Question

【題目】高爐煤氣為煉鐵過程中產生的副產品，主要成分為CO、CO2、N2等，其中CO含量約占25%左右。

（1）研究表明，由CO可以直接合成多種化工產品，如生產甲醇。

已知：2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=－1453kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=－571.6kJ·mol-1

CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)△H=-128.1kJ·mol-1。則CO(g)燃燒熱為__________kJ·mol-1。

（2）人體中肌紅蛋白(Mb)與血紅蛋白（Hb）的主要功能為運輸氧氣與二氧化碳。肌紅蛋白(Mb)可以與小分子X（如氧氣或一氧化碳）結合，反應方程式為：Mb（aq）+X（g）MbX（aq）

①通常用p表示分子X的壓力，p0表示標準狀態大氣壓，若X分子的平衡濃度為p/p0，寫出上述反應的平衡常數表達式：K=__________．請用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結合反應的平衡常數K（CO）遠大于與O2結合的平衡常數K（O2），下圖最能代表結合率（f）與此兩種氣體壓力（p）的關系的是____________

③人體中的血紅蛋白（Hb）同樣能吸附O2、CO2和H+，相關反應方程式及其化學平衡常數分別是：

Ⅰ.Hb（aq）+H+（aq）HbH+（aq）；K1

Ⅱ.HbH+（aq）+O2（g）HbHO2（aq）+H+；K2

Ⅲ.Hb（aq）+O2（g）HbO2（aq）K3

Ⅳ.HbO2（aq）+H+（aq）+CO2（g）Hb（H+）CO2（aq）+O2（g）；△H4

則K3=__________（用K1、K2表示），若低溫下反應Ⅳ能自發進行，則該反應△H____0，△S__0（填“＞”“＜”或“=”）

（3）CO2的處理方法有多種，將少量CO2氣體通入石灰乳中充分反應，達到平衡后，測得溶液中c(OH-)=cmol/L,則c(CO32-)=_____mol/L（用含a、b、c的代數式表示）。（已知Kap(CaCO3)=a,Kap[Ca(OH)2]=b）

Answer 1

【答案】 283 C K1·K2 < < ac2/b

【解析】（1）根據蓋斯定律由③-②+①×可得CO氣體的燃燒的熱化學方程式為：CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H=△H3-△H2+△H1=+128.1kJ·mol-1-(－571.6kJ·mol-1)+(－1453kJ·mol-1) ×=+283 kJ·mol-1；

（2）①Mb(aq)+X(g) MbX(aq)的化學平衡常數K＝；吸附小分子的肌紅蛋白(MbX)的個數等于生成的MbX個數，由K＝可得＝，吸附小分子肌紅蛋白(MbX)占總肌紅蛋白的比例等于＝＝＝；②對于Mb(aq)+X(g) MbX(aq)，增大壓強，平衡正向移動，因此無論是CO還是O2，隨著壓強的增大，結合率（f）都是逐漸增大。在常溫下，肌紅蛋白與CO結合反應的平衡常數K(CO)遠大于與O2結合的平衡常數K(O2)，說明肌紅蛋白與CO的結合能力比其與O2的結合能力強，所以相同壓強條件下，肌紅蛋白與CO的結合率（f）更大，因此C圖象符合，答案選C；③根據蓋斯定律由①+②可得反應：Hb（aq）+O2（g）HbO2（aq）△H＝△H1+△H2 K＝K1·K2；反應Hb（aq）+O2（g）HbO2（aq），△S<0，由△G=△H3-T△S<0自發可知，低溫下反應能自發進行，說明△H3 <0；(3)將少量CO2氣體通入石灰乳中充分反應，達到平衡后發生的反應為：Ca2++CO32-CaCO3+2OH-，平衡常數K＝，達到平衡后，測得溶液c(OH-)=cmol/L，則c(CO32-)= 。