2025年高職（氫能技術(shù)應(yīng)用）氫氣制備考核試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）（總共10題，每題3分，每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）w1.下列關(guān)于水電解制氫的說(shuō)法，正確的是（）A.效率高，成本低B.產(chǎn)生的氫氣純度低C.能耗較大D.設(shè)備簡(jiǎn)單，無(wú)需維護(hù)答案：Cw2.以下哪種催化劑常用于甲醇裂解制氫？（）A.氧化銅B.氧化鋅C.氧化鋁D.鈀催化劑答案：Dw3.天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫過(guò)程中，水碳比的控制對(duì)制氫效果影響很大，水碳比一般控制在（）A.1-2B.2-3C.3-4D.4-5答案：Bw4.變壓吸附制氫中，吸附劑對(duì)不同氣體的吸附能力不同，優(yōu)先吸附的氣體是（）A.氫氣B.一氧化碳C.二氧化碳D.氮?dú)獯鸢福篊w5.下列關(guān)于氫氣制備原料選擇的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.應(yīng)考慮原料的成本B.原料來(lái)源要廣泛C.對(duì)原料純度要求不高D.要考慮原料轉(zhuǎn)化的難易程度答案：Cw6.甲醇裂解制氫的反應(yīng)方程式為（）A.CH?OH=CO+2H?B.2CH?OH=2CO+3H?C.CH?OH=CO?+3H?D.2CH?OH=CO?+4H?答案：Aw7.水電解制氫中，陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體是（）A.氫氣B.氧氣C.水蒸氣D.二氧化碳答案：Bw8.工業(yè)上常用的制氫方法中，屬于化學(xué)轉(zhuǎn)化法的是（）A.水電解制氫B.變壓吸附制氫C.天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫D.深冷分離制氫答案：Cw9.氫氣制備過(guò)程中，對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求較高，主要是因?yàn)闅錃饩哂校ǎ〢.可燃性B.還原性C.密度小D.擴(kuò)散性答案：Bw10.以下哪種制氫方法適合小規(guī)模、分布式制氫需求？（）A.水電解制氫B.天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫C.甲醇裂解制氫D.生物質(zhì)氣化制氫答案：C第II卷（非選擇題共70分）w11.（10分）簡(jiǎn)述水電解制氫的原理及主要設(shè)備。水電解制氫是利用電能將水分解為氫氣和氧氣的過(guò)程。原理是在直流電作用下，水在電解槽中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣，陰極產(chǎn)生氫氣。主要設(shè)備包括電解槽、電源、電極、隔膜等。電解槽是核心部件，由電極和隔膜組成，電極材料通常為貴金屬或具有催化活性的材料，隔膜用于防止氫氣和氧氣混合。電源提供穩(wěn)定的直流電，以維持電解反應(yīng)的進(jìn)行。w12.（15分）分析天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的工藝流程及主要反應(yīng)。工藝流程：首先天然氣與水蒸氣混合進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐，在高溫和催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)后的氣體進(jìn)入變換爐，進(jìn)行一氧化碳變換反應(yīng)，調(diào)整氫氣和一氧化碳的比例。然后進(jìn)入凈化系統(tǒng)，脫除二氧化碳和其他雜質(zhì)。最后通過(guò)變壓吸附等方法得到高純度氫氣。主要反應(yīng)：天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)CH?+H?O=CO+3H?，一氧化碳變換反應(yīng)CO+H?O=CO?+H?。w13.（15分）材料：在氫氣制備中，甲醇裂解制氫具有一定優(yōu)勢(shì)。甲醇來(lái)源廣泛，成本相對(duì)較低。甲醇裂解制氫的反應(yīng)在催化劑作用下進(jìn)行，反應(yīng)溫度一般在200-300℃。問(wèn)題：請(qǐng)闡述甲醇裂解制氫的優(yōu)點(diǎn)及反應(yīng)條件，并說(shuō)明其發(fā)展前景。甲醇裂解制氫優(yōu)點(diǎn)：原料來(lái)源廣泛，成本相對(duì)低。反應(yīng)條件：在催化劑作用下，200-300℃進(jìn)行反應(yīng)。發(fā)展前景：隨著甲醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，甲醇產(chǎn)量增加，為甲醇裂解制氫提供了充足原料。其成本優(yōu)勢(shì)使其在小規(guī)模、分布式制氫領(lǐng)域具有廣闊前景，可滿足一些特定場(chǎng)所如小型加氫站等的氫氣需求，推動(dòng)氫能在局部區(qū)域的應(yīng)用和發(fā)展。w14.（15分）材料：變壓吸附制氫是一種常用的氫氣提純和制備方法。它利用吸附劑對(duì)不同氣體的吸附和解吸特性，在不同壓力下實(shí)現(xiàn)氣體的分離。