11 含氮化合物代谢
一、知识要点
蛋白质和核酸是生物体中有重要功能的含氮有机化合物，它们共同决定和参与多种多样的生命活动。在自然界的氮素循环中，大气是氮的主要储库，微生物通过固氮酶的作用将大气中的分子态氮转化成氨，硝酸还原酶和亚硝酸还原酶也可以将硝态氮还原为氨，在生物体中氨通过同化作用和转氨基作用等方式转化成有机氮，进而参与蛋白质和核酸的合成。（一）蛋白质和氨基酸的酶促降解
在蛋白质分解过程中，蛋白质被蛋白酶和肽酶降解成氨基酸。氨基酸用于合成新的蛋白质或转变成其它含氮化合物（如卟啉、激素等），也有部分氨基酸通过脱氨和脱羧作用产生其它活性物质或为机体提供能量，脱下的氨可被重新利用或经尿素循环转变成尿素排出体外。
（二）氨基酸的生物合成
转氨基作用是氨基酸合成的主要方式。转氨酶以磷酸吡哆醛为辅酶，谷氨酸是主要的氨基供体，氨基酸的碳架主要来自糖代谢的中间物。不同的氨基酸生物合成途径各不相同，但它们都有一个共同的特征，就是所有氨基酸都不是以CO2和NH3为起始原料从头合成的，而是起始于三羧酸循环、糖酵解途径和磷酸戊糖途径的中间物。不同生物合成氨基酸的能力不同，植物和大部分微生物能合成全部20种氨基酸，而人和其它哺乳动物及昆虫等只能合成部分氨基酸，机体不能合成的氨基酸称为必须氨基酸，人有八种必需氨基酸，它们是：Lys、Trp、Phe、Val、Thr、Leu、Ile和Met。
（三）核酸的酶促降解
核酸通过核酸酶降解成核苷酸，核苷酸在核苷酸酶的作用下可进一步降解为碱基、戊糖和磷酸。戊糖参与糖代谢，嘌呤碱经脱氨、氧化生成尿酸，尿酸是人类和灵长类动物嘌呤代谢的终产物。其它哺乳动物可将尿酸进一步氧化生成尿囊酸。植物体内嘌呤代谢途径与动物相似，但产生的尿囊酸不是被排出体外，而是经运输并贮藏起来，被重新利用。
嘧啶的降解过程比较复杂。胞嘧啶脱氨后转变成尿嘧啶，尿嘧啶和胸腺嘧啶经还原、水解、脱氨、脱羧分别产生β-丙氨酸和β-氨基异丁酸，两者经脱氨后转变成相应的酮酸，进入TCA循环进行分解和转化。β-丙氨酸还参与辅酶A的合成。
（四）核苷酸的生物合成
生物能利用一些简单的前体物质从头合成嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸。嘌呤核苷酸的合成起始于5-磷酸核糖经磷酸化产生的5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）。合成原料是二氧化碳、甲酸盐、甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酰氨。首先合成次黄嘌呤核苷酸，再转变成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。嘧啶核苷酸的合成原料是二氧化碳、氨、天冬氨酸和PRPP，首先合成尿苷
酸，再转变成UDP、UTP和CTP。
在二磷酸核苷水平上，核糖核苷二磷酸（NDP）可转变成相应的脱氧核糖核苷二磷酸。催化此反应的酶为核糖核苷酸还原酶系，此酶由核苷二磷酸还原酶、硫氧还蛋白和硫氧还蛋白还原酶组成。脱氧胸苷酸（dTMP）的合成是由脱氧尿苷酸（dUMP）经甲基化生成的。
二、习题
（一）名词解释
1．蛋白酶（Proteinase）
2．肽酶（Peptidase）
3．氮平衡（Nitrogen balance）
4．生物固氮（Biological nitrogen fixation）
5．硝酸还原作用（Nitrate reduction）
6．氨的同化（Incorporation of ammonium ions into organic molecules）
7．转氨作用（Transamination）
8．尿素循环（Urea cycle）
9．生糖氨基酸（Glucogenic amino acid）
10．生酮氨基酸（Ketogenic amino acid）
11．核酸酶（Nuclease）
12．限制性核酸内切酶（Restriction endonuclease）
13．氨基蝶呤（Aminopterin）
14．一碳单位（One carbon unit）
（二）英文缩写符号
1．GOT 2．GPT 3．APS 4．PAL
5．PRPP 6．SAM 7．GDH 8．IMP
（三）填空
1．生物体内的蛋白质可被和共同作用降解成氨基酸。
2．多肽链经胰蛋白酶降解后，产生新肽段羧基端主要是和氨基酸残基。
3．胰凝乳蛋白酶专一性水解多肽链由族氨基酸端形成的肽键。
4．氨基酸的降解反应包括、和作用。
5．转氨酶和脱羧酶的辅酶通常是。
6．谷氨酸经脱氨后产生和氨，前者进入进一步代谢。
7．尿素循环中产生的和两种氨基酸不是蛋白质氨基酸。
8．尿素分子中两个N原子，分别来自和。
9．生物固氮作用是将空气中的转化为的过程。
10．固氮酶由和两种蛋白质组成，固氮酶要求的反应条件是、和。
11．硝酸还原酶和亚硝酸还原酶通常以或为还原剂。
12．芳香族氨基酸碳架主要来自糖酵解中间代谢物和磷酸戊糖途径的中间代谢物。
13．组氨酸合成的碳架来自糖代谢的中间物。
14．氨基酸脱下氨的主要去路有、和。
15．胞嘧啶和尿嘧啶经脱氨、还原和水解产生的终产物为。
16．参与嘌呤核苷酸合成的氨基酸有、和。
17．尿苷酸转变为胞苷酸是在水平上进行的。
18．脱氧核糖核苷酸的合成是由酶催化的，被还原的底物是。19．在嘌呤核苷酸的合成中,腺苷酸的C-6氨基来自；鸟苷酸的C-2氨基来自。
20．对某些碱基顺序有专一性的核酸内切酶称为。
21．多巴是经作用生成的。
22．生物体中活性蛋氨酸是，它是活泼的供应者。
（四）选择题
1．转氨酶的辅酶是：
A．NAD+B．NADP+ C．FAD D．磷酸吡哆醛
2．下列哪种酶对有多肽链中赖氨酸和精氨酸的羧基参与形成的肽键有专一性：A．羧肽酶B．胰蛋白酶
C．胃蛋白酶D．胰凝乳蛋白酶
3．参与尿素循环的氨基酸是：
A．组氨酸B．鸟氨酸C．蛋氨酸D．赖氨酸
4．γ-氨基丁酸由哪种氨基酸脱羧而来:
A．Gln B．His C．Glu D．Phe
5．经脱羧后能生成吲哚乙酸的氨基酸是：
A．Glu B．His C．Tyr D．Trp
6．L-谷氨酸脱氢酶的辅酶含有哪种维生素：
A．V B1B．V B2C．V B3D．V B5
7．磷脂合成中甲基的直接供体是：
A．半胱氨酸B．S-腺苷蛋氨酸C．蛋氨酸D．胆碱8．在尿素循环中，尿素由下列哪种物质产生：
A．鸟氨酸B．精氨酸C．瓜氨酸D．半胱氨酸9．需要硫酸还原作用合成的氨基酸是：
A．Cys B．Leu C．Pro D．Val
10．下列哪种氨基酸是其前体参入多肽后生成的：
A．脯氨酸B．羟脯氨酸C．天冬氨酸D．异亮氨酸11．组氨酸经过下列哪种作用生成组胺的：
A．还原作用B．羟化作用
C．转氨基作用D．脱羧基作用
12．氨基酸脱下的氨基通常以哪种化合物的形式暂存和运输：
A．尿素B．氨甲酰磷酸C．谷氨酰胺D．天冬酰胺13．丙氨酸族氨基酸不包括下列哪种氨基酸：
A．Ala B．Cys C．Val D．Leu 14．组氨酸的合成不需要下列哪种物质：
