天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其主要成分为甲烷．

（1）工业上可用煤制天然气，生产过程中有多种途径生成CH₄ ．

①写出CO₂与H₂反应生成CH₄和H₂O的热化学方程式　 

已知：CO（g）+H₂O（g）⇌H₂（g）+CO₂（g）△H=﹣41kJ•mol^﹣1

C（s）+2H₂（g）⇌CH₄（g）△H=﹣73kJ•mol^﹣1

2CO（g）⇌C（s）+CO₂（g）△H=﹣171kJ•mol^﹣1

②科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO₂和H₂O合成CH₄ ．

写出铜电极表面的电极反应式 ．为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量 （选填“盐酸”或“硫酸”）．

③另一生成CH₄的途径是CO（g）+3H₂（g）⇌CH₄（g）+H₂O（g）．某温度下，将0.1mol CO和0.3molH₂充入10L的密闭容器内发生反应CO（g）+3H₂（g）⇌CH₄（g）+H₂O（g），平衡时H₂的转化率为80%，求此温度下该反应的平衡常数K= ．（计算结果保留两位有效数字）

（2）天然气中的H₂S杂质常用氨水吸收，产物为NH₄HS．一定条件下向NH₄HS溶液中通入

空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式 ．

（3）天然气的一个重要用途是制取H₂ ， 其原理为：CO₂（g）+CH₄（g）═2CO（g）+2H₂（g）．

在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol•L^﹣1的CH₄与CO₂ ， 在一定条件下发生反应，测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示，则压强p₁ P₂（填“大于”

或“小于”）；压强为P₂时，在Y点：v（正） v（逆）（填“大于”、“小于”或“等于”）．

（4）天然气也可重整生产化工原料，最近科学家们利用天然气无氧催化重整获得芳香烃X．由质谱分析得X的相对分子质量为106，其核磁共振氢谱如图2，则X的结构简式为 ．