《新能源汽车》项目四 燃料电池的基本工作原理（1) 45分钟专题训练

山东省春季高考《新能源汽车》45分钟专题训练专辑，共8份试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固车辆维修类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加车辆维修类高考的学生。与本专辑配套的还有山东省单独招生考试《汽车机械基础》《汽车电子电工技术基础》《汽车电气设备构造与维修》《汽车发动机构造与维修》《汽车底盘构造与维修》45分钟专题训练专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 《新能源汽车》 项目四：燃料电池的基本工作原理(1) 时间:45分钟 总分:100分 班级________ 姓名________ 学号________ 成绩_________ 一、选择题(本题共20小题,每题3分，共60分） 1.燃料电池的概念是指（ ） A.一种通过燃烧燃料来产生电能的电池 B.一种能够持续地通过在阳极和阴极的氧化还原反应将化学能转化为电能的能量转换装置 C.一种利用太阳能转化为电能的电池 D.一种利用热能转化为电能的电池 答案：B 解析：燃料电池是通过阳极和阴极的氧化还原反应将化学能转化为电能，而不是通过燃烧燃料等其他方式。 2.燃料电池与常规电池的主要区别在于（ ） A.燃料电池需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂来产生电能 B.燃料电池的体积更大 C.燃料电池只能使用一次 D.燃料电池的输出功率更低 答案：A 解析：燃料电池工作时需要持续供应燃料和氧化剂才能不断产生电能，常规电池储存的电能是有限的。 3.燃料电池的优点不包括（ ） A.输出功率由燃料电池堆的输出功率决定，机组容量具有自由度 B.有尺寸效应，小的燃料电池性能不如大的燃料电池 C.转换效率高，可达 60% D.没有运转部件，噪声小 答案：B 解析：燃料电池没有尺寸效应，小的燃料电池仍具有和大尺寸相仿的性能。 4.按燃料电池运行机理分类，燃料电池可分为（ ） A.酸性燃料电池和碱性燃料电池 B.低温型燃料电池和高温型燃料电池 C.氢气燃料电池和氧气燃料电池 D.固体氧化物燃料电池和质子交换膜燃料电池 答案：A 解析：按运行机理可分为酸性燃料电池和碱性燃料电池，其他分类方式是按照电解质种类、工作温度、燃料类型等进行分类。 5.碱性燃料电池（AFC）的特点是（ ） A.电解质为碱性溶液，一般是氢氧化钾（KOH） B.工作温度在 600 - 800℃ C.启动速度慢 D.对二氧化碳不敏感 答案：A 解析：碱性燃料电池的电解质是氢氧化钾等碱性溶液，工作温度较低，启动速度快，但对二氧化碳敏感。 6.质子交换膜燃料电池（PEMFC）的工作温度一般在（ ） A.室温 - 100℃ B.200 - 300℃ C.400 - 600℃ D.800 - 1000℃ 答案：A 解析：质子交换膜燃料电池工作温度通常在室温 - 100℃，具有启动快等特点。 7.固体氧化物燃料电池（SOFC）的特点是（ ） A.工作温度高，一般在 600 - 1000℃ B.电解质为酸性溶液 C.启动速度快 D.对燃料纯度要求低 答案：A 解析：固体氧化物燃料电池工作温度高，电解质是固体氧化物，启动速度较慢，对燃料纯度要求较高。 8.燃料电池按燃料类型分类，不包括（ ） A.氢气燃料电池 B.甲醇燃料电池 C.太阳能燃料电池 D.天然气燃料电池 答案：C 解析：太阳能不属于燃料类型，燃料电池按燃料类型可分为氢气、甲醇、天然气等燃料电池。 9.单体质子交换膜燃料电池的关键部件不包括（ ） A.阳极 B.阴极 C.质子交换膜 D.锂离子电池 答案：D 解析：单体质子交换膜燃料电池由阳极、阴极、质子交换膜等组成，锂离子电池不属于其部件。 10.单体质子交换膜燃料电池中，氢气在（ ）发生氧化反应。 A.阳极 B.阴极 C.质子交换膜 D.催化剂层 答案：A 解析：在单体质子交换膜燃料电池中，氢气在阳极发生氧化反应，氧气在阴极发生还原反应。 11.质子交换膜燃料电池中，质子（H⁺）通过（ ）从阳极移动到阴极。 A.外电路 B.质子交换膜 C.电解液 D.气体扩散层 答案：B 解析：质子通过质子交换膜从阳极移动到阴极，外电路是电子移动的路径。 12.燃料电池的发电效率理论上可达到（ ） A.30% - 40% B.50% - 60% C.70% - 80% D.90% 以上 答案：C 解析：燃料电池的发电效率理论上可达到 70% - 80%，实际效率会因各种损耗而降低。 