$\text{C}{{\text{O}}_{2}}$分子为                分子$\rm ($填“极性”或“非极性”$\rm )$，$\text{C}{{\text{O}}_{2}}$分子的空间结构为                。

非极性分子 ；直线形

$\rm CO_{2}$分子的中心原子为$\rm C$，采用$\rm sp$杂化，空间构型为直线形，为非极性分子；

结合反应$\rm i$和以下信息，写出$\text{C}{{\text{H}}_{4}}$燃烧热的热化学方程式                。

已知：${{\text{H}}_{2}}\text{O}\left( \text{g} \right)={{\text{H}}_{2}}\text{O}\left(\rm l \right)\quad \Delta {H}=-44\ \text{kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$；$2{{\text{H}}_{2}}\left( \text{g} \right)+{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)=2{{\text{H}}_{2}}\text{O}\left( \text{l} \right)\quad \Delta{H}=-571.6\ \text{kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$。

${\\rm CH_{4}(g)+2O_{2}(g)=CO_{2}(g)+2H_{2}O(l)}\\quad \\Delta H=-890.3\\;\\rm kJ/mol$

反应Ⅳ：${{\text{H}}_{2}}\text{O}\left( \text{g} \right)={{\text{H}}_{2}}\text{O}\left( 1 \right)\quad \Delta {H}=-44\ \text{kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$；，反应Ⅴ：$2{{\text{H}}_{2}}\left( \text{g} \right)+{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)=2{{\text{H}}_{2}}\text{O}\left( \text{l} \right)\quad \Delta {H}=-571.6\ \text{kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$，$\rm CH_{4}$燃烧热的热化学方程式为${\rm CH_{4}(g)+2O_{2}(g)=CO_{2}(g)+2H_{2}O(l)}\quad \Delta H$，可以由反应Ⅴ$\rm \times 2-$反应ⅰ$\rm -$反应Ⅳ$\rm \times 2$得到，$\Delta H=(-571.6\;\rm kJ/mol)\times 2+164.9\;\rm kJ/mol+44\;\rm kJ/mol\times 2=-890.3\;\rm kJ/mol$；

反应$\rm ii$的$\Delta S$                $\rm 0($选填“$\rm \gt $、$\rm \lt $或$\rm =$”$\rm )$，在                $\rm ($选填“较高”、“较低”或“任意”$\rm )$温度下能自发进行。

$\\rm \\lt $ ；较低

反应ⅱ$\text{C}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)+3{{\text{H}}_{2}}\left( \text{g} \right)\rightleftharpoons \text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{OH}\left( \text{g} \right)+{{\text{H}}_{2}}\text{O}\left( \text{g} \right)\quad \Delta {{{H}}_{2}}=-49.4\ \text{kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$，反应ⅱ的$\Delta S\lt 0$，$\Delta H\lt 0$，当$\Delta G=\Delta H-T\Delta S\lt 0$时能自发进行，应当为较低温度条件；

恒温恒容条件下的反应$\rm iii$，下列能判断该反应已经达到平衡状态的$(\quad\ \ \ \ )$。

混合气体密度不变

反应容器受到的压强不变

$\\text{C}{{\\text{O}}_{2}}$、${{\\text{H}}_{2}}$、$\\text{CO}$、${{\\text{H}}_{2}}\\text{O}$的分子个数比为${1: 1: 1: 1: 1}$

断裂$1\\ \\text{mol\\ H}-\\text{H}$键的同时断裂$2\\;\\rm \\text{mol}$的$\\text{O}-\\text{H}$键

$\rm A\rm .$恒温恒容条件下，气体的体积和质量均不变，混合气体的密度是个不变的量，不能判断化学平衡状态，故$\rm A$不选；

$\rm B\rm .$反应ⅲ反应前后气体体积不变，恒温恒容条件下，反应的压强一直不变，不能判断达到化学平衡状态，故$\rm B$不选；

$\rm C\rm .$ $\text{C}{{\text{O}}_{2}}$、${{\text{H}}_{2}}$、$\text{CO}$、${{\text{H}}_{2}}\text{O}$的分子个数比为${1: 1: 1: 1: 1}$，但是不能判断其是否会发生变化，不能说明达到平衡，故$\rm C$不选；