A．PRPP B．Glu C．Gln D．Asp 15．合成嘌呤和嘧啶都需要的一种氨基酸是：
A．Asp B．Gln C．Gly D．Asn 16．生物体嘌呤核苷酸合成途径中首先合成的核苷酸是：
A．AMP B．GMP C．IMP D．XMP 17．人类和灵长类嘌呤代谢的终产物是：
A．尿酸B．尿囊素C．尿囊酸D．尿素
18．从核糖核苷酸生成脱氧核糖核苷酸的反应发生在：
A．一磷酸水平B．二磷酸水平
C．三磷酸水平D．以上都不是
19．在嘧啶核苷酸的生物合成中不需要下列哪种物质：
A．氨甲酰磷酸B．天冬氨酸
C．谷氨酰氨D．核糖焦磷酸
20．用胰核糖核酸酶降解RNA，可产生下列哪种物质：
A．3′-嘧啶核苷酸B．5′-嘧啶核苷酸
C．3′-嘌呤核苷酸D．5′-嘌呤核苷酸
（五）是非判断题
（）1．蛋白质的营养价值主要决定于氨基酸酸的组成和比例。
（）2．谷氨酸在转氨作用和使游离氨再利用方面都是重要分子。
（）3．氨甲酰磷酸可以合成尿素和嘌呤。
（）4．半胱氨酸和甲硫氨酸都是体内硫酸根的主要供体。
（）5．生物固氮作用需要厌氧环境，是因为钼铁蛋白对氧十分敏感。
（）6．磷酸吡哆醛只作为转氨酶的辅酶。
（）7．在动物体内，酪氨酸可以经羟化作用产生去甲肾上腺素和肾上腺素。
（）8．固氮酶不仅能使氮还原为氨，也能使质子还原放出氢气。
（）9．芳香族氨基酸都是通过莽草酸途径合成的。
（）10．丝氨酸能用乙醛酸为原料来合成。
（）11．限制性内切酶的催化活性比非限制性内切酶的催化活性低。
（）12．尿嘧啶的分解产物β-丙氨酸能转化成脂肪酸。
（）13．嘌呤核苷酸的合成顺序是，首先合成次黄嘌呤核苷酸，再进一步转化为腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。
（）14．嘧啶核苷酸的合成伴随着脱氢和脱羧反应。
（）15．脱氧核糖核苷酸的合成是在核糖核苷三磷酸水平上完成的。
（六）反应方程式
1. 谷氨酸+ NAD(P)+ + H2O 一→（）+ NAD(P)H +NH3
催化此反应的酶是：（）
2．谷氨酸+ NH3 + ATP 一→（）+ （）+ Pi + H2O
催化此反应的酶是：（）
3．谷氨酸+ （）一→（）+ 丙氨酸
催化此反应的酶是：谷丙转氨酶
4．5′磷酸核糖+ A TP 一→（）+（）
催化此反应的酶是：PRPP合成酶：
5．NMP + ATP →（）+ ADP
催化此反应的酶是：（）
1．1．dUMP + N5,10亚甲四氢叶酸→（）+ （）
催化此反应的酶是：胸腺嘧啶核苷酸合酶：
（七）问答题
1．举例说明氨基酸的降解通常包括哪些方式？
2．用反应式说明α-酮戊二酸是如何转变成谷氨酸的，有哪些酶和辅因子参与？
3．什么是尿素循环，有何生物学意义？
4．什么是必需氨基酸和非必需氨基酸？
5．为什么说转氨基反应在氨基酸合成和降解过程中都起重要作用？
6．核酸酶包括哪几种主要类型？
7．嘌呤核苷酸分子中各原子的来源及合成特点怎样？
8．嘧啶核苷酸分子中各原子的来源及合成特点怎样？
参考答案
（一）名词解释
1．蛋白酶：以称肽链内切酶（Endopeptidase），作用于多肽链内部的肽键，生成较原来含氨基酸数少的肽段，不同来源的蛋白酶水解专一性不同。
2．肽酶：只作用于多肽链的末端，根据专一性不同，可在多肽的N-端或C-端水解下氨基酸，如氨肽酶、羧肽酶、二肽酶等。
3．氮平衡：正常人摄入的氮与排出氮达到平衡时的状态，反应正常人的蛋白质代谢情况。4．生物固氮：利用微生物中固氮酶的作用，在常温常压条件下将大气中的氮还原为氨的过程（N2 + 3H2→2 NH3）。
5．硝酸还原作用：在硝酸还原酶和亚硝酸还原酶的催化下，将硝态氮转变成氨态氮的过程，植物体内硝酸还原作用主要在叶和根进行。
6．氨的同化：由生物固氮和硝酸还原作用产生的氨，进入生物体后被转变为含氮有机化合物的过程。
7．转氨作用：在转氨酶的作用下，把一种氨基酸上的氨基转移到α-酮酸上，形成另一种氨基酸。
8．尿素循环：尿素循环也称鸟氨酸循环，是将含氮化合物分解产生的氨转变成尿素的过程，有解除氨毒害的作用。
9．生糖氨基酸：在分解过程中能转变成丙酮酸、α-酮戊二酸乙、琥珀酰辅酶A、延胡索酸和草酰乙酸的氨基酸称为生糖氨基酸。
10．生酮氨基酸：在分解过程中能转变成乙酰辅酶A和乙酰乙酰辅酶A的氨基酸称为生酮氨基酸。
11．核酸酶：作用于核酸分子中的磷酸二酯键的酶，分解产物为寡核苷酸或核苷酸，根据作用位置不同可分为核酸外切酶和核酸内切酶。
12．限制性核酸内切酶：能作用于核酸分子内部，并对某些碱基顺序有专一性的核酸内切酶，是基因工程中的重要工具酶。
13．氨基蝶呤：对嘌呤核苷酸的生物合成起竞争性抑制作用的化合物，与四氢叶酸结构相似，又称氨基叶酸。
14．一碳单位：仅含一个碳原子的基团如甲基（CH3-、亚甲基（CH2=）、次甲基（CH≡）、甲酰基（O=CH-)、亚氨甲基（HN=CH-）等，一碳单位可来源于甘氨酸、苏氨酸、丝氨酸、组氨酸等氨基酸，一碳单位的载体主要是四氢叶酸，功能是参与生物分子的修饰。
（二）英文缩写符号
1．GOT（Glutamate-oxaloacetate transaminase）：谷草转氨酶，
2．GPT（Glutamate-pyruvate transaminase）：谷丙转氨酶
3．APS（Adenosine phosphosulfate）：腺苷酰硫酸
4．PAL（Pheny-lalanine ammonia lyase）：苯丙氨酸解氨酶
5．PRPP（Phosphoribosyl pyrophosate）：5-磷酸核糖焦磷酸
6．SAM （S-adenoymethionine）：S-腺苷蛋氨酸
7．GDH （Glutamate drhyddrogenase）：谷氨酸脱氢酶
8．IMP（Inosinic acid）：次黄嘌呤核苷酸
（三）填空
1．蛋白酶；肽酶
2．赖氨酸；精氨酸
3．芳香；羧基
4．脱氨；脱羧；羟化
5．磷酸吡哆醛
6．α-酮戊二酸；三羧酸循环；
7．鸟氨酸；瓜氨酸
8．氨甲酰磷酸；天冬氨酸
9．N2；HN3
10．钼铁蛋白；铁蛋白；还原剂；A TP；厌氧环境
11．NAD（P）；铁氧还蛋白
12．磷酸烯醇式丙酮酸；4-磷酸赤藓糖
13．核糖
14．生成尿素；合成谷氨酰胺；再合成氨基酸
15．β-丙氨酸
16．甘氨酸；天冬氨酸；谷氨酰胺
17．尿苷三磷酸
18．核糖核苷二磷酸还原酶；核苷二磷酸
19．天冬氨酸；谷氨酰胺
20．限制性核酸内切酶
21．酪氨酸；羟化
22．S-腺苷蛋氨酸；甲基
（四）选择题
1．（D）A、B和C通常作为脱氢酶的辅酶，磷酸吡哆醛可作为转氨酶、脱羧酶和消旋酶的辅酶。
2．（B）胰蛋白酶属于肽链内切酶，专一水解带正电荷的碱性氨基酸羧基参与形成的肽键；
羧肽酶是外肽酶，在蛋白质的羧基端逐个水解氨基酸；胰凝乳蛋白酶能专一水解芳香族氨基酸羧基参与形成的肽键；胃蛋白质酶水解专一性不强。
