Question

人体内的血红蛋白(Hb)和肌红蛋白(Mb)均可与O₂结合，Hb也可以与CO结合。

已知：反应①：Hb(aq)+O₂(g)HbO₂(aq)         ∆H₁＜0；

反应②：Hb(aq)+CO(g)HbCO(aq)              ∆H₂＜0

反应③：HbO₂(aq)+CO(g)HbCO(aq)+O₂(g)      ∆H₃

(1)∆H₃=_____（用∆H₁、∆H₂表示）；反应③自发进行的趋势较大，则∆H₁_____∆H₂（填“＞”、“＜”或“=”）

(2)CO中毒者应立即转移至空气新鲜的地方，结合反应③，从平衡移动的原理分析这样做的理由是_____。

(3)肌红蛋白结合O₂的化学方程式为Mb(aq)+O₂(g) MbO₂(aq) ∆H＜0，研究发现，37℃ 时，v_正=k_Ac(Mb)p(O₂)，v_逆=k_Dc(MbO₂)（k_A和k_D分别是正向和逆向反应的速率常数）。

①对于CO中毒的病人，为解毒需要将v_正提高到正常人的4倍，假设病人体内c(Mb)与常人相同，空气中p(O₂)为20.0kPa，则解毒时提供病人呼吸的O₂的压强是__________。

②该反应平衡总数的表达式为，37℃时，反应达平衡时测得Mb与O₂结合度[a(Mb)，即Mb的转化率]的一组实验如下图所示，则37℃时该反应的K=_______，a(Mb)=________（用含p(O₂)的式子表示）。

③ T℃时，kPa^-1，则T______37（填“＞”、“＜”或“=”），理由是________________。

Answer

∆H2-∆H1 > 增大O2的浓度，减小CO的浓度，使平衡逆移 80.0kPa 2 kPa-1 2 kPa-1 ＞ ，K(T℃）∆H2；

(2)O2是生成物，增大生成物的浓度，平衡逆向移动，可以使血红蛋白与CO解离，就可以减轻人体的中毒症状；

(3)①对于CO中毒的病人，为解毒需要将v正提高到正常人的4倍，假设病人体内c(Mb)与常人相同，空气中p(O2)为20.0kPa，由于v正=kAc(Mb)p(O2)，则速率为正常人的四倍，则氧气产生的压强也为原来的四倍，因此解毒时提供病人呼吸的O2的压强是4×20.0kPa=80.0kPa；

②假设开始时Mb的浓度为1，根据三段式

可逆反应 Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)

c(开始) 1 0

c(转化) a a

c(平衡) 1-a a

K=，根据空气中p(O2)为20.0kPa，此时a=80%，带入上式可得K==2.0(kPa)-1；

假设开始时Mb的浓度为1，根据三段式

可逆反应 Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)

c(开始) 1 0 0

c(转化) a p(O2) a

c(平衡) 1-a p(O2) a

K=，整理可a=，由于该温度下平衡常数K=2，将K=2带入上式可得a=。

③肌红蛋白结合O2的化学方程式为Mb(aq)+O2(g) MbO2(aq) ，∆H＜0，v正=kAc(Mb)p(O2)，v逆=kDc(MbO2)当反应达到平衡时，v正= v逆，kAc(Mb)p(O2)= kDc(MbO2)，则，在37℃时K=2.0(kPa)-1>-1(kPa)-1，说明平衡逆向移动，由于该反应的正反应为放热反应，根据平衡移动原理，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，使化学平衡常数降低，所以温度T>37℃。