Question

【题目】肌红蛋白(Mb)是由肽链和血红素辅基组成的可结合氧的蛋白，广泛存在于肌肉中。肌红蛋白结合氧的反应为：Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)。肌红蛋白的结合度(即转化率α）与氧气分压p(O2)密切相关，37℃时，反应达平衡时测得的一组实验数据如图所示。回答下列问题：

(1)37℃时，上述反应的平衡常数K=___________kPa－1(气体和溶液中的溶质分别用分压和物质的量浓度表达)；

(2)平衡时，肌红蛋白的结合度α=___________[用含p(O2)和K的代数式表示]；37℃时，若空气中氧气分压为20.0kPa，人正常呼吸时α的最大值为___________%结果保留2位小数)；

(3)一般情况下，高烧患者体内MbO2的浓度会比其健康时___________(填“高”或“低”)；在温度不变的条件下，游客在高山山顶时体内MbO2的浓度比其在山下时___________(填“高”或“低”)；

(4)上述反应的正反应速率υ正=k正c(Mb)p(O2)，逆反应速率υ逆=k逆c(MbO2)。k正和k逆分别是正向和逆向反应的速率常数。37℃时，上图中坐标为(1.00，50.0)的点对应的反应状态为向___________进行(填“左”或“右”)，此时υ正︰υ逆=___________(填数值)。

Answer 1

【答案】2 97.56 低 低 右 2

【解析】

按照提示写出平衡常数表达式，代入平衡数据求平衡常数，进而计算转化率；运用平衡移动原理分析温度、压强对化学平衡的影响；用Q与K的关系判断反应的方向；用速率方程与K的关系求速率比。

(1)反应Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)的平衡常数表达式K=。图中，37℃、肌红蛋白结合度为50%时，c(Mb)=c(MbO2)、p(O2)=0.5kPa，求得K=2kPa－1。

(2)平衡时，肌红蛋白的结合度α，则，代入K表达式得α=；37℃时，将K=2kPa－1、p(O2)=20.0kPa代入，得到α最大值为97.56%。

(3)高烧患者体温超过37℃，血液中O2浓度降低，MbO2浓度会比健康时低；高山山顶O2分压比地面低，使Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)左移，MbO2浓度也会降低。

(4)当上述反应达到化学平衡时，有υ正=υ逆，即k正c(Mb)·p(O2)=k逆c(MbO2)。得 ＝K。

图中点(1.00，50.0)不在曲线上，37℃时不是化学平衡状态。此时c(Mb)=c(MbO2)、p(O2)=1.00kPa，得Q=1kPa－1<K=2kPa－1，故反应向右进行。υ正︰υ逆=[k正c(Mb)·p(O2)]︰[k逆c(MbO2)]=k正︰k逆=K=2。