3．（B）氨基酸降解后产生的氨累积过多会产生毒性。游离的氨先经同化作用生成氨甲酰磷酸，再与鸟氨酸反应进入尿素循环（也称鸟氨酸循环），产生尿素排出体外。4．（C）
5．（D）
6．（D）谷氨酸脱氢酶催化的反应要求NAD+和NADP+，NAD+和NADP+是含有维生素B5（烟酰胺）的辅酶。焦磷酸硫胺素是维生素B1的衍生物，常作为α-酮酸脱羧酶和转酮酶的辅酶。FMN和FAD是维生素B2的衍生物，是多种氧化还原酶的辅酶。辅酶A是含有维生素B3的辅酶，是许多酰基转移酶的辅酶。
7．（B）S-腺苷蛋氨酸是生物体内甲基的直接供体。
8．（B）尿素循环中产生的精氨酸在精氨酸酶的作用下水解生成尿素和鸟氨酸。
9．（A）半胱氨酸的合成需要硫酸还原作用提供硫原子。半胱氨酸降解也是生物体内生成硫酸根的主要来源。
10．（B）羟脯氨酸不直接参与多肽合成，而是多肽形成后在脯氨酸上经脯氨酸羟化酶催化形成的。是胶原蛋白中存在的一种稀有氨基酸。
11．（D）组氨是组氨酸经脱羧基作用生成的。催化此反应的酶是组氨酸脱羧酶，此酶与其它氨基酸脱羧酶不同，它的辅酶不是磷酸吡哆醛。
12．（C）谷氨酰胺可以利用谷氨酸和游离氨为原料，经谷氨酰胺合酶催化生成，反应消耗一分子ATP。
13．（B）
14．（D）
15．（A）
16．（C）在嘌呤核苷酸生物合成中首先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），次黄嘌呤核苷酸氨基化生成嘌呤核苷酸，次黄嘌呤核苷酸先氧化成黄嘌呤核苷酸（XMP），再氨基化生成鸟
嘌呤核苷酸。
17．（A）人类、灵长类、鸟类及大多数昆虫嘌呤代谢的最终产物是尿酸，其它哺乳动物是尿囊素，某些硬骨鱼可将尿囊素继续分解为尿囊酸，大多数鱼类生成尿素。18．（B）脱氧核糖核苷酸的合成，是以核糖核苷二磷酸为底物，在核糖核苷二磷酸还原酶催化下生成的。
19．（C）
20．（A）胰核糖核酸酶是具有高度专一性的核酸内切酶，基作用位点为嘧啶核苷-3′磷酸基与下一个核苷酸的-5′羟基形成的酯键。因此，产物是3′嘧啶核苷酸或以3′嘧啶核苷酸结尾的寡核苷酸。
（五）是非判断题
1．对：摄入蛋白质的营养价值，在很大程度上决定于蛋白质中必需氨基酸的组成和比例，必需氨基酸的组成齐全，且比例合理的蛋白质营养价值高。
2．对：在转氨基作用中谷氨酸是最主要的氨基供体，用于合成其它氨基酸；谷氨酸也可在谷氨酰氨合成酶的催化下结合游离氨形成谷氨酰氨，谷氨酰氨再与α-酮戊二酸反应生成二分子谷氨酸，使游离氨得到再利用。
3．错：氨甲酰磷酸可以经尿素循环生成尿素，也参与嘧啶核苷酸的合成，但与嘌呤核苷酸的合成无关。
4．错：半胱氨酸体内硫酸根的主要供体，甲硫氨酸是体内甲基的主要供体。
5．错：固氮酶包括钼铁蛋白和铁蛋白二种蛋白质组分，其中铁蛋白对氧十分敏感，要求严格厌氧环境，以便有较低的氧化还原电位还原钼铁蛋白。
6．错：磷酸吡哆醛徐作为转氨酶的辅酶外，还可作为脱羧酶和消旋酶的辅酶。
7．对：酪氨酸在酪氨酸酶催化下发生羟化生成多巴（3，4-二羟苯丙氨酸），多巴脱羧生成多巴胺（3，4-二羟苯乙胺），多巴和多巴胺可进一步生成去甲肾上腺素和肾上腺素。8．对：固氮酶能还原质子（H+）而放出氢（H2），氢在氢酶的作用下将电子传给铁氧还蛋白，使氢作为还原氮的电子供体。
9．对：磷酸烯醇式丙酮酸和磷酸赤藓糖首先形成莽草酸，进而形成色氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸，反应过程称为莽草酸途径。
10．对：在光合生物中，由光呼吸产生的乙醛酸经转氨作用可生成甘氨酸，二分子甘氨酸脱羧脱氨形成一分子丝氨酸。
11．错：限制性内切酶比非限制性内切酶专一性高，与酶活力高低无关。
12．对：尿嘧啶分解产生的β-丙氨酸脱氨后生成甲酰乙酸，再脱羧生成乙酸，进而转化成乙酰辅酶A，参与脂肪酸合成。
13．对：生物体可以利用二氧化碳、甲酸盐、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺和磷酸核糖合成
嘌呤核苷酸，首先合成次黄嘌呤核苷酸，再经转氨基作用形成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。
14．对：在嘧啶合成过程中，氨甲酰磷酸和天冬氨酸合成的氨甲酰天冬氨酸首先脱氢生成乳清酸，氢受体是NAD+，乳清酸与PRPP结合形成乳清酸核苷酸，后者脱羧形成尿苷酸。15．错：脱氧核糖核苷酸的合成是在核糖核苷二磷酸水平上由核糖核苷二磷酸还原酶催化完成的，反应需要还原剂，大肠杆菌中为硫氧还蛋白和NADPH。
（六）反应方程式
1. 谷氨酸+ NAD(P)+ + H2O →（α-酮戊二酸）+ NAD(P)H +NH3
催化此反应的酶是：（谷氨酸脱氢酶）
2．谷氨酸+ NH3 + ATP →（谷氨酰胺）+ （ADP）+ Pi + H2O
催化此反应的酶是：（谷氨酰胺合酶）
3．谷氨酸+ （丙酮酸）→（α-酮戊二酸）+ 丙氨酸
催化此反应的酶是：谷丙转氨酶
4．5′磷酸核糖+ A TP →（5′磷酸核糖焦磷酸）+（AMP）
催化此反应的酶是：PRPP合成酶：
5．NMP + ATP →（NDP）+ ADP
催化此反应的酶是：（核苷酸激酶）
6．dUMP + N5,10亚甲四氢叶酸→（dTMP）+ （二氢叶酸）
催化此反应的酶是：胸腺嘧啶核苷酸合酶：
（七）问答题（答题要点）
1．答：（1）脱氨基作用：包括氧化脱氨和非氧化脱氨，分解产物为α-酮酸和氨。
（2）脱羧基作用：氨基酸在氨基酸脱羧酶的作用下脱羧，生成二氧化碳和胺类化合物。
（3）羟化作用：有些氨基酸（如酪氨酸）降解时首先发生羟化作用，生成羟基氨基酸，再脱羧生成二氧化碳和胺类化合物。
2．答：（1）谷氨酸脱氢酶反应：
α-酮戊二酸+ NH3 +NADH →谷氨酸+ NAD+ + H2O
（2）谷氨酸合酶-谷氨酰胺合酶反应：
谷氨酸+ NH3 +ATP →谷氨酰胺+ADP + Pi + H2O
谷氨酰胺+α-酮戊二酸+ 2H →2谷氨酸
还原剂（2H）：可以是NADH、NADPH和铁氧还蛋白
3．答：（1）尿素循环：尿素循环也称鸟氨酸循环，是将含氮化合物分解产生的氨经过一系列反应转变成尿素的过程。有解除氨毒害的作用
（2）生物学意义：有解除氨毒害的作用
4．答：（1）必需氨基酸：生物体本身不能合成而为机体蛋白质合成所必需的氨基酸称为必需氨基酸，人的必需氨基酸有8种。
（2）非必需氨基酸：生物体本身能合成的蛋白质氨基酸称为非必需氨基酸，人的非必需氨基酸有12种。
5．答：（1）在氨基酸合成过程中，转氨基反应是氨基酸合成的主要方式，许多氨基酸的合成可以通过转氨酶的催化作用，接受来自谷氨酸的氨基而形成。
（2）在氨基酸的分解过程中，氨基酸也可以先经转氨基作用把氨基酸上的氨基转移到α-酮戊二酸上形成谷氨酸，谷氨酸在谷氨酸脱羟酶的作用上脱去氨基。
6．答：（1）脱氧核糖核酸酶（DNase）：作用于DNA分子。
（2）核糖核酸酶（DNase）：作用于RNA分子。
（3）核酸外切酶：作用于多核苷酸链末端的核酸酶，包括3′核酸外切酶和5′核酸外切酶。
