2025年大学《资源化学》专业题库—— 光电催化技术在能源利用中的应用.docxVIP

2025年大学《资源化学》专业题库——光电催化技术在能源利用中的应用

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每题2分，共20分）

1.下列哪种材料不属于常见的光敏剂？

A.TiO2

B.CdSe

C.RuO2

D.C60

2.光电催化反应中，光生电子和空穴重新复合的主要原因是？

A.光照强度不足

B.载流子分离效率低

C.催化剂活性不高

D.反应温度过低

3.下列哪种方法不能有效提高光电催化材料的量子效率？

A.修改能带结构

B.增加表面粗糙度

C.引入缺陷

D.降低光照强度

4.光解水制氢过程中，水分解成氢气和氧气的反应发生在？

A.光敏剂表面

B.助催化剂表面

C.载流子传输过程中

D.吸收光子过程中

5.下列哪种物质不是CO2还原的常见产物？

A.CH4

B.CO

C.H2

D.CO2

6.光电催化技术在水污染治理方面的主要优势是？

A.处理效率高

B.成本低

C.操作简单

D.以上都是

7.量子效率是衡量光电催化性能的重要参数，其定义为？

A.光生电子数/吸收光子数

B.产物生成数/光生电子数

C.产物生成数/吸收光子数

D.载流子分离数/光生电子数

8.金属负载型半导体催化剂中，金属的作用主要是？

A.增强光吸收

B.促进载流子分离

C.提高表面活性

D.降低反应活化能

9.下列哪种材料不属于过渡金属硫化物？

A.MoS2

B.WS2

C.Fe2O3

D.NiS

10.可再生能源利用中，光电催化技术的主要应用领域是？

A.太阳能电池

B.风能发电

C.地热能利用

D.核能利用

二、填空题（每空1分，共15分）

1.光电催化反应的基本过程包括：__________、__________、__________和__________。

2.影响光电催化效率的主要因素包括：__________、__________、__________和__________。

3.光生电子和空穴的分离机制主要有：__________和__________。

4.常见的金属半导体光电催化材料有：__________、__________和__________。

5.光电催化技术在资源利用中的重要作用体现在：__________和__________。

6.资源化学专业在光电催化技术发展中可以发挥的作用包括：__________、__________和__________。

三、简答题（每题5分，共20分）

1.简述光生电子和空穴的分离机制。

2.简述光电催化技术在CO2还原中的应用前景。

3.简述光电催化技术对环境保护的意义。

4.简述资源化学专业在光电催化材料设计中的作用。

四、论述题（每题10分，共20分）

1.论述光电催化技术在可再生能源利用中的潜力和挑战。

2.论述光电催化技术与资源化学专业的结合点和发展方向。

试卷答案

一、选择题

1.C

2.B

3.D

4.B

5.D

6.D

7.C

8.C

9.C

10.A

二、填空题

1.光吸收、载流子产生、载流子分离传输、表面反应

2.光照强度、材料性质、反应条件、结构设计

3.能量转移、电荷转移

4.AgCl、Bi2WO6、CdS

5.高效利用太阳能、发展绿色化学

6.材料设计、反应机理研究、工艺开发

三、简答题

1.简述光生电子和空穴的分离机制。

答：光生电子和空穴的分离机制主要有能量转移和电荷转移。能量转移是指光生电子和空穴通过共振能量转移等方式将能量传递给周围的分子或缺陷，从而降低复合几率。电荷转移是指光生电子和空穴通过形成表面态、缺陷态或借助外部电场等方式，分别转移到材料的不同区域或不同的物质表面，从而实现分离。

解析：本题考察对光生电子和空穴分离机制的理解。需要学生掌握两种主要的分离机制：能量转移和电荷转移，并能简述其过程。

2.简述光电催化技术在CO2还原中的应用前景。

答：光电催化技术可以将CO2转化为有用的化学品和燃料，具有环境友好、资源可持续等优点，在解决全球气候变化和能源危机方面具有广阔的应用前景。例如，可以将CO2还原为甲烷、甲醇、乙醇等燃料，或者还原为碳酸乙烯酯、草酸等化学品。

解析：本题考察对光电催化技术在CO2还原中应用前景的