CH₄ 既是一種重要的能源，也是一種重要的化工原料。
（1）甲烷的電子式為

。
（2）甲烷高溫分解生成氫氣和碳。在密閉容器中進行此反應(yīng)時要通入適量空氣使部分甲烷燃燒，其目的是

提供CH₄分解所需的能量

提供CH₄分解所需的能量

。
（3）以CH₄為燃料可設(shè)計成結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染的燃料電池，其工作原理圖1所示，則通入a氣體的電極名稱為

負極

負極

，通入 b氣體的電極反應(yīng)式

O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O

O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O

。（質(zhì)子交換膜只允許H⁺通過）

（4）在一定溫度和催化劑作用下，CH₄與CO₂可直接轉(zhuǎn)化成乙酸，這是實現(xiàn)“減排”的一種研究方向。
①在不同溫度下，催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖2所示，則該反應(yīng)的最佳溫度應(yīng)控制在

250℃

250℃

左右。
②CH₄與CO₂可直接轉(zhuǎn)化成乙酸的原子利用率為

100%

100%

。
（5）碳正離子（例如：CH₃⁺、CH₅⁺、（CH₃）₃C⁺等）是有機反應(yīng)中間體，CH₅⁺碳正離子是由CH₄在“超強酸”中獲得一個H⁺而得到，而CH₅⁺失去H₂可得CH₃⁺．（CH₃）₃C⁺去掉H⁺后生成電中性有機分子，該分子的結(jié)構(gòu)簡式為

（CH₃）₂C=CH₂

（CH₃）₂C=CH₂

。
（6）CH₄與Cl₂在光照條件下可發(fā)生反應(yīng)。
①實驗室中用如圖3所示的裝置進行實驗。

在光照下反應(yīng)一段時間后，下列裝置示意圖中能正確反映實驗現(xiàn)象的是

D

D

。

②CH₄與Cl₂生成CH₃Cl的反應(yīng)過程，中間態(tài)物質(zhì)的能量關(guān)系見圖4．有關(guān)說法不正確的是

B

B

。（填序號）
A．Cl?是由Cl₂ 在光照下化學(xué)鍵斷裂生成的，該過程可表示為：

光

B．反應(yīng)過程一定無CH₃CH₃生成
C．圖示過程放出熱量
D．CH₄ 轉(zhuǎn)化為CH₃Cl,C-H鍵發(fā)生了斷裂