2025年大四（氢能科学与工程）氢能制备技术考核题.doc

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2025年大四（氢能科学与工程）氢能制备技术考核题（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：请从每题给出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。(总共10题，每题4分) 1. 以下哪种制氢方法不属于化石能源制氢？ A. 天然气重整制氢 B. 煤制氢 C. 水电解制氢 D. 石油炼制制氢 2. 天然气重整制氢过程中，主要发生的化学反应是？ A. CH₄ + H₂O → CO + 3H₂ B. CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O C. CO + H₂O → CO₂ + H₂ D. 以上反应都有 3. 煤制氢过程中，煤气化的主要目的是？ A. 将煤转化为气态燃料 B. 提高煤的含氢量 C. 脱除煤中的杂质 D. 以上都是 4. 水电解制氢中，常用的电解质是？ A. 硫酸 B. 氢氧化钠 C. 氢氧化钾 D. 以上都可以 5. 以下哪种材料可作为质子交换膜水电解槽的质子交换膜？ A. 聚苯乙烯 B. 全氟磺酸膜 C. 聚氯乙烯 D. 聚丙烯 6. 太阳能光解水制氢的关键是？ A. 高效的光催化剂 B. 合适的反应器 C. 稳定的光源 D. 以上都是 7. 生物质制氢过程中，生物质气化产生的合成气主要成分是？ A. CO和H₂ B. CO₂和H₂ C. CH₄和H₂ D. CO和CH₄ 8. 热化学循环制氢的优点不包括？ A. 可利用多种能源 B. 反应条件温和 C. 制氢效率较高 D. 氢气纯度高 9. 以下哪种制氢方法有望实现大规模、低成本的绿色制氢？ A. 核能制氢 B. 风能制氢 C. 太阳能光解水制氢（大规模工业化实现前） D. 以上都有可能 10. 氢能制备过程中，氢气的储存方式不包括？ A. 高压气态储存 B. 低温液态储存 C. 固态储存 D. 溶液储存第II卷（非选择题，共60分）简答题（共20分）答题要求：请简要回答问题，语言简洁明扼要。(总共4题，每题各5分) 1. 简述天然气重整制氢的工艺流程。 2. 说明水电解制氢的原理。 3. 太阳能光解水制氢面临的主要挑战有哪些？ 4. 生物质制氢的主要方法有哪些？论述题（共20分）答题要求：请详细阐述观点，论述要有条理，论据充分。(总共2题，每题各10分) 1. 对比分析化石能源制氢和可再生能源制氢的优缺点。 2. 谈谈你对未来氢能制备技术发展趋势的看法。材料分析题（共20分）答题要求：认真阅读材料，结合所学知识回答问题。(总共2题，每题各10分) 材料：随着全球对清洁能源的需求不断增加，氢能作为一种极具潜力的能源载体受到广泛关注，但目前氢能制备技术仍面临成本高、效率低等问题。某科研团队致力于研发新型太阳能光解水制氢技术，通过改进光催化剂和优化反应器设计，取得了一定的进展。 1. 请分析该科研团队研发新型太阳能光解水制氢技术的意义。 2. 结合材料，谈谈如何进一步推动氢能制备技术的发展。方案设计题（共20分）答题要求：根据题目要求，设计合理的方案。(总共1题，每题各20分) 为满足某地区未来对氢能的需求，设计一个综合的氢能制备方案，需考虑能源资源、技术可行性、成本等因素。答案：第I卷：1.C 2.A 3.D 4.D 5.B 6.D 7.A 8.B 9.D 10.D 第II卷：简答题：1.天然气重整制氢一般先将天然气与水蒸气在高温下反应生成合成气（主要成分是CO和H₂），然后通过变换反应调整合成气中CO和H₂的比例，再经过净化处理去除杂质，得到较为纯净的氢气。2.水电解制氢是利用电能将水分解为氢气和氧气。在电解槽中，水在电极作用下发生氧化还原反应，阳极产生氧气，阴极产生氢气。3.主要挑战有高效光催化剂的开发、光解水反应效率低、反应体系稳定性差、太阳能的间歇性和能量密度低等。4.生物质制氢主要方法有生物质气化制氢、生物质热解制氢、生物质发酵制氢等。论述题：1.化石能源制氢优点是技术成熟、产量大，缺点是依赖有限化石资源、产生碳排放；可再生能源制氢优点是绿色环保可持续，缺点是成本高、技术有待完善、受自然条件限制。2.未来氢能制备技术发展趋势可能是多种制氢技术协同发展，可再生能源制氢占比逐渐增大，不断提高制氢效率、降低成本，加强基础研究和技术创新等。材料分析题：1.意义在于推动氢能从理论研究走向实际应用，降低对化石能源依赖，减少碳排放，为解决能源和环境问题提供新途径。2.进一步发展可加大科研投入，产学研合作攻克关键技术；建立示范项目积累经验；完善政策支持体系，引导社会资本参与等。方案设计题：可采用太阳能光解水制氢与风能制氢相结合，利用当地丰富太阳能、风能资源。建设大型光解水制氢示范基地和分布式风能制氢装置，配套储能系统保障氢气稳定供应。通过规模化降低成本，同时加强技术研发提升效率。

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