13.燃料电池堆是由多个（ ）组合而成。 A.单体电池 B.质子交换膜 C.催化剂 D.气体扩散层 答案：A 解析：燃料电池堆是由多个单体电池通过串联或并联等方式组合而成。 14.以下关于燃料电池双极板的说法错误的是（ ） A.双极板用于分隔各个单体电池 B.双极板上有流道，用于分配燃料和氧化剂 C.双极板材料只能是金属 D.双极板有助于电子传导 答案：C 解析：双极板材料可以是金属、石墨等多种材料，不只是金属。 15.燃料电池用于电动汽车（FEV）时，其比能量不低于（ ） A.50 - 100 W・h/kg B.100 - 150 W・h/kg C.150 - 200 W・h/kg D.150 - 200 W・h/kg 答案：C 解析：用于电动汽车时，燃料电池组的比能量不低于 150 - 200 W・h/kg。 16.燃料电池在（ ）情况下不能开开停停。 A.用于电动汽车时 B.用于固定发电站时 C.用于移动电源时 D.所有应用场景 答案：A 解析：燃料电池用于电动汽车时不能开开停停，而在其他一些应用场景可能没有这种限制。 17.以下哪种燃料电池对二氧化碳最敏感？（ ） A.碱性燃料电池 B.质子交换膜燃料电池 C.磷酸燃料电池 D.固体氧化物燃料电池 答案：A 解析：碱性燃料电池对二氧化碳非常敏感，二氧化碳会与电解质反应影响电池性能。 18.燃料电池中，催化剂的主要作用是（ ） A.储存电能 B.加快电极反应速度 C.分隔单体电池 D.传导质子 答案：B 解析：催化剂的主要作用是加快电极反应速度，降低反应活化能。 19.在质子交换膜燃料电池中，氧气进入（ ）发生还原反应。 A.阳极 B.阴极 C.质子交换膜 D.催化剂层 答案：B 解析：在质子交换膜燃料电池中，氧气在阴极发生还原反应。 20.燃料电池的能量转换过程中，没有涉及到以下哪种能量形式？（ ） A.化学能 B.电能 C.热能 D.机械能 答案：D 解析：燃料电池是将化学能转化为电能，过程中会有少量热能产生，但不涉及机械能。 二、分析简答题(本题共4小题，简答每小题10分，共40分。) 21.简述燃料电池的概念，并说明它与常规电池的区别。（10 分） 答案： 燃料电池是一种能够持续地通过在阳极和阴极的氧化还原反应将化学能转化为电能的能量转换装置。与常规电池的区别在于，燃料电池工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂才能持续产生电能，而常规电池是储存有限的电能，电能耗尽后需要重新充电。 22.按照电解质种类分类，有哪些类型的燃料电池？并简要描述其中一种类型的工作温度和应用场景。（10 分） 答案： 按电解质种类分类，有碱性燃料电池、质子交换膜燃料电池（PEMFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）等。质子交换膜燃料电池（PEMFC）的工作温度一般在室温 - 100℃，它启动快，常用于电动汽车、便携式电源等对启动速度要求较高的应用场景。 23.简述单体质子交换膜燃料电池的构造，并说明氢气和氧气在其中的反应位置。（10 分） 答案： 单体质子交换膜燃料电池的构造包括阳极（氢气发生氧化的场所）、阴极（氧气发生还原的场所）、质子交换膜和催化剂（两极都含有加速电极化学反应的物质）。在单体质子交换膜燃料电池中，氢气在阳极发生氧化反应，氧气在阴极发生还原反应。 24.阐述质子交换膜燃料电池的优点和目前存在的主要问题。（10 分） 答案： 质子交换膜燃料电池的优点有： 1.工作温度低，启动快，可在室温下快速启动。 2.能量转换效率理论上可达到 70% - 80%。 3.无噪声，无污染排放。 目前存在的主要问题有： 1.成本高，主要是因为质子交换膜、催化剂等关键材料昂贵。 2.对燃料氢气的纯度要求高，氢气的制备、储存和运输难度较大。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 山东省春季高考《新能源汽车》45分钟专题训练专辑，共8份试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固车辆维修类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加车辆维修类高考的学生。