Question

【题目】高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品，主要成分为CO、CO2、N2等，其中CO含量约占25%左右。

（1）研究表明，由CO可以直接合成多种化工产品，如生产甲醇。

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。则CO(g)燃烧热为__________kJ·mol-1。

（2）人体中肌红蛋白(Mb)与血红蛋白（Hb）的主要功能为运输氧气与二氧化碳。肌红蛋白(Mb)可以与小分子X（如氧气或一氧化碳）结合，反应方程式为：Mb（aq）+X（g）MbX（aq）

①通常用p表示分子X的压力，p0表示标准状态大气压，若X分子的平衡浓度为p/p0，写出上述反应的平衡常数表达式：K=__________．请用p/p0及K表示吸附小分子的肌红蛋白（MbX）占总肌红蛋白的比例__________。

②在常温下，肌红蛋白与CO结合反应的平衡常数K（CO）远大于与O2结合的平衡常数K（O2），下图最能代表结合率（f）与此两种气体压力（p）的关系的是____________

③人体中的血红蛋白（Hb）同样能吸附O2、CO2和H+，相关反应方程式及其化学平衡常数分别是：

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

则K3=__________（用K1、K2表示），若低温下反应Ⅳ能自发进行，则该反应△H____0，△S__0（填“＞”“＜”或“=”）

（3）CO2的处理方法有多种，将少量CO2气体通入石灰乳中充分反应，达到平衡后，测得溶液中c(OH-)=cmol/L,则c(CO32-)=_____mol/L（用含a、b、c的代数式表示）。（已知Kap(CaCO3)=a,Kap[Ca(OH)2]=b）

Answer 1

【答案】 283 C K1·K2 < < ac2/b

【解析】（1）根据盖斯定律由③-②+①×可得CO气体的燃烧的热化学方程式为：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)的化学平衡常数K＝；吸附小分子的肌红蛋白(MbX)的个数等于生成的MbX个数，由K＝可得＝，吸附小分子肌红蛋白(MbX)占总肌红蛋白的比例等于＝＝＝；②对于Mb(aq)+X(g) MbX(aq)，增大压强，平衡正向移动，因此无论是CO还是O2，随着压强的增大，结合率（f）都是逐渐增大。在常温下，肌红蛋白与CO结合反应的平衡常数K(CO)远大于与O2结合的平衡常数K(O2)，说明肌红蛋白与CO的结合能力比其与O2的结合能力强，所以相同压强条件下，肌红蛋白与CO的结合率（f）更大，因此C图象符合，答案选C；③根据盖斯定律由①+②可得反应：Hb（aq）+O2（g）HbO2（aq）△H＝△H1+△H2 K＝K1·K2；反应Hb（aq）+O2（g）HbO2（aq），△S<0，由△G=△H3-T△S<0自发可知，低温下反应能自发进行，说明△H3 <0；(3)将少量CO2气体通入石灰乳中充分反应，达到平衡后发生的反应为：Ca2++CO32-CaCO3+2OH-，平衡常数K＝，达到平衡后，测得溶液c(OH-)=cmol/L，则c(CO32-)= 。