huán)伏安法（CV）是一種______電化學(xué)技術(shù)，通過(guò)循環(huán)改變______掃描______，研究電極反應(yīng)。10.電化學(xué)阻抗譜（EIS）利用______研究電極過(guò)程的動(dòng)力學(xué)，可以提供關(guān)于電極過(guò)程的______、______等信息。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分。）1.簡(jiǎn)述紫外-可見(jiàn)光譜在能源化學(xué)中的應(yīng)用。2.簡(jiǎn)述X射線衍射在材料表征中的作用。3.簡(jiǎn)述掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡的區(qū)別。4.簡(jiǎn)述熱重分析和差示掃描量熱法的區(qū)別。四、論述題（10分。）試述材料表征技術(shù)在能源化學(xué)領(lǐng)域的重要性，并舉例說(shuō)明如何利用材料表征技術(shù)解決能源化學(xué)領(lǐng)域的實(shí)際問(wèn)題。試卷答案一、選擇題1.b2.a3.b4.a5.b6.a7.b8.b9.b10.c11.a12.c13.a14.a15.a二、填空題1.組成結(jié)構(gòu)性質(zhì)性能2.X射線衍射3.振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)4.散射5.電子二次電子背散射電子6.透射電子衍射7.探針原子間縱向8.溫度熱流9.循環(huán)掃描電壓10.交流阻抗速率受控三、簡(jiǎn)答題1.紫外-可見(jiàn)光譜可用于研究能源化學(xué)中材料的電子結(jié)構(gòu)、光學(xué)性質(zhì)和分子組成。例如，可用于分析染料敏化太陽(yáng)能電池中染料的吸收光譜，研究光伏材料的電子躍遷和光吸收特性，以及分析儲(chǔ)能材料中活性物質(zhì)的價(jià)態(tài)和化學(xué)環(huán)境。2.X射線衍射主要用于研究材料的晶體結(jié)構(gòu)、晶粒尺寸、晶胞參數(shù)和物相組成。在能源化學(xué)中，X射線衍射可用于表征催化劑的晶體結(jié)構(gòu)，研究其活性位點(diǎn)；分析儲(chǔ)能材料的晶相結(jié)構(gòu)，研究其循環(huán)穩(wěn)定性和容量衰減機(jī)制；以及表征太陽(yáng)能電池材料的晶體質(zhì)量，研究其光電轉(zhuǎn)換效率。3.掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡的主要區(qū)別在于：掃描電子顯微鏡利用二次電子或背散射電子成像，可觀察樣品表面形貌，具有高分辨率和高放大倍數(shù)，但樣品需導(dǎo)電；透射電子顯微鏡利用透射電子成像，可觀察樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)，具有更高的分辨率，可用于觀察晶格結(jié)構(gòu)，但樣品需非常薄且透明。4.熱重分析和差示掃描量熱法的區(qū)別在于：熱重分析研究材料的質(zhì)量隨溫度的變化關(guān)系，反映材料的熱分解、氧化還原等質(zhì)量變化過(guò)程；差示掃描量熱法研究材料在程序控溫過(guò)程中吸收或釋放的熱量變化，反映材料的相變、分解、氧化還原等熱效應(yīng)過(guò)程。四、論述題材料表征技術(shù)在能源化學(xué)領(lǐng)域至關(guān)重要，它為理解材料的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系提供了重要手段，并推動(dòng)了新能源材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。例如，通過(guò)X射線衍射可以表征催化劑的晶體結(jié)構(gòu)和活性位點(diǎn)，從而優(yōu)化其催化性能；通過(guò)掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡可以觀察儲(chǔ)能材料的微觀結(jié)構(gòu)和形貌，從而提高其電化學(xué)性能；通過(guò)紫外-可見(jiàn)光譜和拉曼光譜可以分析太陽(yáng)能電池材料的光學(xué)性質(zhì)和分子結(jié)構(gòu)，從而提高其光電轉(zhuǎn)換效率。此外，材料表征技術(shù)還