【題目】化學(xué)與生命活動(dòng)密切相關(guān)。以下是人體中血紅蛋白、肌紅蛋白與O2結(jié)合機(jī)制的相關(guān)研究,假定其環(huán)境溫度均為36.8℃。
(1)血紅蛋白Hb結(jié)合O2形成動(dòng)脈血,存在反應(yīng)①:HbH+(aq)+O2(g)HbO2(aq)+H+(aq)。該反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行,則其ΔH______0(填“>”或“<”);血液中還同時(shí)存在反應(yīng)②:CO2+H2OH++HCO3-,結(jié)合反應(yīng)①②,肺部氧分壓_____(填“較高”或“較低”)有利于CO2排出體外,從化學(xué)平衡角度解釋原因 ____________。
(2)肌肉中大量肌紅蛋白 Mb也可結(jié)合O2形成MbO2,即反應(yīng)③:Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq),其平衡常數(shù)K=。其它條件不變,隨著氧分壓p(O2)增大,K值___(填“變大”、“變小”或“不變”)。已知在氧分壓p(O2)=2.00 kPa 的平衡體系中,=4.0。吸入的空氣中p(O2)=21 kPa,計(jì)算此時(shí) Mb與氧氣的最大結(jié)合度(平衡轉(zhuǎn)化率)約為_______________(保留兩位有效數(shù)字)。
(3)Hb分子具有四個(gè)亞基,且每個(gè)亞基有兩種構(gòu)型(T型和R型)。圖中,T0、R0表示未結(jié)合O2的T型和R型,且存在可逆的變構(gòu)效應(yīng):T0R0,正向平衡常數(shù)為K0;當(dāng)四分子O2與Hb的四個(gè)亞基結(jié)合后,T4R4也是變構(gòu)效應(yīng),正向平衡常數(shù)為K4。
①已知某肺炎病人肺臟中T0+4O2T4反應(yīng)的n(O2)數(shù)據(jù)如下:
t/min | 0 | 2.0 | 4.0 | 6.0 | 8.0 |
n(O2)/10-6 mol | 1.68 | 1.64 | 1.58 | 1.50 | 1.40 |
計(jì)算2.0 min~8.0 min內(nèi)以T的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率v(T4)為_________mol·min-1。
②現(xiàn)假定R型Hb對O2的結(jié)合常數(shù)為KR,T型Hb對O2的結(jié)合常數(shù)為KT。已知KR>KT,則圖中K0____K4(填“>”或“<”)。
(4)氧氣是生命活動(dòng)必不可少的物質(zhì)。如下圖所示,以Pt為陽極,Pb(CO2)的載體,使CO2活化為陰極,電解經(jīng)CO2飽和處理的KHCO3溶液可使氧氣再生,同時(shí)得到甲醇。其陰極反應(yīng)式為____;從電解后溶液中分離甲醇的操作方法是_______________。
【答案】< 較高 增大氧分壓,反應(yīng)①正向移動(dòng),產(chǎn)生較高濃度的H+,從而反應(yīng)②平衡逆向移動(dòng) 不變 98% 1.0×10-8 < 7CO2+6e-+5H2O=CH3OH+6HCO3- 減壓蒸餾
【解析】
(1)根據(jù)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的依據(jù)判斷;根據(jù)平衡移動(dòng)原理分析判斷;
(2)化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度不變,化學(xué)平衡常數(shù)不變;根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)與O2的結(jié)合度的關(guān)系計(jì)算;
(3)①先計(jì)算氧氣變化的物質(zhì)的量,然后根據(jù)反應(yīng)中氧氣與T4的量變化關(guān)系,計(jì)算用T表示的反應(yīng)速率v(T4);
②根據(jù)物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系,分別用K0、K4、KT、KR表示,結(jié)合KR>KT,推導(dǎo)K0、K4的大小關(guān)系;
(4)在陰極上CO2得到電子,變?yōu)?/span>CH3OH及HCO3-,據(jù)此書寫電極反應(yīng)式;根據(jù)甲醇熔沸點(diǎn)低分析判斷分離方法。
(1)對于反應(yīng)HbH+(aq)+O2(g)HbO2(aq)+H+(aq),△S<0,若該反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行,則根據(jù)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)△G=△H-T△S<0,所以ΔH<0;根據(jù)反應(yīng)①:HbH+(aq)+O2(g)HbO2(aq)+H+(aq)可知:增大氧分壓,反應(yīng)①正向移動(dòng),產(chǎn)生較高濃度的H+,H+濃度增大,反應(yīng)②:CO2+H2OH++HCO3-的平衡逆向移動(dòng),從而可降低血液中CO2的濃度,有利于將CO2排出體外;
(2)由于只增大氧氣的分壓,溫度不變,化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度不變,則化學(xué)平衡常數(shù)K不變;在氧分壓p(O2)=2.00 kPa 的平衡體系中,=4.0,則該溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K==2.0,溫度不變,吸入的空氣中p(O2)=21 kPa,假設(shè)此時(shí) Mb與氧氣的最大結(jié)合度為x,則由于化學(xué)平衡常數(shù)K=,則x==98%;
