2025年大學(xué)三年級(jí)（能源化學(xué)工程）能源化學(xué)基礎(chǔ)試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。(總共20題，每題2分，每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.下列哪種能源不屬于一次能源？（）A.煤炭B.石油C.電力D.天然氣2.能源化學(xué)研究的核心內(nèi)容不包括以下哪項(xiàng)？（）A.能源的生產(chǎn)B.能源的儲(chǔ)存C.能源的利用效率D.能源的市場(chǎng)價(jià)格3.以下哪種物質(zhì)是理想的氫儲(chǔ)存材料？（）A.活性炭B.金屬有機(jī)框架材料C.石墨D.二氧化硅4.天然氣的主要成分是（）A.甲烷B.乙烷C.丙烷D.丁烷5.煤的干餾過程中，得到的焦炭主要用于（）A.燃燒發(fā)電B.化工原料C.煉鐵D.建筑材料6.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的說(shuō)法正確的是（）A.放熱反應(yīng)的反應(yīng)熱一定為負(fù)B.吸熱反應(yīng)的反應(yīng)熱一定為正C.反應(yīng)熱只與反應(yīng)物和生成物的能量有關(guān)D.以上說(shuō)法都不對(duì)7.石油煉制過程中，催化裂化的主要目的是（）A.提高汽油產(chǎn)量B.生產(chǎn)柴油C.生產(chǎn)潤(rùn)滑油D.生產(chǎn)石油焦8.以下哪種電池屬于二次電池？（）A.鋅錳干電池B.鉛酸蓄電池C.燃料電池D.鋰電池9.能源化學(xué)工程中，研究能源轉(zhuǎn)化過程的關(guān)鍵因素不包括（）A.催化劑B.溫度C.壓力D.設(shè)備外觀10.太陽(yáng)能光伏發(fā)電的原理是基于（）A.光熱轉(zhuǎn)換B.光電轉(zhuǎn)換C.光化學(xué)轉(zhuǎn)換D.光生物轉(zhuǎn)換11.生物質(zhì)能的主要來(lái)源不包括（）A.植物B.動(dòng)物糞便C.城市垃圾D.煤炭12.以下哪種能源是可再生能源？（）A.核能B.水能C.天然氣水合物D.頁(yè)巖氣13.能源化學(xué)工程中，研究能源儲(chǔ)存的主要方法不包括（）A.物理儲(chǔ)存B.化學(xué)儲(chǔ)存C.生物儲(chǔ)存D.空間儲(chǔ)存14.煤的氣化過程中，主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是（）A.氧化反應(yīng)B.還原反應(yīng)C.分解反應(yīng)D.合成反應(yīng)15.以下哪種物質(zhì)可作為燃料電池的正極催化劑？（）A.鉑B.碳C.鐵D.銅16.能源化學(xué)工程中，研究能源利用效率的主要指標(biāo)不包括（）A.能源轉(zhuǎn)化率B.能源利用率C.能源損耗率D.能源價(jià)格17.天然氣水合物的形成條件不包括（）A.低溫B.高壓C.適當(dāng)?shù)臍怏w組成D.光照18.石油化工中常用作溶劑的是（）A.乙醇B.甲醇C.苯D.水19.以下哪種能源不屬于新能源？（）A.太陽(yáng)能B.風(fēng)能C.煤炭D.地?zé)崮?0.能源化學(xué)工程中，研究能源清潔生產(chǎn)的主要途徑不包括（）A.采用清潔能源B.減少污染物排放C.提高能源利用效率D.增加能源產(chǎn)量第II卷（非選擇題，共60分）21.（10分）簡(jiǎn)述能源化學(xué)工程的定義及其研究?jī)?nèi)容。2分：能源化學(xué)工程是一門研究能源的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)化、利用及其相關(guān)化學(xué)過程和技術(shù)的學(xué)科。3分：其研究?jī)?nèi)容包括能源的種類、性質(zhì)和分布，能源的生產(chǎn)和加工過程，能源的儲(chǔ)存和運(yùn)輸，能源轉(zhuǎn)化過程中的化學(xué)反應(yīng)和催化劑，能源利用效率和環(huán)境保護(hù)等。5分：能源化學(xué)工程旨在開發(fā)高效、清潔、可持續(xù)的能源技術(shù)，以滿足社會(huì)對(duì)能源的需求，并減少對(duì)環(huán)境的影響。22.（10分）比較煤炭、石油和天然氣三種傳統(tǒng)化石能源在組成、特點(diǎn)及利用方式上的異同點(diǎn)。3分：煤炭主要由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成，是固體燃料，發(fā)熱量較高，含硫量較高，燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多污染物。主要用于燃燒發(fā)電和化工原料。3分：石油主要由碳?xì)浠衔锝M成，是液體燃料，發(fā)熱量高，是多種化工產(chǎn)品的重要原料。通過煉制可得到汽油、柴油、煤油等產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸和工業(yè)領(lǐng)域。4分：天然氣主要成分是甲烷，是氣體燃料，發(fā)熱量高，燃燒較清潔。主要用于民用燃?xì)?、發(fā)電和化工原料。相同點(diǎn)：都是傳統(tǒng)化石能源，都是重要的能源來(lái)源，都可用于燃燒獲取能量和作為化工原料。