Question

肌紅蛋白（Mb）與血紅蛋白（Hb）的主要功能為輸送氧氣與排出二氧化碳．肌紅蛋白（Mb）可以與小分子X（如氧氣或一氧化碳）結(jié)合．反應(yīng)方程式：Mb（aq）+X（g）?MbX（aq）

（1）通常用p 表示分子X 的壓力，p₀ 表示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)大氣壓，若X 分子的平衡濃度為p/p₀，寫出上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=

 

．請(qǐng)用p/p₀ 及K 表示吸附小分子的肌紅蛋白（MbX）占總肌紅蛋白的比例

 

（2）在常溫下，肌紅蛋白與CO 結(jié)合反應(yīng)的平衡常數(shù)K_（CO）遠(yuǎn)大于與O₂結(jié)合的平衡常數(shù)K（O₂），下列哪個(gè)如1圖最能代表結(jié)合率（f）與此兩種氣體壓力（p）的關(guān)系

 

（3）人體中的血紅蛋白（Hb）同樣能吸附O₂、CO₂和H+，且反應(yīng)幾乎是完全的．反應(yīng)方程式：
①Hb（aq）+H⁺（aq）?HbH⁺（aq）；△H₁，K₁
②HbH⁺（aq）+O₂（g）?HbHO₂（aq）+H⁺；△H₂，K₂
③HbO₂（aq）+H⁺（aq）+CO₂（g）?Hb（H⁺）CO₂（aq）+O₂（g）；△H₃
反應(yīng)Hb（aq）+O₂（g）?HbO₂（aq）中：△H=

 

，K=

 

（用△H₁，△H₂及K₁、K₂表達(dá)）．若低溫下反應(yīng)③能自發(fā)進(jìn)行，則）；△H₃

 

0，△S

 

0（天“＞”“＜”或“=”）
（4）如圖2表示血紅蛋白氧結(jié)合率（f）與氧氣分壓[p（O₂）]示意圖，當(dāng)pH＞7.4時(shí)，此時(shí)圖中代表的曲線是

 

（填“A”或“B”）．請(qǐng)解釋該曲線突然上升的原因

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡建立的過程,化學(xué)平衡的影響因素

專題：

分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)是指一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度系數(shù)之冪的積與反應(yīng)物濃度系數(shù)之冪的積比值，吸附小分子的肌紅蛋白（MbX）的個(gè)數(shù)等于生成MbX的個(gè)數(shù)，由k=

c(MbX)

c(Mb) P P．

可得c（Mb）=

c(MbX)

K P P ．

，吸附小分子的肌紅蛋白（MbX）占總肌紅蛋白的比例等于

c(MbX)

c(Mb)+c(MbX)

=

c(MbX)

c(MbX) K P P． +c(MbX)

=

K? P P ．

K? P P． +1

；
（2）增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，因此無論是CO還是O₂，隨著壓強(qiáng)的增大，結(jié)合率（f）都是逐漸增大．在常溫下，肌紅蛋白與CO結(jié)合反應(yīng)的平衡常數(shù)K_（CO）遠(yuǎn)大于與O₂結(jié)合的平衡常數(shù)K（O₂），說明肌紅蛋白與CO的結(jié)合能力比其與O₂的結(jié)合能力強(qiáng)，所以相同壓強(qiáng)條件下，肌紅蛋白與CO的結(jié)合率（f）更大；
（3）已知：①Hb（aq）+H⁺（aq）?HbH⁺（aq）；△H₁，K₁
②HbH⁺（aq）+O₂（g）?HbHO₂（aq）+H⁺；△H₂，K₂
由蓋斯定律可知：①+②可得Hb（aq）+O₂（g）?HbO₂（aq）△H，
因此△H=△H₁+△H₂，K=K₁?K₂；
反應(yīng)Hb（aq）+O₂（g）?HbO₂（aq），△S＜0，由△G=△H₃-T?△S＜0自發(fā)可知，低溫下反應(yīng)③能自發(fā)進(jìn)行，說明△H₃＜0；
（4）當(dāng)pH＞7.4時(shí)，與PH=7.4時(shí)相比，氫離子濃度減小，HbH⁺（aq）+O₂（g）?HbHO₂（aq）+H⁺的化學(xué)平衡正向移動(dòng)，增大了血紅蛋白氧結(jié)合率（f）；由（3）可知，氫離子在Hb（aq）+O₂（g）?HbO₂（aq）反應(yīng)中起催化作用，當(dāng)氧氣分壓較低時(shí)，氫離子能促進(jìn)Hb和氧氣的結(jié)合，導(dǎo)致曲線突然上升．

