2025年大学《能源化学》专业题库—— 燃气化学技术在能源生产中的应用.docxVIP

2025年大学《能源化学》专业题库——燃气化学技术在能源生产中的应用

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的代表字母填在题后括号内）

1.下列哪种气体在天然气中含量通常最高？

A.CO2

B.H2

C.CH4

D.N2

2.燃气燃烧过程中，若空气供应不足，主要生成的有毒气体是？

A.CO2

B.SO2

C.NOx

D.CO

3.工业上利用水蒸气与CO在催化剂作用下反应生成合成气（CO+H2），该反应属于？

A.熵增反应

B.焓减反应

C.氧化反应

D.酸碱反应

4.下列哪种催化剂常用于合成气变换反应（CO+H2OCO2+H2）？

A.铂-铑合金

B.镍基催化剂

C.贵金属氧化物

D.铁基催化剂

5.提高燃气燃烧效率的关键途径之一是？

A.增加不完全燃烧

B.减少氧气过量系数

C.提高烟气排放温度

D.使用低热值燃料

6.燃气轮机发电厂与传统的燃煤电厂相比，其主要优势之一是？

A.燃料消耗量更大

B.发电效率通常较低

C.燃料适应性更差

D.运行灵活性更高

7.碳捕获与封存（CCS）技术的主要目的是？

A.提高燃料燃烧热值

B.增加合成气产量

C.减少发电过程中的CO2排放

D.降低天然气开采成本

8.天然气中存在的硫化物（如H2S）在燃烧前需要脱除，主要是因为？

A.降低燃烧效率

B.损害燃烧设备

C.生成过多SO2导致酸雨

D.增加燃料成本

9.下列哪种技术是将天然气直接转化为更清洁、更多样化的化学品和燃料？

A.热解

B.水煤气变换

C.甲烷化

D.合成气费托合成

10.在评价不同燃气化学技术的经济性时，通常需要考虑的因素不包括？

A.技术成熟度

B.燃料价格

C.能源输出功率

D.废气处理成本

二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在题中横线上）

1.天然气的主要成分是甲烷（CH4），其燃烧的化学方程式为___________。

2.燃气燃烧过程中的主要污染物包括氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）和___________。

3.合成气（主要成分为CO和H2）可通过___________（方法名称）将CO转化为CO2，从而提高氢气含量。

4.燃气轮机发电的基本工作循环通常指___________循环。

5.碳捕获与利用（CCU）技术不仅关注CO2的___________，也关注其资源化利用。

6.催化剂在合成气制备和变换等反应中起着___________的重要作用。

7.提高燃烧温度通常有利于___________的生成，但也会增加NOx的排放。

8.氢气作为一种清洁能源载体，其大规模制取方法之一是利用天然气重整，该方法会产生___________气体。

9.燃气输配系统中，为防止管道腐蚀，常需要对天然气进行___________。

10.工业上实现CO2捕集的主要技术路线包括燃烧后捕集、燃烧前捕集和___________捕集。

三、简答题（每小题5分，共20分）

1.简述影响天然气燃烧效率的主要因素。

2.简述水煤气变换反应的化学方程式及其工业意义。

3.简述合成气费托合成技术的基本原理及其主要产品。

4.简述碳捕获与封存（CCS）技术的核心流程。

四、计算题（每小题7分，共14分）

1.已知甲烷（CH4）的燃烧热（焓变）ΔH0xE20x820x9F=-890kJ/mol。计算燃烧1m3（标准状态下）甲烷释放的热量。标准状态下甲烷的密度约为0.717kg/m3，甲烷的摩尔质量为16.04g/mol。

2.在一定条件下，合成气变换反应CO+H2O=CO2+H2的平衡常数为K0xE10xB50xA8=10。若反应器入口气中CO浓度为10mol%，H2O浓度为80mol%，CO浓度为10mol%，H2浓度为0mol%，计算反应达到平衡时CO的转化率。（假设气体为理想气体，分压等于摩尔分数）

五、论述题（10分）

结合当前能源转型和环境保护的要求，论述发展燃气化学技术在能源生产中的应用前景、面临的挑战以及可能的解决方案。

试卷答案

一、选择