Question

乙酸乙酯是重要的工业溶剂和香料，广泛用于化纤、橡胶、食品工业等。

在标准状态时，由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成。请写出标准状态下，乙酸和乙醇反应的热化学方程式为___________。

取等物质的量的乙酸、乙醇在TK下密闭容器中发生液相反应物和生成物均为液体酯化反应，达到平衡，乙酸的转化率为，则该温度下用物质的量分数表示的平衡常数________；注：对于可逆反应：达到化学平衡时，)。而相同条件下实验室采用回流并分离出水的方式制备乙酸乙酯时，乙酸转化率可以高达，可能的原因是__________。

若将乙醇与乙酸在催化剂作用下发生气相反应物和生成物均为气体酯化反应，其平衡常数与温度关系为：式中T为温度，单位为，则气相酯化反应为________填“吸热”或“放热”反应。

乙酸和乙醇酯化反应在甲、乙两种催化剂的作用下，在相同时间内乙酸乙酯的产率随温度变化如图所示。由图可知，产率为时，应该选择催化剂和温度分别是________、________；使用催化剂乙时，当温度高于，随温度升高，乙酸乙酯产率下降的原因________________________。

为了保护环境，的排放必须控制。化学工作者尝试各种方法将燃煤产生的二氧化碳回收利用，以达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用，以和为原料制备乙醇和的原理示意图：

判断迁移的方向________选填“从左向右”、“从右向左”。

写出电极b的电极反应式：________________。

Answer

分离出水后，使平衡不断向右移动，从而增大乙酸转化率 放热 催化剂甲 当温度高于，催化剂活性降低，使得反应速率降低，相同时间内乙酸乙酯的产率降低，或温度高于，副反应增多 从左向右

【解析】

利用盖斯定律计算；

利用“三段式”计算平衡常数，根据外界条件的影响判断平衡移动的方向；

平衡常数K与温度T关系为，则升高温度，K的值减小，平衡逆向移动，所以逆向是吸热反应，正向为放热反应；

催化剂的催化效果与温度有关，温度的变化导致催化效果不同，反应进行的程度不同；

由图可知，左室投入水，生成氧气与氢离子，电极a表面发生氧化反应，为负极，电极反应式为，右室通入二氧化碳，酸性条件下生成，电极b表面发生还原反应，为正极，以此分析解题；

根据标准摩尔生成焓图可知，

，

，

，

根据盖斯定律得，，

故答案为：；

设起始时乙醇、乙酸的物质的量均为1mol，反应三段式为：

起始量       1                        1                              0                       0

变化量                                                                                  

平衡量                                                                                  

的物质的量分数的物质的量分数=，的物质的量分数的物质的量分数=，；分离出生成物水，可使平衡正向移动，增大乙酸转化率，

故答案为：；分离出水后，使平衡不断向右移动，从而增大乙酸转化率；

平衡常数K与温度T关系为，则升高温度，K的值减小，平衡逆向移动，所以逆向是吸热反应，正向为放热反应，

故答案为：放热；

由图2可知，使用催化剂甲、温度在左右时乙酸乙酯的产率为，而催化剂乙在左右时乙酸乙酯的产率才达到，所以应选择的最优条件是催化剂甲、；当温度高于，乙酸乙酯产率下降的主要原因是催化剂活性降低，使化学反应速率降低，导致相同时间内乙酸乙酯的产率降低，或温度高于 ，副反应增多，

故答案为：催化剂甲；；当温度高于，催化剂活性降低，使得反应速率降低，相同时间内乙酸乙酯的产率降低，或温度高于 ，副反应增多；

由图可知，左室投入水，生成氧气与氢离子，电极a表面发生氧化反应，为负极，电极反应式为，右室通入二氧化碳，酸性条件下生成，电极b表面发生还原反应，为正极，电极反应式为，

阳离子移向正极，所以迁移的方向是从左向右，

故答案为：从左向右；

电极b的电极反应式：

故答案为：。