$\rm D\rm .$断裂$\rm 1\;\rm mol$ $\rm H-H$键的同时断裂 $\rm 2\;\rm mol$的$\rm O-H$键时正逆反应速率相等，达到化学平衡状态，故$\rm D$选；

一定条件下研究途径一，相同时间内测得甲烷产率与催化剂、温度变化关系如下图所示。则反应$\rm i$最适宜的催化剂和反应温度是                。

$\\rm 80\\%NiO/CeO_{2}$，$\\rm 350\\;\\rm ^\\circ\\rm C$

甲烷的产率较高的条件下，条件较为适宜，此时催化剂和温温度分别是$\rm 80\%NiO/CeO_{2}$，$\rm 350\;\rm ^\circ\rm C$；

在某密闭容器中通入$\text{C}{{\text{O}}_{2}}$与$\text{C}{{\text{H}}_{4}}$各$3.0\;\rm \text{mol}$，一定条件下发生反应：$\text{C}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)+\text{C}{{\text{H}}_{4}}\left( \text{g} \right)\rightleftharpoons 2\text{CO}\left( \text{g} \right)+2{{\text{H}}_{2}}\left( \text{g} \right)$，测得$\text{C}{{\text{H}}_{4}}$的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示。则化学反应速率$v\left( \text{a} \right)$                $v\left( \text{b} \right)\rm ($填“$\rm \lt $”“$\rm =$”或“$\rm \gt $”，下同$\rm )$，$K\left( \text{a} \right)$                $K\left( \text{c} \right)$。

$\\rm \\lt $； $\\rm \\gt $

对于反应$\text{C}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)+\text{C}{{\text{H}}_{4}}\left( \text{g} \right)\rightleftharpoons 2\text{CO}\left( \text{g} \right)+2{{\text{H}}_{2}}\left( \text{g} \right)$来说，在温度相同的条件下，增大压强，平衡逆向移动，$\rm CH_{4}$的转化率降低，则有$P_{1}\lt P_{2}$，压强越大，反应速率越快，则化学反应速率$v(\text a)\lt v(\text b)$；压强不变的条件下，升高温度，$\rm CH_{4}$的转化率升高，平衡正向移动，平衡常数$\rm K$增大，则$K(\text a)\gt K(\text c)$；

科学家设计利用可再生能源$\rm ($如风能、太阳能$\rm )$电催化还原二氧化碳制备多碳产物$\rm ($如乙烯、乙醇、丙烷等$\rm )$，实现资源的再利用和碳循环，装置如图所示。

①$\rm M$极接电源的                极$\rm ($填“正”或“负”$\rm )$。

②写出生成乙烯$\left( {{\text{C}}_{2}}{{\text{H}}_{4}} \right)$的电极反应式：                。

③${{\text{H}}^{+}}$经质子交换膜由                $\rm ($填“左侧向右侧”，或“右侧向左侧”$\rm )$移。

正； $\\text{2C}{{\\text{O}}_{\\text{2}}}\\text{+12}{{\\text{e}}^{-}}\\text{+12}{{\\text{H}}^{+}}\\text{=C}{{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{=C}{{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{+4}{{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{O}$ ；由左侧向右

由图可知，$\rm N$极碳元素化合价降低得电子，故$\rm N$极为阴极，$\rm M$电极为阳极，发生氧化反应，连接电源的正极；

①由上述分析可知，$\rm M$接电源的正极；

②$\rm N$为阴极，$\rm CO_{2}$得到电子生成乙烯，反应方程式为$\text{2C}{{\text{O}}_{\text{2}}}\text{+12}{{\text{e}}^{-}}\text{+12}{{\text{H}}^{+}}\text{=C}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{=C}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{+4}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}$；

③$\rm N$极消耗的氢离子，$\rm M$极电极反应式为$\text{2}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O-4}{{\text{e}}^{-}}={{\text{O}}_{\text{2}}}\uparrow \text{+4}{{\text{H}}^{+}}$，产生$\rm H^{+}$，${{\text{H}}^{+}}$经质子交换膜由左侧向右侧移动。