（4）核酸内切酶：作用于多核苷酸链内部磷酸二酯键的核酸酶，包括碱基专一性核酸内切酶和碱基序列专一性核酸内切酶（限制性核酸内切酶）
7．答：（1）各原子的来源：N1-天冬氨酸；C2和C8-甲酸盐；N7、C4和C5-甘氨酸；C6-二氧化碳；N3和N9-谷氨酰胺；核糖-磷酸戊糖途径的5′磷酸核糖
（2）合成特点：5′磷酸核糖开始→5′磷酸核糖焦磷酸（PRPP）→5′磷酸核糖胺（N9）→甘氨酰胺核苷酸（C4、C5、N7）→甲酰甘氨酰胺核苷酸（C8）→5′氨基咪唑核苷酸（C3）→5′氨基咪唑-4-羧酸核苷酸（C6）5′氨基咪唑甲酰胺核苷酸（N1）→次黄嘌呤核苷酸（C2）。
8．答：（1）各原子的来源：N1、C4、C5、C6-天冬氨酸；C2-二氧化碳；N3-氨；核糖-磷酸戊糖途径的5′磷酸核糖。
（2）合成特点：氨甲酰磷酸+ 天冬氨酸→乳清酸
乳清酸+ PRPP →乳清酸核苷-5′-磷酸→尿苷酸
第12章 含氮化合物 12-1 命名下列化合物或写出结构式。 （1）2-甲基-3-硝基己烷 （2）N-甲基间甲苯胺 （3）3-甲氨基戊烷 （4）N-乙基苯磺酰胺 （5）氯化三甲基对氯苯铵 （6）氢氧化二甲基二乙基铵 （7）氯化重氮苯 N C O COOC 2H 5 2 CH 3CHCH 2CHCH 2CH 3 NH 2NHCH 3N N H 2NCH 2(CH 2)3CHCH 2NH 2 3 (8) (9) (10)(11) (12) 知识点：含氮化合物的命名。 12-2 比较下列各对化合物的酸性强弱。 CH 2NH 3 (1)(3)(2)NH 3 CH 3NH 3 NH 3 NH 3 3 NH 3 2 A. B. A. B. A. B. （1）B ＞A ； （2）A ＞B ； （3）B ＞A 。 知识点：胺的活性。 12-3 将下列各组化合物按碱性由强至弱的次序排列。 (CH 3)4NOH CH 3CONH 2(1)(2)NH 2 2 A. B. C.D. E. CH 3NH 2 NH 2 SO 2NH 2 (CH 3)3N NH 2 3 NH 2 2 NO 2 (CH 3)2NH A. D. B. E.C. （1）A ＞C ＞D ＞B ＞E ； （2）E ＞A ＞B ＞C ＞D 。 知识点：胺的碱性。 12-4 完成下列反应。
(1) HCOOEt NO 2 EtONa CH 3 +NO 2 CH 2CHO (2) NaOCH 3 CH 3OH NO 2 +Cl NO 2 OCH 3 Cl (3) CH 2CH 2NH 2 CH 3COCl (1)LiAlH 4 (2)CH 3OH CH 2CH 2NHCCH 3O CH 2CH 2NHCH 2CH 3 (4) NaNO 2/H 2SO 4 NH 2NO 2 NO 2 室温 N 2HSO 4 2 NO 2 2 2 (5)NaNO 2Ph C CH 2NH 2 OH 3 H 3C C CH 2Ph O (6) N 2 CH 2I +Ag 2O 2CN N CN CH 3 H 3C I N CN CH 3 H 3C OH (7) KOH H 2O,OH, △ NH O O NK O O H 2C PhCH 2NH 2 H N N H (8) H CH 3 H 3C 2N H 3C CH 3 NH 2
【化学】化学氮及其化合物的专项培优练习题附答案解析 一、氮及其化合物练习题（含详细答案解析） 1．如图所示，在干燥的圆底烧瓶中充满某气体a，胶头滴管中吸有少量液体b，当把溶液b挤进烧瓶后，打开止水夹不能形成“喷泉”的组合是（） A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】 【详解】 A.氨气极易溶于水，导致烧瓶内压强迅速减小，能形成喷泉，故A不符合题意； B.氯化氢极易溶于水，导致烧瓶内压强迅速减小，能形成喷泉，B不符合题意； C.二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠，导致烧瓶内压强迅速减小，能形成喷泉，故C不符合题意； D.饱和氯化钠溶液中含有氯离子能抑制氯气的溶解，所以氯气不能使烧瓶内压强减小，不能形成喷泉，故D符合题意； 答案：D。 【点睛】 根据形成喷泉的原理是使烧瓶内外产生压强差，所以只要考虑烧瓶内气体能否和滴管中的液体发生反应进行判断。 2．细菌可以促使铁、氮两种元素进行氧化还原反应，并耦合两种元素的循环。耦合循环中的部分转化如下图所示。 （1）上图所示氮循环中，属于氮的固定的有________（填字母序号）。 a. N2转化为氨态氮 b. 硝化过程 c. 反硝化过程 （2）氮肥是水体中氨态氮的主要来源之一。
①氨气是生产氮肥的主要原料，工业合成氨的化学方程式为________。 ②检验氨态氮肥中NH4+的实验方案是________。 （3）硝化过程中，含氮物质发生________（填“氧化”或“还原”）反应。 （4）氨态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气。该反应中，当产生0.02 mol氮气时，转移的电子的物质的量为________ mol。 （5）土壤中的铁循环可用于水体脱氮（脱氮是指将氮元素从水体中除去），用离子方程式分别说明利用土壤中的铁循环脱除水体中氨态氮和硝态氮的原理：________、________。 【答案】a N2 + 3H2 2NH3取少量氮肥溶于适量蒸馏水中，向其中加入浓NaOH 溶液，加热，并将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若观察到红色石蕊试纸变蓝，则证明氮肥中含有NH4+氧化 0.06 6Fe3+ + 2NH4+=6Fe2+ + N2↑+ 8H+ 10Fe2+ + 2NO3- + 12H+=10Fe3+ + N2↑ + 6H2O 【解析】 【分析】 （1）氮的固定是氮元素由游离态变为化合态； （2）①工业上用氮气和氢气反应生成氨气；②铵根离子与碱反应放出氨气； （3）硝化过程是铵根离子转化为硝酸根离子； （4）氨态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气，根据得失电子守恒，反应方程式是NH4++ NO2- =N2+2H2O； （5）脱氮是指将氮元素转化为氮气从水体中除去，Fe3+把NH4+氧化为氮气，Fe2+把NO3-还原为氮气。 【详解】 （1）a. N2转化为氨态氮，氮元素由游离态变为化合态，属于氮的固定； b. 硝化过程是铵根离子转化为硝酸根离子，不是氮的固定； c. 反硝化过程是硝酸根离子转化为氮气，不是氮的固定；选a； （2）①工业上用氮气和氢气反应生成氨气，反应方程式是N2 + 3H2 2NH3； ②铵根离子与碱反应放出氨气，检验铵态氮肥中NH4+的实验方法是：取少量氮肥溶于适量蒸馏水中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，并将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若观察到红色石蕊试纸变蓝，则证明氮肥中含有NH4+； （3）硝化过程中，铵根离子转化为硝酸根离子，氮元素化合价升高，含氮物质发生氧化反应。 （4）氨态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气，反应方程式是NH4++ NO2- =N2+2H2O，生成1mol N2转移3mol电子，当产生0.02 mol氮气时，转移的电子的物质的量为0.06mol。 （5）脱氮是指将氮元素转化为氮气从水体中除去，Fe3+把NH4+氧化为氮气，Fe2+把NO3-还原为氮气，反应的离子方程式是6Fe3+ + 2NH4+=6Fe2+ + N2↑+ 8H+、10Fe2+ + 2NO3- + 12H+=10Fe3+ + N2↑ + 6H2O。