不同點(diǎn)：形態(tài)不同，組成元素比例有差異，燃燒特性和產(chǎn)生污染物情況不同，利用方式側(cè)重點(diǎn)有所不同。23.（10分）闡述氫能源作為未來(lái)能源的優(yōu)勢(shì)以及目前面臨的主要挑戰(zhàn)。5分：優(yōu)勢(shì)：氫能源是一種清潔能源，燃燒產(chǎn)物為水，無(wú)污染；能量密度高；來(lái)源廣泛，可以通過多種方式制?。豢蓪?shí)現(xiàn)大規(guī)模儲(chǔ)存和運(yùn)輸。5分：挑戰(zhàn)：制取成本高，目前制氫技術(shù)大多依賴化石能源，成本較高；儲(chǔ)存困難，需要高壓、低溫等特殊條件，且儲(chǔ)存材料成本高、安全性有待提高；運(yùn)輸成本高，需要專門的運(yùn)輸設(shè)備；基礎(chǔ)設(shè)施不完善，加氫站建設(shè)不足。24.（15分）閱讀以下材料，回答問題。材料：隨著全球能源需求的不斷增長(zhǎng)和對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，能源轉(zhuǎn)型已成為當(dāng)今世界的重要趨勢(shì)。太陽(yáng)能作為一種可再生能源，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。太?yáng)能光伏發(fā)電是將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)，近年來(lái)得到了廣泛應(yīng)用。然而目前太陽(yáng)能光伏發(fā)電也面臨一些問題，如光伏發(fā)電效率有待提高、成本較高等。問題：請(qǐng)分析太陽(yáng)能光伏發(fā)電的原理，并針對(duì)其面臨的問題提出一些可能的解決措施。3分：太陽(yáng)能光伏發(fā)電的原理是基于半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。當(dāng)太陽(yáng)光照射到半導(dǎo)體材料上時(shí)，光子能量被半導(dǎo)體吸收，使電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，形成電子-空穴對(duì)，在電場(chǎng)作用下，電子和空穴分別向不同方向移動(dòng)，從而產(chǎn)生電流。6分：解決措施：研發(fā)新型高效的半導(dǎo)體材料，提高光電轉(zhuǎn)換效率；優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)和制造工藝，降低成本；加強(qiáng)儲(chǔ)能技術(shù)研究，解決光伏發(fā)電的間歇性問題；加大政策支持力度，推動(dòng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展。6分：還可以通過提高太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性和可靠性，延長(zhǎng)使用壽命；加強(qiáng)國(guó)際合作，共享技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，共同推動(dòng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)步。25.（15分）閱讀以下材料，回答問題。材料：生物質(zhì)能是一種重要的可再生能源資源，來(lái)源廣泛，包括農(nóng)作物秸稈、林業(yè)廢棄物、能源作物等。生物質(zhì)能的利用方式主要有直接燃燒、熱化學(xué)轉(zhuǎn)化和生物化學(xué)轉(zhuǎn)化等。生物質(zhì)能的開發(fā)利用對(duì)于緩解能源短缺、減少環(huán)境污染具有重要意義。但生物質(zhì)能的大規(guī)模利用也面臨一些技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的問題。問題：請(qǐng)簡(jiǎn)述生物質(zhì)能的主要利用方式及其特點(diǎn)，并分析生物質(zhì)能大規(guī)模利用面臨的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問題。5分：利用方式及特點(diǎn)：直接燃燒，簡(jiǎn)單易行，但效率較低，會(huì)產(chǎn)生較多污染物；熱化學(xué)轉(zhuǎn)化，可將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體、液體燃料等，能量密度提高，效率相對(duì)較高；生物化學(xué)轉(zhuǎn)化，如發(fā)酵制取生物乙醇等，產(chǎn)物清潔，可替代傳統(tǒng)化石燃料。5分：技術(shù)問題：生物質(zhì)原料收集、運(yùn)輸成本高；轉(zhuǎn)化技術(shù)效率有待提高，設(shè)備穩(wěn)定性和可靠性不足；預(yù)處理技術(shù)不完善，影響后續(xù)轉(zhuǎn)化過程。5分：經(jīng)濟(jì)問題：生物質(zhì)能開發(fā)利用成本較高，包括原料成本、設(shè)備投資、運(yùn)行維護(hù)成本等；市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力較弱，價(jià)格相對(duì)較高；