2025年大四（氢能科学与工程）氢能制备技术考核题

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+3H₂B.CH₄+2O₂→CO₂+2H₂OC.CO+H₂O→CO₂+H₂D.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H₂B.CO₂和H₂C.CH₄和H₂D.CO和CH₄8.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.C2.A3.D4.D5.B6.D7.A8.B9.D10.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