CH₄既是一种重要的能源，也是一种重要的化工原料。
（1）甲烷高温分解生成氢气和碳的反应是吸热反应。在密闭容器中进行此反应时要通入适量空气使部分甲烷燃烧，其目的是

提供CH₄分解所需的能量

提供CH₄分解所需的能量

。
（2）以CH₄为燃料可设计成结构简单、能量转化率高的燃料电池，其工作原理如图所示，则通入b气体的电极名称为

正极

正极

（选填“正极”或“负极”），通入a气体的电极反应式

CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂↑+8H⁺

CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂↑+8H⁺

（质子交换膜只允许H⁺通过）。

（3）在一定温度和催化剂作用下，CH₄与CO₂可直接转化成乙酸，这是实现“减排”的种研究方向。
①CH₄与CO₂可直接转化成乙酸的原子利用率为

100%

100%

。
②在不同温度下，催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示，则该反应的最佳温度应控制在

250℃

250℃

左右。

（4）碳正离子（例如：

CH

+

5

、

CH

+

3

、（CH₃）₃C⁺等）是有机反应中间体，

CH

+

5

碳正离子是由CH₄在“超强酸”中获得一个H⁺而得到，而

CH

+

5

失去H₂可得

CH

+

3

。（CH₃）₃C⁺去掉H⁺后生成电中性有机分子，该分子的结构简式为

（CH₃）₂C═CH₂

（CH₃）₂C═CH₂

。
（5）CH₄与Cl₂生成CH₃Cl的反应过程，中间态物质的能量关系如图所示。下列有关说法中正确的是

AC

AC

（填序号）。
A．Cl•是Cl₂在光照下化学键断裂生成的，该过程吸收能量
B．图示反应过程一定无CH₃CH₃生成
C．图示生成CH₃Cl过程为放热过程
D．图示过程分两步，第一步既有极性键断裂，又有非极性键断裂