吸附劑對(duì)二氧化碳等雜質(zhì)有較強(qiáng)吸附能力，而對(duì)氫氣吸附較弱。問(wèn)題：請(qǐng)說(shuō)明變壓吸附制氫的原理，并分析其在氫氣制備中的重要性。原理：利用吸附劑對(duì)不同氣體吸附和解吸特性，在不同壓力下使氫氣與雜質(zhì)分離。吸附劑優(yōu)先吸附二氧化碳等雜質(zhì)，在高壓下吸附雜質(zhì)，低壓下解吸雜質(zhì)，從而得到高純度氫氣。重要性：能有效提純氫氣，提高氫氣純度，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)氫氣純度的要求。是氫氣制備過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可去除氫氣中的雜質(zhì)，保證氫氣質(zhì)量，為后續(xù)氫氣的使用提供高質(zhì)量原料，在氫能產(chǎn)業(yè)鏈中起到重要作用。w15.（15分）材料：在氫氣制備技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，新的制氫方法如生物質(zhì)氣化制氫逐漸受到關(guān)注。生物質(zhì)來(lái)源豐富，包括農(nóng)作物秸稈、林業(yè)廢棄物等。生物質(zhì)氣化制氫是將生物質(zhì)在高溫下與氣化劑反應(yīng)生成合成氣，再通過(guò)變換、凈化等過(guò)程得到氫氣。問(wèn)題：請(qǐng)闡述生物質(zhì)氣化制氫的過(guò)程及優(yōu)勢(shì)，并分析其面臨的挑戰(zhàn)。過(guò)程：將生物質(zhì)在高溫下與氣化劑反應(yīng)生成合成氣，合成氣主要成分是一氧化碳、氫氣等。然后對(duì)合成氣進(jìn)行變換、凈化等處理得到氫氣。優(yōu)勢(shì)：生物質(zhì)來(lái)源豐富，可實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用，減少對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴，具有環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢(shì)。面臨挑戰(zhàn)：生物質(zhì)成分復(fù)雜，氣化過(guò)程中反應(yīng)難以精確控制，導(dǎo)致合成氣成分不穩(wěn)定。且目前生物質(zhì)收集、運(yùn)輸成本較高，規(guī)?；a(chǎn)難度較大，同時(shí)相關(guān)技術(shù)還需進(jìn)一步完善提高效率和降低成本。答案：w1.Cw2.Dw3.Bw4.Cw5.Cw6.Aw7.Bw8.Cw9.Bw10.Cw11.水電解制氫是利用電能將水分解為氫氣和氧氣的過(guò)程。原理是在直流電作用下，水在電解槽中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣，陰極產(chǎn)生氫氣。主要設(shè)備包括電解槽、電源、電極、隔膜等。電解槽是核心部件，由電極和隔膜組成，電極材料通常為貴金屬或具有催化活性的材料，隔膜用于防止氫氣和氧氣混合。電源提供穩(wěn)定的直流電，以維持電解反應(yīng)的進(jìn)行。w12.工藝流程：首先天然氣與水蒸氣混合進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐，在高溫和催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)后的氣體進(jìn)入變換爐，進(jìn)行一氧化碳變換反應(yīng)，調(diào)整氫氣和一氧化碳的比例。然后進(jìn)入凈化系統(tǒng)，脫除二氧化碳和其他雜質(zhì)。最后通過(guò)變壓吸附等方法得到高純度氫氣。主要反應(yīng)：天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)CH?+H?O=CO+3H?，一氧化碳變換反應(yīng)CO+H?O=CO?+H?。w13.甲醇裂解制氫優(yōu)點(diǎn)：原料來(lái)源廣泛，成本相對(duì)低。反應(yīng)條件：在催化劑作用下，200-300℃進(jìn)行反應(yīng)。發(fā)展前景：隨著甲醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，甲醇產(chǎn)量增加，為甲醇裂解制氫提供了充足原料。其成本優(yōu)勢(shì)使其在小規(guī)模、分布式制氫領(lǐng)域具有廣闊前景，可滿足一些特定場(chǎng)所如小型加氫站等的氫氣需求，推動(dòng)氫能在局部區(qū)域的應(yīng)用和發(fā)展。w14.原理：利用吸附劑對(duì)不同氣體吸附和解吸特性，在不同壓力下使氫氣與雜質(zhì)分離。吸附劑優(yōu)先吸附二氧化碳等雜質(zhì)，在高壓下吸附雜質(zhì)，低壓下解吸雜質(zhì)，從而得到高純度氫氣。重要性：能有效提純氫氣，提高氫氣純度，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)氫氣純度的要求。是氫氣制備過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可去除氫氣中的雜質(zhì)，保證氫氣質(zhì)量，為后續(xù)氫氣的使用提供高質(zhì)量原料，在氫能產(chǎn)業(yè)鏈中起到重要作用。w15.過(guò)程：將生物質(zhì)在高溫下與氣化劑反應(yīng)生成合成氣，合成氣主要成分是一氧化碳?xì)錃獾取?/p>