2025年大學大二（能源化學工程）能源轉(zhuǎn)化技術(shù)基礎試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共6題，每題5分)1.下列哪種能源轉(zhuǎn)化技術(shù)不屬于化學轉(zhuǎn)化技術(shù)？（）A.煤炭燃燒發(fā)電B.生物質(zhì)發(fā)酵制沼氣C.太陽能光伏發(fā)電D.燃料電池發(fā)電2.關(guān)于熱化學轉(zhuǎn)化技術(shù)，以下說法錯誤的是（）A.熱解過程中，生物質(zhì)在無氧或缺氧條件下分解B.氣化是將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃氣體的過程C.燃燒是熱化學轉(zhuǎn)化技術(shù)中最常見的一種，完全燃燒產(chǎn)物只有二氧化碳和水D.熱化學轉(zhuǎn)化技術(shù)可實現(xiàn)能源的高效利用和污染物的低排放3.以下哪種物質(zhì)不是常見的燃料電池燃料？（）A.氫氣B.甲烷C.乙醇D.一氧化碳4.在能源轉(zhuǎn)化過程中，提高能源利用效率的關(guān)鍵因素不包括（）A.優(yōu)化轉(zhuǎn)化工藝B.增加能源投入C.采用高效設備D.回收利用余熱5.對于煤炭的清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)，以下描述正確的是（）A.煤炭直接液化是將煤炭在高溫高壓下與氫氣反應生成液體燃料B.煤炭間接液化是先將煤炭氣化，再合成液體燃料C.煤炭洗選可去除大部分灰分和硫分D.以上都正確6.以下哪種能源轉(zhuǎn)化技術(shù)屬于物理轉(zhuǎn)化技術(shù)？（）A.水力發(fā)電中的水輪機發(fā)電B.風力發(fā)電中的風力機發(fā)電C.太陽能光熱轉(zhuǎn)換中的太陽能熱水器D.以上都是第II卷（非選擇題，共70分）7.（10分）簡述能源轉(zhuǎn)化技術(shù)的重要性及主要類型。8.（15分）分析生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)的優(yōu)勢與面臨的挑戰(zhàn)。9.（15分）闡述燃料電池的工作原理，并說明其在能源領(lǐng)域的應用前景。材料：隨著全球?qū)η鍧嵞茉吹男枨蟛粩嘣黾?，氫能作為一種極具潛力的能源載體受到廣泛關(guān)注。氫燃料電池技術(shù)作為氫能利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有高效、清潔等優(yōu)點。10.（20分）結(jié)合上述材料，談談氫燃料電池技術(shù)發(fā)展面臨的主要問題及解決策略。11.（20分）請設計一個以太陽能為初始能源，通過一系列能源轉(zhuǎn)化技術(shù)最終實現(xiàn)電能輸出的系統(tǒng)方案，并說明各轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)的原理和作用。答案：1.C2.C3.D4.B5.D6.D7.能源轉(zhuǎn)化技術(shù)的重要性在于可將不同形式的能源轉(zhuǎn)化為更便于利用的形式，提高能源利用效率，減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴，緩解能源供需矛盾等。主要類型有化學轉(zhuǎn)化技術(shù)（如煤炭燃燒、生物質(zhì)發(fā)酵、燃料電池等）、物理轉(zhuǎn)化技術(shù)（如水力發(fā)電、風力發(fā)電、太陽能光熱轉(zhuǎn)換等）。8.優(yōu)勢：生物質(zhì)資源豐富且可再生，分布廣泛；轉(zhuǎn)化過程相對清潔，可減少溫室氣體排放；有助于農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護。挑戰(zhàn)：生物質(zhì)原料分散，收集成本高；轉(zhuǎn)化技術(shù)效率有待提高，部分工藝復雜；產(chǎn)物穩(wěn)定性和能量密度等方面存在不足。9.工作原理：燃料電池是通過燃料和氧化劑在電極上發(fā)生電化學反應，將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能。在陽極，燃料發(fā)生氧化反應失去電子，電子通過外電路流向陰極；在陰極，氧化劑得到電子與氫離子結(jié)合生成水或其他產(chǎn)物。應用前景：可用于交通運輸領(lǐng)域，如電動汽車；分布式發(fā)電，為偏遠地區(qū)或特定場所供電；在航空航天等領(lǐng)域也有潛在應用。10.主要問題：氫氣制取成本高，目前制氫技術(shù)能耗大；氫氣儲存和運輸困難，高壓氣態(tài)儲存和低溫液態(tài)儲存都有一定局限性；燃料電池耐久性和成本問題，關(guān)鍵材料昂貴且壽命有限。解決策略：研發(fā)高效低成本制氫技術(shù)，如光解水制氫等；探索新型氫氣儲存和運輸方式，如固態(tài)儲氫材料研究；加大對燃料電池關(guān)鍵材料和技術(shù)的研發(fā)投入，提高耐久性并降低成本。11.太陽能通過太陽能光熱轉(zhuǎn)換裝置（如太陽能熱水器）將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，利用水作為傳熱介質(zhì)加熱產(chǎn)生蒸汽。蒸汽進入蒸汽輪機，通過熱力循環(huán)將熱能轉(zhuǎn)化為機械能，蒸汽輪機帶