与本专辑配套的还有山东省单独招生考试《汽车机械基础》《汽车电子电工技术基础》《汽车电气设备构造与维修》《汽车发动机构造与维修》《汽车底盘构造与维修》45分钟专题训练专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 《新能源汽车》 项目四：燃料电池的基本工作原理(1) 时间:45分钟 总分:100分 班级________ 姓名________ 学号________ 成绩_________ 一、选择题(本题共20小题,每题3分，共60分） 1.燃料电池的概念是指（ ） A.一种通过燃烧燃料来产生电能的电池 B.一种能够持续地通过在阳极和阴极的氧化还原反应将化学能转化为电能的能量转换装置 C.一种利用太阳能转化为电能的电池 D.一种利用热能转化为电能的电池 2.燃料电池与常规电池的主要区别在于（ ） A.燃料电池需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂来产生电能 B.燃料电池的体积更大 C.燃料电池只能使用一次 D.燃料电池的输出功率更低 3.燃料电池的优点不包括（ ） A.输出功率由燃料电池堆的输出功率决定，机组容量具有自由度 B.有尺寸效应，小的燃料电池性能不如大的燃料电池 C.转换效率高，可达 60% D.没有运转部件，噪声小 4.按燃料电池运行机理分类，燃料电池可分为（ ） A.酸性燃料电池和碱性燃料电池 B.低温型燃料电池和高温型燃料电池 C.氢气燃料电池和氧气燃料电池 D.固体氧化物燃料电池和质子交换膜燃料电池 5.碱性燃料电池（AFC）的特点是（ ） A.电解质为碱性溶液，一般是氢氧化钾（KOH） B.工作温度在 600 - 800℃ C.启动速度慢 D.对二氧化碳不敏感 6.质子交换膜燃料电池（PEMFC）的工作温度一般在（ ） A.室温 - 100℃ B.200 - 300℃ C.400 - 600℃ D.800 - 1000℃ 7.固体氧化物燃料电池（SOFC）的特点是（ ） A.工作温度高，一般在 600 - 1000℃ B.电解质为酸性溶液 C.启动速度快 D.对燃料纯度要求低 8.燃料电池按燃料类型分类，不包括（ ） A.氢气燃料电池 B.甲醇燃料电池 C.太阳能燃料电池 D.天然气燃料电池 9.单体质子交换膜燃料电池的关键部件不包括（ ） A.阳极 B.阴极 C.质子交换膜 D.锂离子电池 10.单体质子交换膜燃料电池中，氢气在（ ）发生氧化反应。 A.阳极 B.阴极 C.质子交换膜 D.催化剂层 11.质子交换膜燃料电池中，质子（H⁺）通过（ ）从阳极移动到阴极。 A.外电路 B.质子交换膜 C.电解液 D.气体扩散层 12.燃料电池的发电效率理论上可达到（ ） A.30% - 40% B.50% - 60% C.70% - 80% D.90% 以上 13.燃料电池堆是由多个（ ）组合而成。 A.单体电池 B.质子交换膜 C.催化剂 D.气体扩散层 14.以下关于燃料电池双极板的说法错误的是（ ） A.双极板用于分隔各个单体电池 B.双极板上有流道，用于分配燃料和氧化剂 C.双极板材料只能是金属 D.双极板有助于电子传导 15.燃料电池用于电动汽车（FEV）时，其比能量不低于（ ） A.50 - 100 W・h/kg B.100 - 150 W・h/kg C.150 - 200 W・h/kg D.150 - 200 W・h/kg 16.燃料电池在（ ）情况下不能开开停停。 A.用于电动汽车时 B.用于固定发电站时 C.用于移动电源时 D.所有应用场景 17.以下哪种燃料电池对二氧化碳最敏感？（ ） A.碱性燃料电池 B.质子交换膜燃料电池 C.磷酸燃料电池 D.固体氧化物燃料电池 18.燃料电池中，催化剂的主要作用是（ ） A.储存电能 B.加快电极反应速度 C.分隔单体电池 D.传导质子 19.在质子交换膜燃料电池中，氧气进入（ ）发生还原反应。 A.阳极 B.阴极 C.质子交换膜 D.催化剂层 20.燃料电池的能量转换过程中，没有涉及到以下哪种能量形式？（ ） A.化学能 B.电能 C.热能 D.机械能 二、分析简答题(本题共4小题，简答每小题10分，共40分。) 21.简述燃料电池的概念，并说明它与常规电池的区别。（10 分） 22.按照电解质种类分类，有哪些类型的燃料电池？并简要描述其中一种类型的工作温度和应用场景。（10 分） 23.简述单体质子交换膜燃料电池的构造，并说明氢气和氧气在其中的反应位置。（10 分） 24.阐述质子交换膜燃料电池的优点和目前存在的主要问题。（10 分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$