CH₄ 既是一种重要的能源，也是一种重要的化工原料。
（1）甲烷的电子式为

。
（2）甲烷高温分解生成氢气和碳。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

。
（3）以CH₄为燃料可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池，其工作原理图1所示，则通入a气体的电极名称为

负极

负极

，通入 b气体的电极反应式

O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O

O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O

。（质子交换膜只允许H⁺通过）

（4）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”的一种研究方向。
①在不同温度下，催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示，则该反应的最佳温度应控制在

250℃

250℃

左右。
②CH₄与CO₂可直接转化成乙酸的原子利用率为

100%

100%

。
（5）碳正离子（例如：CH₃⁺、CH₅⁺、（CH₃）₃C⁺等）是有机反应中间体，CH₅⁺碳正离子是由CH₄在“超强酸”中获得一个H⁺而得到，而CH₅⁺失去H₂可得CH₃⁺．（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

。
（6）CH₄与Cl₂在光照条件下可发生反应。
①实验室中用如图3所示的装置进行实验。

在光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是

D

D

。

②CH₄与Cl₂生成CH₃Cl的反应过程，中间态物质的能量关系见图4．有关说法不正确的是

B

B

。（填序号）
A．Cl•是由Cl₂ 在光照下化学键断裂生成的，该过程可表示为：

光

B．反应过程一定无CH₃CH₃生成
C．图示过程放出热量
D．CH₄ 转化为CH₃Cl,C-H键发生了断裂