2025 年大学能源与动力工程（氢能利用原理）试题及答案

2025年大学能源与动力工程（氢能利用原理）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.以下哪种制氢方法被认为是最有潜力实现大规模、低成本制氢的？（）A.水电解制氢B.化石燃料制氢C.生物质制氢D.太阳能光催化分解水制氢2.氢气作为能源，其能量密度与以下哪种传统能源相近？（）A.汽油B.煤炭C.天然气D.柴油3.在燃料电池中，氢气发生的反应是（）A.氧化反应B.还原反应C.分解反应D.化合反应4.以下哪种材料常用于储氢合金中？（）A.铁B.铜C.镁D.铝5.氢气的燃烧产物是（）A.一氧化碳B.二氧化碳C.水D.二氧化硫6.氢能源产业链中，氢气的运输方式不包括以下哪种？（）A.管道运输B.公路运输C.航空运输D.水路运输7.以下关于氢能利用原理中，热化学循环制氢的说法错误的是（）A.利用一系列化学反应，将水分解为氢气和氧气B.反应过程中需要消耗大量的热能C.可以在较低温度下实现水的分解D.具有较高的能量转化效率8.质子交换膜燃料电池的工作温度一般在（）A.100℃以下B.100-200℃C.200-300℃D.300℃以上9.氢气在空气中的爆炸极限范围是（）A.4.0%-75.6%B.1.0%-15.0%C.5.0%-15.0%D.2.0%-12.0%10.以下哪种不是氢能利用面临的主要挑战？（）A.制氢成本高B.氢气储存困难C.燃料电池寿命短D.氢能无污染二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填在括号内）1.氢能的优点包括（）A.能量密度高B.燃烧产物无污染C.来源广泛D.储存方便2.常见的制氢方法有（）A.水电解制氢B.化石燃料制氢C.生物质制氢D.太阳能制氢3.储氢技术包括（）A.高压气态储氢B.低温液态储氢C.金属有机框架材料储氢D.碳纳米管储氢4.燃料电池的类型有（）A.质子交换膜燃料电池B.碱性燃料电池C.固体氧化物燃料电池D.熔融碳酸盐燃料电池5.氢能利用的应用领域包括（）A.交通运输B.分布式发电C.储能D.化工生产三、判断题（总共10题，每题2分，正确的打“√”，错误的打“×”）1.氢气是一种可再生能源。（）2.水电解制氢过程中，电能全部转化为氢能。（）3.储氢合金可以在常温常压下储存大量氢气。（）4.燃料电池的发电效率高于传统火力发电。（）5.氢气在运输过程中不会发生泄漏。（）6.热化学循环制氢不需要外部能源输入。（）7.质子交换膜燃料电池的输出电压稳定。（）8.氢能利用可以完全替代传统能源。（）9.氢气的制取成本主要取决于制氢方法和原料价格。（）10.氢能利用过程中不存在任何环境问题。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述水电解制氢的原理及优缺点。2.说明燃料电池的工作原理，并举例说明其在交通运输领域的应用优势。3.分析储氢合金储氢的原理及特点。五、论述题（总共2题，每题15分）1.论述氢能在未来能源体系中的地位和作用，以及目前氢能利用面临的主要问题和解决方案。2.结合当前技术发展趋势，谈谈你对氢能利用原理未来发展方向的看法。答案：一、选择题1.D2.A3.B4.C5.C6.C7.C8.A9.A10.D二、多项选择题1.ABC2.ABCD3.ABCD4.ABCD5.ABCD三、判断题1.√2.×3.×4.√5.×6.×7.×8.×9.√10.×四、简答题1.水电解制氢原理：通过电解水设备，在直流电作用下，使水分解为氢气和氧气。优点：产物纯净，无污染；可利用可再生能源电解水实现绿色制氢。缺点：电耗大，成本较高；设备投资大。2.燃料电池工作原理：氢气和氧气分别在阳极和阴极发生电化学反应，产生电流。在交通运输领域应用优势：零排放或低排放，提高能源利用效率，续航里程有竞争力，可快速补充燃料。3.储氢合金储氢原理：合金与氢气发生化学反应，形成金属氢化物储存氢气。特点：储氢密度较高，可在相对温和条件下储氢；但存在储氢和释氢过程的动力学问题，成本较高。五、论述题1.氢能在未来能源体系中地位重要，可助力能源转型，减少碳排放。作用包括分布式发电、交通运输等。面临问题有制氢成本高、储存运输困难等。解决方案有研发高效制氢技术、改进储