2025年大学三年级（能源化学工程）能源化学基础试题及答案.doc

2025年大学三年级（能源化学工程）能源化学基础试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共40分）

答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共20题，每题2分，每题只有一个选项符合题意)

1. 下列哪种能源不属于一次能源？（ ）
A. 煤炭 B. 石油 C. 电力 D. 天然气
2. 能源化学研究的核心内容不包括以下哪项？（ ）
A. 能源的生产 B. 能源的储存 C. 能源的利用效率 D. 能源的市场价格
3. 以下哪种物质是理想的氢储存材料？（ ）
A. 活性炭 B. 金属有机框架材料 C. 石墨 D. 二氧化硅
4. 天然气的主要成分是（ ）
A. 甲烷 B. 乙烷 C. 丙烷 D. 丁烷
5. 煤的干馏过程中，得到的焦炭主要用于（ ）
A. 燃烧发电 B. 化工原料 C. 炼铁 D. 建筑材料
6. 下列关于化学反应热效应的说法正确的是（ ）
A. 放热反应的反应热一定为负 B. 吸热反应的反应热一定为正
C. 反应热只与反应物和生成物的能量有关 D. 以上说法都不对
7. 石油炼制过程中，催化裂化的主要目的是（ ）
A. 提高汽油产量 B. 生产柴油 C. 生产润滑油 D. 生产石油焦
8. 以下哪种电池属于二次电池？（ ）
A. 锌锰干电池 B. 铅酸蓄电池 C. 燃料电池 D. 锂电池
9. 能源化学工程中，研究能源转化过程的关键因素不包括（ ）
A. 催化剂 B. 温度 C. 压力 D. 设备外观
10. 太阳能光伏发电的原理是基于（ ）
A. 光热转换 B. 光电转换 C. 光化学转换 D. 光生物转换
11. 生物质能的主要来源不包括（ ）
A. 植物 B. 动物粪便 C. 城市垃圾 D. 煤炭
12. 以下哪种能源是可再生能源？（ ）
A. 核能 B. 水能 C. 天然气水合物 D. 页岩气
13. 能源化学工程中，研究能源储存的主要方法不包括（ ）
A. 物理储存 B. 化学储存 C. 生物储存 D. 空间储存
14. 煤的气化过程中，主要发生的化学反应是（ ）
A. 氧化反应 B. 还原反应 C. 分解反应 D. 合成反应
15. 以下哪种物质可作为燃料电池的正极催化剂？（ ）
A. 铂 B. 碳 C. 铁 D. 铜
16. 能源化学工程中，研究能源利用效率的主要指标不包括（ ）
A. 能源转化率 B. 能源利用率 C. 能源损耗率 D. 能源价格
17. 天然气水合物的形成条件不包括（ ）
A. 低温 B. 高压 C. 适当的气体组成 D. 光照
18. 石油化工中常用作溶剂的是（ ）
A. 乙醇 B. 甲醇 C. 苯 D. 水
19. 以下哪种能源不属于新能源？（ ）
A. 太阳能 B.风能 C. 煤炭 D. 地热能
20. 能源化学工程中，研究能源清洁生产的主要途径不包括（ ）
A. 采用清洁能源 B. 减少污染物排放 C. 提高能源利用效率 D. 增加能源产量

第II卷（非选择题，共60分）

21. （10分）简述能源化学工程的定义及其研究内容。

2分：能源化学工程是一门研究能源的生产、储存、转化、利用及其相关化学过程和技术的学科。

3分：其研究内容包括能源的种类、性质和分布，能源的生产和加工过程，能源的储存和运输，能源转化过程中的化学反应和催化剂，能源利用效率和环境保护等。

5分：能源化学工程旨在开发高效、清洁、可持续的能源技术，以满足社会对能源的需求，并减少对环境的影响。

22. （10分）比较煤炭、石油和天然气三种传统化石能源在组成、特点及利用方式上的异同点。

3分：煤炭主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成，是固体燃料，发热量较高，含硫量较高，燃烧时会产生较多污染物。主要用于燃烧发电和化工原料。