(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知在2.0 min~8.0 min內(nèi)O2的物質(zhì)的量變化了△n(O2)=(1.64 -1.40)×10-6 mol=2.4×10-7mol,則根據(jù)O2與T4變化的物質(zhì)的量的比是4:1,所△n(T4)=△n(O2)=6.0×10-8 mol,所以以T變化表示的反應(yīng)速率v(T4)=6.0×10-8 mol÷6 min=1.0×10-8 mol/min;
②根據(jù)物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知:K0=,K4=,KT=,KR=,由于KR>KT,則>1,所以K4>K0,即K0<K4;
(4)CO2中C元素化合價(jià)為+4價(jià),在陰極上CO2得到電子,變?yōu)?/span>CH3OH中C的-2價(jià),同時(shí)產(chǎn)生HCO3-,則陽極的電極反應(yīng)式為:7CO2+6e-+5H2O=CH3OH+6HCO3-;陽極上水電離產(chǎn)生的OH-失去電子變?yōu)?/span>O2,因此可使氧氣再生;由于甲醇屬于分子晶體,物質(zhì)的熔沸點(diǎn)比較低,而NaHCO3熔沸點(diǎn)高,減小壓強(qiáng),物質(zhì)的熔沸點(diǎn)會降低,因此從電解后溶液中分離甲醇的操作方法是減壓蒸餾法。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知水的電離方程式是H2OH++ OH-。下列敘述正確的是( )
A.升高溫度,KW增大,pH不變
B.向水中加入少量硫酸,c(H+)增大,KW不變
C.向水中加入氨水,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),c(OH-)降低
D.向水中加入少量固體CH3COONa,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),c(H+)降低
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】等質(zhì)量的鎂分別在足量的二氧化碳、氧氣中燃燒,有關(guān)敘述正確的是( )
A.在二氧化碳中燃燒產(chǎn)生的固體質(zhì)量大
B.在氧氣中產(chǎn)生的氧化鎂質(zhì)量大
C.氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比都是2∶1
D.反應(yīng)中都是氧元素被還原
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【題目】完成下列問題:
(1)10Be和9Be______________。
a.是同一種原子 b.具有相同的中子數(shù)
c.具有相同的化學(xué)性質(zhì) d.具有相同的核外電子排布
(2)有下列微;蛭镔|(zhì):
①O、O、O、H2O、D2O ③石墨、金剛石 ④H2、D2、T2、H、D、T、K、Ca、Ar,回答下列問題:
a.互為同位素的是______________;
b.互為同素異形體的是______________;
c.由①和⑤中的微粒能結(jié)合成水,可得水分子的種數(shù)為__________種;可得相對分子質(zhì)量不同的水分子種數(shù)為__________種,相對分子質(zhì)量最大的是____________(寫化學(xué)式)。
(3)H2O的摩爾質(zhì)量為____________,相同質(zhì)量的H2O與H2O所含質(zhì)子數(shù)之比為______,中子數(shù)之比為__________。
(4)電解相同質(zhì)量的H2O和H2O時(shí)產(chǎn)生的氫氣在同溫同壓下體積之比為__________,質(zhì)量之比為__________。
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【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)來探究元素周期律。
甲同學(xué)根據(jù)元素非金屬性與對應(yīng)最高價(jià)含氧酸之間的關(guān)系,設(shè)計(jì)了如圖1裝置來一次性完成同主族元素非金屬性強(qiáng)弱比較的實(shí)驗(yàn)研究;
乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2裝置來驗(yàn)證鹵族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,A、B、C三處分別是蘸有溴化鈉溶液的棉花、濕潤的淀粉碘化鉀試紙、濕潤的紅色紙條。
已知常溫下濃鹽酸與高錳酸鉀能反應(yīng)生成氯氣;
可選擇的試劑有:大理石、碳酸鈉粉末、濃鹽酸、稀硝酸、硅酸鈉溶液。
(1)甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)中(圖1):
①從給出試劑中選出最佳物質(zhì)(填化學(xué)式):A________,B________。
②燒杯C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________。