第十四章含氮有机化合物 1. 给出下列化合物名称或写出结构式。 对硝基氯化苄苦味酸 1，4，6-三硝基萘 答案： 3－氨基戊烷异丙胺二甲乙胺 N－乙基苯胺 3－甲基－N－甲基苯胺 2－氰－4－硝基氯化重氮苯 2. 按其碱性的强弱排列下列各组化合物，并说明理由。 （1） （2） 答案： （1）吸电子基使碱性降低，供电子基使碱性增强，所以有：b > a > c （2）吸电子基使碱性降低，供电子基使碱性增强，所以有：b > c > a 3.比较正丙醇、正丙胺、甲乙胺、三甲胺和正丁烷的沸点高低并说明理由。 答案： 五种化合物中，按形成氢键的可能、能力可推知其沸点从高到低的次序是： 正丙醇 > 正丙胺 > 甲乙胺 > 三甲胺 > 正丁烷 分子间形成分子间氢键沸点高，醇分子中的羟基极性强于胺的官能团，胺三级大于二级又大于一级。 4. 如何完成下列的转变： （1） （2） （3） （4） 答案: （1） （2） （3） （4） 5. 完成下列各步反应，并指出最后产物的构型是（R）或（S）。 答案： 反应的前两步都不涉及到手性碳，反应的第三步为Hofmann重排，转移基团在分子内转移，其构型保持不变。由于分子组成而变了，旋光性可能改变，也可能不变，此处测定结果为左旋。
6. 完成下列反应： (1） (2） (3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10） 答案： （1） (注：书中有误，改为) （2） （3） （4） (5) 利用Hofmann重排反应(降级反应)来完成缩碳。 (6) 利用卤代烃的氰解来增加一个碳原子。 （7） （8）芳环上的亲核取代反应，先加成后消去。 （9）不对称酮形成烯胺后，再进行烃基化时，烃基化主要发生在取代基较少的α位。与普通碱催化反应正好相反。 (10) 含β-H的氧化叔胺在加热时发生顺式消除反应(协同反应)生成烯烃和R2NOH。 7. 指出下列重排反应的产物： (1） （2）
第9章含氮化合物代谢 学习目标 1.了解个别氨基酸的代谢、先天性氨基酸代谢缺陷、核苷酸的合成代谢 2.理解蛋白质的腐败作用、氨基酸一般代谢过程、核苷酸的分解代谢 3.掌握蛋白质的消化、吸收 我们已经知道，蛋白质和核酸是人体内最为重要的物质之一，在结构上同属于高分子含氮化合物。在人体内的含氮化合物除蛋白质和核酸外，几乎都是蛋白质或核酸的水解产物，或者是由这些产物衍生而来的物质。所以在含氮化合物代谢中，我们主要以蛋白质和核酸的分解代谢为线索，帮助大家充分了解人体内重要含氮化合物的情况。 组成蛋白质的基本单位是氨基酸，虽然游离氨基酸仅为蛋白质总量的2%左右，但由于蛋白质在体内要首先分解成为氨基酸，尔后再进一步代谢，所以氨基酸代谢是蛋白质分解代谢的中心内容。另外，氨基酸还可转变为很多具有重要生理功能的其它含氮化合物。组成核酸基本结构的核苷酸并不一定需要依靠食物供给，在体内可以由氨基酸、核糖等小分子物质合成，且核酸在体内也是首先降解为核苷酸然后进一步进行分解代谢的。故本章将重点讨论蛋白质的消化、吸收与腐败作用，氨基酸代谢及核苷酸代谢，至于蛋白质与核酸的生物合成，将在以后的内容中专门讨论。 第一节蛋白质的消化、吸收与腐败 一、蛋白质的消化 食物中蛋白质的消化、吸收是人体氨基酸的主要来源。一般说来，食物蛋白质水解为氨基酸及小肽后才能被机体吸收、利用。食物蛋白质的消化自胃中开始，但主要在小肠中进行。 进入体内的食物蛋白质首先在胃中经胃蛋白酶作用，将其分解为多肽及少量氨基酸。胃蛋白酶是蛋白水解酶，除了可以催化蛋白质进行水解外，它的另一个功能是对乳中的酪蛋白（casein）有凝乳作用，通过凝乳作用使乳液凝成乳块，延长其在胃中停留的时间，有利于充分消化，这种作用对乳儿相当重要。 蛋白质经胃消化的产物及未被消化的蛋白质进入小肠，在小肠中，主要依靠胰液中
1、氮气 固氮作用：游离态氮转变为化合态氮的方法。 途径 ___________ 固氮 ----------- __________ ___________ 固氮 ___________ > _____ “雷雨发庄稼”的原理： 举例 2、氮氧化物 (1) 一氧化氮是 一氧化碳类似，也能与人体 _ (2) ____________________ 二氧化氮是 ______________________ 色、有 一氧化氮。 色气体, _。易被氧化生成二氧化氮，毒性很大，且与 .结合，致使人体组织缺氧而中毒。 气味的有毒气体， 水，生成硝酸和 NO + 02 ==== __________________ (3)氮氧化物(NO 和NO )的危害： 硝酸型酸雨的产生及危害、造成光化学烟雾的主要因素、破坏臭氧层。 3、氨 (1) _______________________________ 氨气的物理性质：氨是 色，有 ________ 气味的 性气体， 易液化，。液氨汽化时要吸收大量的热， 使周围的温度急剧下降， 所以液氨常作 (2) 氨气的化学性质： ① 与水反应： _______________ 组成氨水的微粒： ___________ ② 与酸反应： _______________ ③ 与氧气反应(具有还原性) N02 + H 20 水, ，氨水显 (氨的催化氧化，工业制硝酸的基础) (3 )氨的制法 ① 工业制法： ② 实验室制法 a 反应原理： b 发生装置： c 干燥装置： d 收集装置： e 验满方法：1 与实验室制 用 ________ __________ 气体的装置相同。 ______ 作干燥剂。 ，排空气法。 f 注意事项: n ________________________________________ 收集氨气的试管口部要放一团棉花。作用是 4、铵盐 铵盐是由 (1)物理性质：铵盐都是 (2 )化学性质 离子和 离子构成的 _______ 色 ________ 体，都 物。 溶于水。 A ①受热分解：NH4HCO3=== △ NH 4CI == 是否所有的铵盐受热分解都能产生氨气 _ A ②与碱的反应：(NH 4)2SO 4+NaOH === (填“是”或“否”
