Question

NO的生物活性已引起科學家高度重視。它與超氧離子(O₂^— )反應，該反應的產物本題用A為代號。在生理pH值條件下，A的半衰期為1-2秒。A被認為是人生病，如炎癥、中風、心臟病和風濕病等引起大量細胞和組織毀壞的原因。A在巨噬細胞里受控生成卻是巨噬細胞能夠殺死癌細胞和入侵的微生物的重要原因。科學家用生物擬態法探究了A的基本性質，如它與硝酸根的異構化反應等。他們發現，當¹⁶O標記的A在¹⁸O標記的水中異構化得到的硝酸根有11% ¹⁸O，可見該反應歷程復雜。回答如下問題：(1)寫出A的化學式。寫出NO跟超氧離子的反應。這你認為A離子的可能結構是什么？試寫出它的路易斯結構式(即用短橫表示化學鍵和用小黑點表示未成鍵電子的結構式)。(2)A離子和水中的CO₂迅速一對一地結合。試寫出這種物種可能的路易斯結構式。(3)含Cu⁺離子的酶的活化中心，亞硝酸根轉化為一氧化氮。寫出Cu⁺和NO₂^–在水溶液中的反應。(4)在常溫下把NO氣體壓縮到100個大氣壓，在一個體積固定的容器里加熱到50^oC，發現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，已知其中一種產物是N₂O，寫出化學方程式。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)
(不要求構型)                                (2分)
2)O₂NOCO₂^– 或ONO₂CO₂^– (把O合在一起寫也算正確答案)         (1分)
          (2分)
(不要求構型，但只寫一種可能的得一半分)
3)NO₂^– + Cu⁺ + 2H⁺ =" NO" + Cu²⁺ + H₂O(寫2OH^—也得分)            (2分)
4)3NO = N₂O + NO₂   (歧化反應)                             (2分)
發生2NO₂ = N₂O₄的聚合反應，因此最后壓力僅略低于2/3。     (1分)

曾經被選為明星分子的NO的生物化學功能在我國舉辦的第27屆國際化學奧林匹克競賽試題中涉及過，本題的題面表述遠比上述試題復雜，為解題而提供的有用的信息掩藏在邏輯復雜的表述中。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是硝酸根的異構體，但并沒有直截了當地這樣說。硝酸根的異構體除過氧亞硝酸根外不可能是別的，這一點學生似不難得出。而第二問涉及的過氧亞硝酸根離子與二氧化碳分子的結合產物就有兩種可能性，顯然，寫一種是不全面的。本題后兩題看答案就能理解，不再贅述。