Question

NO的生物活性已引起科學(xué)家高度重視。它與超氧離子(O₂^— )反應(yīng)，該反應(yīng)的產(chǎn)物本題用A為代號(hào)。在生理pH值條件下，A的半衰期為1-2秒。A被認(rèn)為是人生病，如炎癥、中風(fēng)、心臟病和風(fēng)濕病等引起大量細(xì)胞和組織毀壞的原因。A在巨噬細(xì)胞里受控生成卻是巨噬細(xì)胞能夠殺死癌細(xì)胞和入侵的微生物的重要原因�？茖W(xué)家用生物擬態(tài)法探究了A的基本性質(zhì)，如它與硝酸根的異構(gòu)化反應(yīng)等。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)¹⁶O標(biāo)記的A在¹⁸O標(biāo)記的水中異構(gòu)化得到的硝酸根有11% ¹⁸O，可見(jiàn)該反應(yīng)歷程復(fù)雜�；卮鹑缦聠�(wèn)題：(1)寫(xiě)出A的化學(xué)式。寫(xiě)出NO跟超氧離子的反應(yīng)。這你認(rèn)為A離子的可能結(jié)構(gòu)是什么？試寫(xiě)出它的路易斯結(jié)構(gòu)式(即用短橫表示化學(xué)鍵和用小黑點(diǎn)表示未成鍵電子的結(jié)構(gòu)式)。(2)A離子和水中的CO₂迅速一對(duì)一地結(jié)合。試寫(xiě)出這種物種可能的路易斯結(jié)構(gòu)式。(3)含Cu⁺離子的酶的活化中心，亞硝酸根轉(zhuǎn)化為一氧化氮。寫(xiě)出Cu⁺和NO₂^–在水溶液中的反應(yīng)。(4)在常溫下把NO氣體壓縮到100個(gè)大氣壓，在一個(gè)體積固定的容器里加熱到50^oC，發(fā)現(xiàn)氣體的壓力迅速下降，壓力降至略小于原壓力的2/3就不再改變，已知其中一種產(chǎn)物是N₂O，寫(xiě)出化學(xué)方程式。并解釋為什么最后的氣體總壓力略小于原壓力的2/3。

Answer 1

1)ONO₂^–                                             (1分)

NO + O₂^– = ONO₂^–                                           (1分)

(不要求構(gòu)型)                                (2分)

2)O₂NOCO₂^– 或ONO₂CO₂^– (把O合在一起寫(xiě)也算正確答案)         (1分)

          (2分)

(不要求構(gòu)型，但只寫(xiě)一種可能的得一半分)

3)NO₂^– + Cu⁺ + 2H⁺ = NO + Cu²⁺ + H₂O(寫(xiě)2OH^—也得分)            (2分)

4)3NO = N₂O + NO₂    (歧化反應(yīng))                             (2分)

發(fā)生2NO₂ = N₂O₄的聚合反應(yīng)，因此最后壓力僅略低于2/3。     (1分)

解析:

曾經(jīng)被選為明星分子的NO的生物化學(xué)功能在我國(guó)舉辦的第27屆國(guó)際化學(xué)奧林匹克競(jìng)賽試題中涉及過(guò)，本題的題面表述遠(yuǎn)比上述試題復(fù)雜，為解題而提供的有用的信息掩藏在邏輯復(fù)雜的表述中。這或許是命題人有意在考察選手獲取信息、綜合信息、分析信息的能力。例如在表述中兩次提到A是硝酸根的異構(gòu)體，但并沒(méi)有直截了當(dāng)?shù)剡@樣說(shuō)。硝酸根的異構(gòu)體除過(guò)氧亞硝酸根外不可能是別的，這一點(diǎn)學(xué)生似不難得出。而第二問(wèn)涉及的過(guò)氧亞硝酸根離子與二氧化碳分子的結(jié)合產(chǎn)物就有兩種可能性，顯然，寫(xiě)一種是不全面的。本題后兩題看答案就能理解，不再贅述。