第八章含氮化合物代谢 一、知识要点 蛋白质和核酸是生物体中有重要功能的含氮有机化合物，它们共同决定和参与多种多样的生命活动。在自然界的氮素循环中，大气是氮的主要储库，微生物通过固氮酶的作用将大气中的分子态氮转化成氨，硝酸还原酶和亚硝酸还原酶也可以将硝态氮还原为氨，在生物体中氨通过同化作用和转氨基作用等方式转化成有机氮，进而参与蛋白质和核酸的合成。（一）蛋白质和氨基酸的酶促降解 在蛋白质分解过程中，蛋白质被蛋白酶和肽酶降解成氨基酸。氨基酸用于合成新的蛋白质或转变成其它含氮化合物（如卟啉、激素等），也有部分氨基酸通过脱氨和脱羧作用产生其它活性物质或为机体提供能量，脱下的氨可被重新利用或经尿素循环转变成尿素排出体外。 （二）氨基酸的生物合成 转氨基作用是氨基酸合成的主要方式。转氨酶以磷酸吡哆醛为辅酶，谷氨酸是主要的氨基供体，氨基酸的碳架主要来自糖代谢的中间物。不同的氨基酸生物合成途径各不相同，但它们都有一个共同的特征，就是所有氨基酸都不是以CO2和NH3为起始原料从头合成的，而是起始于三羧酸循环、糖酵解途径和磷酸戊糖途径的中间物。不同生物合成氨基酸的能力不同，植物和大部分微生物能合成全部20种氨基酸，而人和其它哺乳动物及昆虫等只能合成部分氨基酸，机体不能合成的氨基酸称为必须氨基酸，人有八种必需氨基酸，它们是：Lys、Trp、Phe、Val、Thr、Leu、Ile和Met。 （三）核酸的酶促降解 核酸通过核酸酶降解成核苷酸，核苷酸在核苷酸酶的作用下可进一步降解为碱基、戊糖和磷酸。戊糖参与糖代谢，嘌呤碱经脱氨、氧化生成尿酸，尿酸是人类和灵长类动物嘌呤代谢的终产物。其它哺乳动物可将尿酸进一步氧化生成尿囊酸。植物体内嘌呤代谢途径与动物相似，但产生的尿囊酸不是被排出体外，而是经运输并贮藏起来，被重新利用。 嘧啶的降解过程比较复杂。胞嘧啶脱氨后转变成尿嘧啶，尿嘧啶和胸腺嘧啶经还原、水解、脱氨、脱羧分别产生β-丙氨酸和β-氨基异丁酸，两者经脱氨后转变成相应的酮酸，进入TCA循环进行分解和转化。β-丙氨酸还参与辅酶A的合成。 （四）核苷酸的生物合成 生物能利用一些简单的前体物质从头合成嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸。嘌呤核苷酸的合成起始于5-磷酸核糖经磷酸化产生的5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）。合成原料是二氧化碳、甲酸盐、甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酰氨。首先合成次黄嘌呤核苷酸，再转变成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。嘧啶核苷酸的合成原料是二氧化碳、氨、天冬氨酸和PRPP，首先合成尿苷酸，再转变成UDP、UTP和CTP。 在二磷酸核苷水平上，核糖核苷二磷酸（NDP）可转变成相应的脱氧核糖核苷二磷酸。催化此反应的酶为核糖核苷酸还原酶系，此酶由核苷二磷酸还原酶、硫氧还蛋白和硫氧还蛋白还原酶组成。脱氧胸苷酸（dTMP）的合成是由脱氧尿苷酸（dUMP）经甲基化生成的。 二、习题 （一）名词解释 1．蛋白酶（Proteinase） 2．肽酶（Peptidase） 3．氮平衡（Nitrogen balance） 4．生物固氮（Biological nitrogen fixation） 5．硝酸还原作用（Nitrate reduction） 6．氨的同化（Incorporation of ammonium ions into organic molecules） 7．转氨作用（Transamination）
含氮化合物练习题 班级 学号 姓名 一、 命名下列化合物（每小题1分，共10分） NO 2 C H 3CH 3 NO 2 1. 2. C H 3NH CH 3 2-间硝基苯基-3-硝基丁烷 1,2-二甲氨基乙烷 3. 4. C H 3CH 3 N + C H 3CH 3C H 3Cl -N CH 3 C H 3COOEt 氯化二甲基乙基-1-甲基-2-烯丁基铵 间甲乙胺基苯甲酸乙酯 N CH 3 C H 3N(CH 3)2 5. 6. N N CH 3 Br 3,3’-二甲基-4’-二甲氨基氧化偶氮苯 3-甲基-2’-溴偶氮苯 7. 8. NH NH Br N +N CH 3BF 4- 4-溴氢化偶氮苯 四氟硼酸间甲基苯基重氮盐
9. 10. C H 3 CH 3 C H 3N CH 3 NO 氧化甲乙胺 N -亚硝基甲乙胺 二、 完成下列反应方程式，注明产物的立体构型和主要产物（每小题1 分，共25分） 1. CH 3 NO 2 NaOH 2. HNO2 CH 3 NO 2 3. Fe + HCl CH 3 NO 2 4. H /Pd CH 3 NO 2 5. 23NO 2 6. NO 2
7. 4NO 2 8. LiAlH 4 NO 2 9. NaOH NO 2 NO 2 Br 10. HNO NH 2 Br 11. N H Br CH 3 HNO 2 12. N CH 3C H 3HNO 2 13. N C H 3CH 3 CH 3HNO 2
14.CH 3 CH 2 N(CH 3 ) 2 H 2 O 2 15.NHCOCH 3 Br 2 16. NHCOCH 3 ClO 2 CH 3 NH 2 17. Heat C H 3 CH 3 N+ C H 3CH3 CH 3 F OH- 18. NHCOCH 3 ClO 2 S CH 3 NH 2 19. N 1.CH 3 I 2.Ag 2 O/H 2 O 3.Heat 20.NH 2 NaNO 2 /HCl 0-5 C 21. N+ N CH 3 H 3 PO 2 HSO 4 -
完整版高考化学一轮复习氮及其化合物知识点及练习题及答案 一、选择题 1．碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置)，下列有关说法正确的是（） A．洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡 B．洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡 C．在Z导管出来的气体中没有二氧化碳 D．在Z导管口排出无色气体 【答案】B 【详解】 C与浓硫酸共热反应生成CO2、SO2和H2O，产生的气体X中含CO2、SO2；Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2和H2O，气体Y中含NO2；将X、Y同时通入足量BaCl2溶液中，发生的反应有3NO2+H2O=2HNO3+NO、3SO2+2HNO3+2H2O=3H2SO4+2NO、 H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl。 A. 根据上述分析，洗气瓶中产生的沉淀是BaSO4，CO2与BaCl2溶液不反应，A项错误； B. 根据上述分析，洗气瓶中产生的沉淀是BaSO4，B项正确； C. CO2不能被BaCl2溶液吸收，从Z导管出来的气体中含CO2，C项错误； D. 反应中有NO生成，在Z导管口NO遇空气中氧气变为红棕色的NO2气体，D项错误；答案选B。 2．用右图所示装置进行下列实验，实验结果与预测的现象不一致的是 ①中的物质②中的物质预测①中现象 A淀粉碘化钾溶液浓硝酸无明显现象 B酚酞溶液浓盐酸无明显现象 C氯化铝溶液浓氨水有白色沉淀
