2025年大学大一（能源化学工程）能源化学概论基础试题及答案.doc

2025年大学大一（能源化学工程）能源化学概论基础试题及答案

（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)

1. 能源化学工程主要研究的是以下哪种能源相关的化学过程？（ ）
A. 太阳能 B. 化石能源 C. 风能 D. 水能
2. 以下哪种不属于一次能源？（ ）
A. 煤炭 B. 电力 C. 天然气 D. 原油
3. 煤的干馏过程中，主要发生的化学变化不包括以下哪一项？（ ）
A. 热解 B. 气化 C. 加氢 D. 氧化
4. 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. 生产润滑油 C. 生产沥青 D. 生产焦炭
5. 天然气的主要成分是（ ）。
A. 乙烷 B. 丙烷 C. 甲烷 D. 丁烷
6. 以下哪种能源是最清洁的化石能源？（ ）
A. 煤炭 B. 石油 C. 天然气 D. 页岩气
7. 生物质能转化为能源的方式不包括（ ）。
A. 直接燃烧 B. 生物发酵 C. 光合作用 D. 热化学转化
8. 能源化学工程中，研究能源储存的主要目的是（ ）。
A. 提高能源利用效率 B. 降低能源成本 C. 解决能源供需不平衡 D. 减少环境污染
9. 锂离子电池的正极材料通常不包括（ ）。
A. 钴酸锂 B. 锰酸锂 C. 磷酸铁锂 D. 石墨
10. 燃料电池中，氢气作为燃料的优点不包括（ ）。
A. 能量密度高 B. 无污染 C. 成本低 D. 效率高
11. 能源化学工程中，研究能源转化过程的核心是（ ）。
A. 化学反应 B. 物理变化 C. 热传递 D. 质量传递
12. 以下哪种不属于新能源？（ ）
A. 核能 B. 地热能 C. 潮汐能 D. 煤气
13. 煤的气化过程中，常用的气化剂不包括（ ）。
A. 氧气 B. 水蒸气 C. 二氧化碳 D. 氮气
14. 石油化工中，乙烯的主要生产方法是（ ）。
A. 催化重整 B. 热裂解 C. 催化裂化 D. 加氢裂化
15. 天然气水合物又被称为（ ）。
A. 可燃冰 B. 干冰 C. 冰 D. 液氮
16. 能源化学工程中，研究能源综合利用的意义在于（ ）。
A. 提高能源附加值 B. 减少能源浪费 C. 降低环境污染 D. 以上都是
17. 以下哪种能源的开发利用对环境影响最小？（ ）
A. 太阳能 B. 煤炭 C. 石油 D. 天然气
18. 生物质能的特点不包括（ ）。
A. 可再生 B. 分布广泛 C. 能量密度高 D. 低污染
19. 能源化学工程中，研究能源材料的目的是（ ）。
A. 提高能源储存和转化效率 B. 降低能源成本 C. 增加能源产量 D. 减少能源需求
20. 以下哪种不属于能源化学工程的研究范畴？（ ）
A. 能源政策制定 B. 能源化学反应动力学 C. 能源储存材料 D. 能源转化工艺

第II卷（非选择题，共60分）

（一）填空题（每题2分，共10分）
1. 能源化学工程的研究内容包括能源的开采、加工、转化、储存和______。
2. 煤炭的主要成分是______。
3. 石油炼制过程中的常减压蒸馏主要是根据______不同进行分离。
4. 燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂的化学能直接转化为______。
5. 新能源的特点包括可再生、清洁、分布广泛以及______。

（二）简答题（每题10分，共20分）
1. 简述煤的液化过程及其意义。
2. 请说明太阳能光伏发电的基本原理。

（三）论述题（每题15分，共15分）
论述能源化学工程在解决能源危机和环境保护方面的作用及发展前景。

（四）材料分析题（每题10分，共15分）
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，新能源开发利用成为研究热点。其中，太阳能作为一种清洁能源，具有巨大的发展潜力。太阳能光伏发电技术不断进步，效率逐渐提高，成本不断降低。然而，太阳能光伏发电也面临一些挑战，如间歇性、储能问题等。
问题：请结合材料分析太阳能光伏发电的优势与面临的挑战，并提出相应的解决措施。

（五）综合应用题（每题10分，共10分）
假设你是一名能源化学工程师，负责设计一个以生物质为原料生产生物燃气的工艺流程。请简述该工艺流程的主要步骤及涉及的化学反应原理。

答案：第I卷：1.B 2.B 3.D 4.A 5.C 6.C 7.C 8.C 9.D 10.C 11.A 12.D 1.D 14.B 15.A 16.D 17.A 18.C 19.A 20.A 第II卷：（一）1. 综合利用 2. 碳 3. 沸点 4. 电能 5. 能量密度较低 （二）1. 煤的液化是将煤转化为液体燃料的过程。通过加氢等反应，使煤中的大分子结构分解为小分子的液态烃类等。意义在于提高煤的利用效率，减少运输成本，可作为优质的燃料和化工原料，缓解对石油等传统能源的依赖。2. 太阳能光伏发电是基于光生伏特效应。当太阳光照射到半导体材料上时，产生电子 - 空穴对，在半导体内部形成电场，从而使电子定向移动形成电流，将太阳能转化为电能。 （三）能源化学工程通过研究能源的高效转化和清洁利用，可提高能源利用效率减少浪费，开发新能源替代传统高污染能源，从而缓解能源危机并保护环境。未来随着技术进步，在能源存储材料、高效转化工艺等方面将有更大发展，为可持续能源体系建设发挥重要作用。 （四）优势：清洁能源，潜力巨大，技术进步使效率提高成本降低。挑战：间歇性强，储能困难。措施：发展储能技术，如电池储能；优化电网调度，结合其他能源互补；研发高效太阳能收集和转化材料提高稳定性。 （五）工艺流程：生物质预处理，去除杂质等。厌氧发酵，在厌氧条件下微生物分解生物质产生生物燃气，主要成分是甲烷等。涉及反应如碳水化合物发酵生成甲烷和二氧化碳等。原理是利用微生物代谢作用将生物质化学能转化为生物燃气的化学能。