17.CH
4既是一種重要的能源,也是一種重要的化工原料。
(1)甲烷高溫分解生成氫氣和碳的反應是吸熱反應。在密閉容器中進行此反應時要通入適量空氣使部分甲烷燃燒,其目的是
。
(2)以CH
4為燃料可設計成結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高的燃料電池,其工作原理如圖所示,則通入b氣體的電極名稱為
(選填“正極”或“負極”),通入a氣體的電極反應式
(質(zhì)子交換膜只允許H
+通過)。
(3)在一定溫度和催化劑作用下,CH
4與CO
2可直接轉(zhuǎn)化成乙酸,這是實現(xiàn)“減排”的種研究方向。
①CH
4與CO
2可直接轉(zhuǎn)化成乙酸的原子利用率為
。
②在不同溫度下,催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖所示,則該反應的最佳溫度應控制在
左右。
(4)碳正離子(例如:
、
、(CH
3)
3C
+等)是有機反應中間體,
碳正離子是由CH
4在“超強酸”中獲得一個H
+而得到,而
失去H
2可得
。(CH
3)
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
。
(5)CH
4與Cl
2生成CH
3Cl的反應過程,中間態(tài)物質(zhì)的能量關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)說法中正確的是
(填序號)。
A.Cl?是Cl
2在光照下化學鍵斷裂生成的,該過程吸收能量
B.圖示反應過程一定無CH
3CH
3生成
C.圖示生成CH
3Cl過程為放熱過程
D.圖示過程分兩步,第一步既有極性鍵斷裂,又有非極性鍵斷裂