A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】 A．硝酸具有挥发性，挥发出的硝酸进入淀粉KI溶液，硝酸具有强氧化性，可以将KI氧化为I2，I2遇淀粉变蓝色，故A错误； B．浓盐酸具有挥发性，挥发出的HCl进入酚酞溶液，酚酞溶液在酸性条件下不变色，故B 正确； C．浓氨水具有挥发性，挥发出的氨气溶于氯化铝溶液，一水合氨与氯化铝反应生成氢氧化铝白色沉淀，故C正确； D．饱和氯水挥发出氯气，氯气与湿润红纸条接触，氯气水反应生成HClO，HClO具有漂白性，使湿润红纸条褪色，故D正确； 故答案为A。 3．起固定氮作用的化学反应是 A．雷雨时空气中的 NO转化为NO2B．N2与H2在一定条件下反应生成NH3 C．用NaOH吸收NO2和NO D．工厂用NH3催化氧化制NO 【答案】B 【详解】 A．NO转化为NO2不是固氮作用的反应，选项A错误； B．N2与H2在一定条件下反应生成NH3，是由单质氮气转化为氨气，符合氮的固定的定义，选项B正确； C．用NaOH吸收NO2和NO不是固氮作用的反应，选项C错误； D．用氨气转化为NO不是固氮作用的反应，选项D错误； 答案选B。 4．下列气体中，不能用浓硫酸干燥的是() A．CO2B．N2C．SO2D．NH3 【答案】D 【详解】 A. 浓硫酸不和二氧化碳反应，因此可以干燥，A不符合题意，A不选； B. 浓硫酸不和氮气反应，因此可以干燥，B不符合题意，B不选； C. 浓硫酸具有强氧化性，不可以干燥室温下能和浓硫酸发生氧化还原反应的气体例如硫化氢、碘化氢等，但二氧化硫和浓硫酸不能反应，故浓硫酸能干燥二氧化硫，C不选； D. 浓硫酸具有酸性，不可以干燥碱性气体氨气，D符合题意，D选；
第十四章 含氮有机化合物 1. 给出下列化合物名称或写出结构式。 (CH 3)2CH NH 2 (CH 3)2NCH 2CH 3 NH CH 2CH 3 CH 3 NH CH 3 O 2N NC N + NCl - O 2N N N OH OH H 32H 对硝基氯化苄 苦味酸 1，4，6-三硝基萘 答案： 3－氨基戊烷 异丙胺 二甲乙胺 N －乙基苯胺 3－甲基－N －甲基苯胺 2－氰－4－硝基氯化重氮苯 O 2N CH 2CL NO 2 O 2N NO 2 OH NO 2 NO 2 NO 2 2. 按其碱性的强弱排列下列各组化合物，并说明理由。 （1） a b c NH 2 NH 2NH 2 NO 2CH 3 （2） CH 3C O NH 2 CH 3NH 2NH 3 a b c 答案： （1）吸电子基使碱性降低，供电子基使碱性增强，所以有：b > a > c （2）吸电子基使碱性降低，供电子基使碱性增强，所以有：b > c > a 3.比较正丙醇、正丙胺、甲乙胺、三甲胺和正丁烷的沸点高低并说明理由。 答案： 五种化合物中，按形成氢键的可能、能力可推知其沸点从高到低的次序是：
正丙醇 > 正丙胺 > 甲乙胺 > 三甲胺 > 正丁烷 分子间形成分子间氢键沸点高，醇分子中的羟基极性强于胺的官能团，胺三级大于二级又大于一级。 4. 如何完成下列的转变： （1）CH 2 CHCH 2Br CH 2CHCH 2NH 2 （2） NHCH 3 O （3） (CH 3)3C C OH O O C (CH 3)3C CH 2Cl （4） CH 3CH 2CH 2CH 2Br CH 3CH 2CHCH 3 NH 2 答案: （1）CHCH 2Br CH 2 NaCN CH 3CH 2OH CH 2CHCH 2CN LiAlH 4CHCH 2NH 2 CH 2 （2） O NH 3+(H) NH 2 CH 3Br NHCH 3 （3） （4） CH 3CH 2CH 2CH 2Br KOH,CH 3CH 2OH CH 3CH 2CH CH 2 HBr CH 3CH 2CHCH 3 Br 3 CH 3CH 2CHCH 3 NH 2 5. 完成下列各步反应，并指出最后产物的构型是（R ）或（S ）。 C 6H 5CH 2CHCOOH CH 3 (1)SOCl (2)NH 3 (3)Br 2,OH - C 6H 5CH 2CHNH 2 CH 3 S-(+) (-)
含氮化合物练习题 班级 学号 姓名 一、 命名下列化合物（每小题1分，共10分） NO 2 C H 3CH 3 NO 2 1. 2. C H 3NH CH 3 2-间硝基苯基-3-硝基丁烷 1,2-二甲氨基乙烷 3. 4. C H 3CH 3 N + C H 3CH 3C H 3Cl -N CH 3 C H 3COOEt 氯化二甲基乙基-1-甲基-2-烯丁基铵 间甲乙胺基苯甲酸乙酯 N CH 3 C H 3N(CH 3)2 5. 6. N N CH 3 Br 3,3’-二甲基-4’-二甲氨基氧化偶氮苯 3-甲基-2’-溴偶氮苯 7. 8. NH NH Br N +N CH 3BF 4- 4-溴氢化偶氮苯 四氟硼酸间甲基苯基重氮盐
9. 10. C H 3 CH 3 C H 3N CH 3 NO 氧化甲乙胺 N -亚硝基甲乙胺 二、 完成下列反应方程式，注明产物的立体构型和主要产物（每小题1 分，共25分） 1. CH 3 NO 2 NaOH 2. HNO2 CH 3 NO 2 3. Fe + HCl CH 3 NO 2 4. H /Pd CH 3 NO 2 5. 23NO 2 6. NO 2
7. 4NO 2 8. LiAlH 4 NO 2 9. NaOH NO 2 NO 2 Br 10. HNO NH 2 Br 11. N H Br CH 3 HNO 2 12. N CH 3C H 3HNO 2 13. N C H 3CH 3 CH 3HNO 2
14.CH 3 CH 2 N(CH 3 ) 2 H 2 O 2 15.NHCOCH 3 Br 2 16. NHCOCH 3 ClO 2 CH 3 NH 2 17. Heat C H 3 CH 3 N+ C H 3CH3 CH 3 F OH- 18. NHCOCH 3 ClO 2 S CH 3 NH 2 19. N 1.CH 3 I 2.Ag 2 O/H 2 O 3.Heat 20.NH 2 NaNO 2 /HCl 0-5 C 21. N+ N CH 3 H 3 PO 2 HSO 4 -