解答： 解：（1）Mb（aq）+X（g）?MbX（aq）的化學(xué)平衡常數(shù)K=

c(MbX)

c(Mb)?c(X)

=

c(MbX)

c(Mb) P P．

；
吸附小分子的肌紅蛋白（MbX）的個(gè)數(shù)等于生成MbX的個(gè)數(shù)，由k=

c(MbX)

c(Mb) P P．

可得c（Mb）=

c(MbX)

K P P ．

，吸附小分子的肌紅蛋白（MbX）占總肌紅蛋白的比例等于

c(MbX)

c(Mb)+c(MbX)

=

c(MbX)

c(MbX) K P P． +c(MbX)

=

K? P P ．

K? P P． +1

；
故答案為：

c(MbX)

c(Mb) P P．

；

K? P P ．

K? P P． +1

；
（2）對(duì)于Mb（aq）+X（g）?MbX（aq），增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，因此無論是CO還是O₂，隨著壓強(qiáng)的增大，結(jié)合率（f）都是逐漸增大．在常溫下，肌紅蛋白與CO結(jié)合反應(yīng)的平衡常數(shù)K_（CO）遠(yuǎn)大于與O₂結(jié)合的平衡常數(shù)K（O₂），說明肌紅蛋白與CO的結(jié)合能力比其與O₂的結(jié)合能力強(qiáng)，所以相同壓強(qiáng)條件下，肌紅蛋白與CO的結(jié)合率（f）更大，因此C圖象符合，
故選C；
（3）已知：①Hb（aq）+H⁺（aq）?HbH⁺（aq）；△H₁，K₁
②HbH⁺（aq）+O₂（g）?HbHO₂（aq）+H⁺；△H₂，K₂
由蓋斯定律可知：①+②可得Hb（aq）+O₂（g）?HbO₂（aq）△H，
因此△H=△H₁+△H₂，K=K₁?K₂；
反應(yīng)Hb（aq）+O₂（g）?HbO₂（aq），△S＜0，由△G=△H₃-T?△S＜0自發(fā)可知，低溫下反應(yīng)③能自發(fā)進(jìn)行，說明△H₃＜0；
故答案為：△H₁+△H₂；K₁?K₂；＜；＜；
（4）當(dāng)pH＞7.4時(shí)，與PH=7.4時(shí)相比，氫離子濃度減小，HbH⁺（aq）+O₂（g）?HbHO₂（aq）+H⁺的化學(xué)平衡正向移動(dòng)，增大了血紅蛋白氧結(jié)合率（f），因此A曲線符合；
由（3）可知，氫離子在Hb（aq）+O₂（g）?HbO₂（aq）反應(yīng)中起催化作用，當(dāng)氧氣分壓較低時(shí)，氫離子能促進(jìn)Hb和氧氣的結(jié)合，導(dǎo)致曲線突然上升；
故答案為：A；當(dāng)氧氣分壓較低時(shí)，氫離子能促進(jìn)Hb和氧氣的結(jié)合．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、化學(xué)平衡的移動(dòng)、反應(yīng)熱的計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向等問題，綜合性很強(qiáng)，難度較大，題干素材涉及生物知識(shí)，很好的考查了學(xué)生化學(xué)反應(yīng)原理的掌握水平．