3分：石油主要由碳氢化合物组成，是液体燃料，发热量高，是多种化工产品的重要原料。通过炼制可得到汽油、柴油、煤油等产品，广泛应用于交通运输和工业领域。

4分：天然气主要成分是甲烷，是气体燃料，发热量高，燃烧较清洁。主要用于民用燃气、发电和化工原料。

相同点：都是传统化石能源，都是重要的能源来源，都可用于燃烧获取能量和作为化工原料。

不同点：形态不同，组成元素比例有差异，燃烧特性和产生污染物情况不同，利用方式侧重点有所不同。

23. （10分）阐述氢能源作为未来能源的优势以及目前面临的主要挑战。

5分：优势：氢能源是一种清洁能源，燃烧产物为水，无污染；能量密度高；来源广泛，可以通过多种方式制取；可实现大规模储存和运输。

5分：挑战：制取成本高，目前制氢技术大多依赖化石能源，成本较高；储存困难，需要高压、低温等特殊条件，且储存材料成本高、安全性有待提高；运输成本高，需要专门的运输设备；基础设施不完善，加氢站建设不足。

24. （15分）阅读以下材料，回答问题。

材料：随着全球能源需求的不断增长和对环境保护的日益重视，能源转型已成为当今世界的重要趋势。太阳能作为一种可再生能源，具有巨大的发展潜力。太阳能光伏发电是将太阳能直接转化为电能的技术，近年来得到了广泛应用。然而目前太阳能光伏发电也面临一些问题，如光伏发电效率有待提高、成本较高等。

问题：请分析太阳能光伏发电的原理，并针对其面临的问题提出一些可能的解决措施。

3分：太阳能光伏发电的原理是基于半导体的光电效应。当太阳光照射到半导体材料上时，光子能量被半导体吸收，使电子从价带跃迁到导带，形成电子-空穴对，在电场作用下，电子和空穴分别向不同方向移动，从而产生电流。

6分：解决措施：研发新型高效的半导体材料，提高光电转换效率；优化电池结构和制造工艺，降低成本；加强储能技术研究，解决光伏发电的间歇性问题；加大政策支持力度，推动太阳能光伏发电产业规模化发展。

6分：还可以通过提高太阳能电池的稳定性和可靠性，延长使用寿命；加强国际合作，共享技术和经验，共同推动太阳能光伏发电技术进步。

25. （15分）阅读以下材料，回答问题。

材料：生物质能是一种重要的可再生能源资源，来源广泛，包括农作物秸秆、林业废弃物、能源作物等。生物质能的利用方式主要有直接燃烧、热化学转化和生物化学转化等。生物质能的开发利用对于缓解能源短缺、减少环境污染具有重要意义。但生物质能的大规模利用也面临一些技术和经济方面的问题。

问题：请简述生物质能的主要利用方式及其特点，并分析生物质能大规模利用面临的技术和经济问题。

5分：利用方式及特点：直接燃烧，简单易行，但效率较低，会产生较多污染物；热化学转化，可将生物质转化为气体、液体燃料等，能量密度提高，效率相对较高；生物化学转化，如发酵制取生物乙醇等，产物清洁，可替代传统化石燃料。

5分：技术问题：生物质原料收集、运输成本高；转化技术效率有待提高，设备稳定性和可靠性不足；预处理技术不完善，影响后续转化过程。

5分：经济问题：生物质能开发利用成本较高，包括原料成本、设备投资、运行维护成本等；市场竞争力较弱，价格相对较高；补贴政策不稳定，影响企业投资积极性。

答案：1. C 2. D 3. B 4. A 5. C 6. A 7. A 8. B 9. D 10. B 11. D 12. B 13. D 14. B 15. A 16. D 17. D 18. C 第十九题答案：C 20. D