(2)乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)中(圖2):
①寫出A處反應(yīng)的離子方程式________________________。
②B處實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________。
③若高錳酸鉀的還原產(chǎn)物為Mn2+,當(dāng)有0.04 mol高錳酸鉀參加反應(yīng)時(shí),則可生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氯氣的體積為______________________。
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【題目】草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)是一種黃色難溶于水的固體,受熱易分解,是生產(chǎn)電池、涂料以及感光材料的原材料。為探究純凈草酸亞鐵晶體熱分解的產(chǎn)物,設(shè)計(jì)裝置圖如下:
(1)儀器a的名稱是______。
(2)從綠色化學(xué)考慮,該套裝置存在的明顯缺陷是_________。
(3)實(shí)驗(yàn)前先通入一段時(shí)間N2,其目的為__________。
(4)實(shí)驗(yàn)證明了氣體產(chǎn)物中含有CO,依據(jù)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_______。
(5)草酸亞鐵晶體在空氣易被氧化,檢驗(yàn)草酸亞鐵晶體是否氧化變質(zhì)的實(shí)驗(yàn)操作是____。
(6)稱取5.40g草酸亞鐵晶體用熱重法對其進(jìn)行熱分解,得到剩余固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如下圖所示:
①上圖中M點(diǎn)對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式為_________。
②已知400℃時(shí),剩余固體是鐵的一種氧化物,試通過計(jì)算寫出M→N發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______。
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【題目】工業(yè)上通常利用SiO2 和碳反應(yīng)來制取硅,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________。
工業(yè)上還可以利用鎂制取硅,反應(yīng)為2Mg+SiO2 = 2MgO+Si,同時(shí)會發(fā)生副反應(yīng):2Mg + Si = Mg2Si。如圖是進(jìn)行Mg與SiO2反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置,試回答下列問題:
(1)由于O2和H2O(g)的存在對該實(shí)驗(yàn)有較大影響,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)通入氣體X作為保護(hù)氣,試管中的固體藥品可選用________(填序號)。
a.石灰石 b.鋅! .純堿
(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),必須先通一段時(shí)間X氣體,再加熱反應(yīng)物,其理由是 ___________________________;當(dāng)反應(yīng)引發(fā)后,移走酒精燈,反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行,其原因是______________________。
(3)反應(yīng)結(jié)束后,待冷卻至常溫時(shí),往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸,可觀察到閃亮的火星,產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是副產(chǎn)物Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4(硅烷)氣體,然后SiH4自燃.用化學(xué)方程式表示這兩個(gè)反應(yīng)①________________________②___________________.
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【題目】已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol,一定條件下體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。下列說法正確的是( )
A.前20分鐘內(nèi)反應(yīng)放出的熱量為46.2kJ
B.時(shí)段Ⅰ,若僅將初始投放的物質(zhì)濃度增至原來的2倍,則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大,平衡常數(shù)不變
C.第25分鐘改變的條件可以是將NH3從反應(yīng)體系中分離出去
D.若第60分鐘時(shí)反應(yīng)又達(dá)到了平衡,則時(shí)段Ⅲ改變的條件一定是增大壓強(qiáng)
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