·· 162 第十四章 含氮有机化合物 学习要求： 1、掌握芳香族硝基化合物的制法，性质。理解硝基对苯环邻对位取代基（X 、OH ）性质的影响。 2、掌握胺的分类、命名和制法。 3、熟练掌握胺的性质及胺的碱性强弱次序，理解影响胺的碱性强弱的因素。 4、掌握区别伯、仲、叔胺的方法及氨基保护在有机合成中的应用。 5、掌握重氮盐的反应和偶联反应在有机合成中的应用。 6、了解季铵盐、季铵碱的性质和应用，初步了解偶氮染料。 7、学习、掌握重要的分子重排反应。 分子中含有C-N 键的有机化合物称为含氮有机化合物。含氮有机化合物种类很多，本章简单讨论硝基化合物，重点讨论胺、重氮盐和分子重排反应。 §14-1 硝基化合物 硝基化合物一般写为R-NO 2 ，Ar-NO 2 ，不能写成R-ONO （R-ONO 表示硝酸酯）。 一、分类、命名、结构 1、分类 （略） 2、命名 （与卤代烃相次似） 3、硝基的结构 一般表示为 （由一个N=O 和一个N →O 配位键组成） 物理测试表明，两个N —O 键键长相等，这说明硝基为一P-π共轭体系（N 原子是以sp 2 杂化成键的，其结构表示如下： 二、硝基化合物的制备 见P 430。 1、卤代烃与亚硝酸盐反应。 2、芳烃的硝化。 三、硝基化合物的性质 1、物理性质 （略） 2、脂肪族硝基化合物的化学性质 1）还原 硝基化合物可在酸性还原系统中（Fe 、Zn 、Sn 和盐酸）或催化氢化为胺。 2）酸性 硝基为强吸电子基，能活泼α- H ，所以有α- H 的硝基化合物能产生假酸式 -酸式互变异构，从而具有一定的酸性。 例如硝基甲烷、硝基乙烷、硝基丙烷的pKa 值分别为： 10.2、8.5、7.8 。 N O R R CH 2 N O O R CH N OH O NaOH R CH N O O Na 假酸式酸式（主）（较少）
第十八章含氮化合物 （客观题 22 道，主观题 37 道） 一．客观题 1. 命名下列化合物并指明分别属于伯胺、仲胺、叔胺、季铵或酰胺哪一类 （1）CH 3CH 2CH 2NH 2 丙胺，伯胺 （2）CH 3CH 2CON(CH 3)2 N ,N -二甲基丙酰胺，酰胺 （3 N ,N -二甲基苯胺、叔胺 （4 α-呋喃甲醛 （5） 氯化三甲基乙基胺，季铵盐 （6） 2-丙胺，伯胺 （7）(CH 3)4N + OH - 氢氧化四甲胺，季铵碱 （8）C 2H 5NHCH 3 甲乙胺，仲胺 2. 写出下列化合物的构造式 （9）甲基异丙基胺 （10）二苯胺 (11) N-甲基丙酰胺 CH 3CH 2CONHCH 3 （12）叔丁胺 (CH 3)3CNH 2 （13）氯化三甲基苯基胺 (14）3-溴吡啶 （15）α-氨基丁酸 （16 ）对羟基偶氮苯 （17）四氢呋喃 （18）甲基磺酰氯 CH 3－SO 2Cl （19）乙基亚磺酸 CH 3CH 2SO 2H （20）氯胺 (21)写出分子式为C 8H 11N 的芳胺的所有同分异构体并命名 H 3)2H O C H 3C H 2－N + －C H 3C l - C H 3 C H 3 CH 3C HCH 3 NH 2C H 3N H C H C H 3 C H 3CH 3CH 3 N + CH 3Cl -N B r C H 3C H 2C H C O O H N H 2 ＝H O 2－a l H C H 2C H 3N C H 3 C H 3 3 H C H 3 C H H C H 3
N-乙基苯胺 N,N-二甲基苯胺 N-甲基邻甲苯胺 N-甲基间甲苯胺 N-甲基对甲苯胺 邻乙苯胺 间乙苯胺 对乙苯胺 2,6-二甲基苯胺 2,5-二甲基苯胺 2,4-二甲基苯胺 2,3-二甲基苯胺 3,5-二甲基苯胺 3,4-二甲基苯胺 （22）4. 将下列化合物按碱性递增次序排列，并说明理由 NH 3 CH 3CH 2NH 2 CH 3CH 2CONH 2 CH 3NHCH 3 解：CH 3CH 2CONH 2＜C 6H 5NH 2＜ NH 3＜CH 3CH 2NH 2＜CH 3NHCH 3 用化学方法区别下列各组化合物 （23）二乙胺、苯胺和苄胺 C 2H 5NHC 2H 5 × N 2↑ C 6H 5NH 2 白色沉淀 C 6H 5CH 2NH 2 × 黄色油状液体 （24）对甲基苯胺、N -甲基苯胺和N ,N -二甲基苯胺 N 2↑ 黄色油状液体 绿色 H 22C H 3 H 2C H 2C H 2C H 3C H H C H 3H 3H 3H 3 H 3H 3H 3 3 H 3H 3 H 3 H 3H 3 3 ??→?溴水 ???→ ?亚硝酸 H 3H 2 H －C H 3 H 3H 3 2
第十四章 胺和其他含氮化合物 1. 写出下列化合物的结构式： （1）三丁基胺 （2）碘化二甲基二乙基铵 （3）N-甲基苯胺 （4）对氨基苯甲酸乙酯 （5）肾上腺素 2. 命名下列化合物： (CH 3)2CHNH 2(1) CH 3CH 2 (2)H C NH 2 CH 2CH 3 NHC 2H 5 (3) (C 2H 5)2NH 2OH -(4) O 2N N(CH 3)2 (5) Br — N 2 CH 3 (6) N H (7) NH 2 (8) H 3C OCH 3 CH 2CHCH 2OH NH 2 (9) H 2NCH 2CH CH 3 CH 2NH 2 (10) 3.比较下列各组化合物的碱性，按碱性增强的次序排列： NH 3, CH 3NH 2, NH 2 ,H 3C O NH 2 , (CH 3)4NOH — (1) NH 2 NH 2 2 NH 2 CH 3(2) CH 3CH 2NH 2, CH 3CH 2—O -, CH 3COO -, NH 2-(3) 4.如何完成下列反应： CH 3CH 2CH 2Br CH 3CH 2CH 2CH 2NH 2(1) NH 2 COOH (2) (CH 3)3CCH 2Br (3)(CH 3)3CCH 2NH 2 CHCO 2C 2H 5 (4) H 2N(CH 2)4N(CH 3)2CH 2
O NH 2 (5) O CH 3 NHCH 3 CH 3 (6) (CH 3)3CCOCl (CH 3)3CCCH 2Cl O (7) CH 2COOH CH 2COOH N CH 3 (8) CH 3CH 2NO 2 H 2N CH CH 3 H C OH C 2H 5 (9) C C H H 3H CH 3C C H 2N OH CH 3H (10) CH 3 O HO CH 2NH 2 (11) CH CH 2CH 3 O CN N H CH 3 (12) O N H O CH 2CH 2COOH (13) N H N CH 2CH 3(14) CH 3 NH 2 Br CH 3 (15) (R)-2-辛醇 (S)-2-辛胺 辛胺(16）
【化学】化学氮及其化合物的专项培优练习题(含答案) 一、氮及其化合物练习题（含详细答案解析） 1．如图1为实验室制取氨的实验装置。 （1）写出A中所发生反应的化学方程式___。 （2）NH3在一定条件下可与O2反应生成一种无色气体，该气体遇空气迅速变红棕色，请写出相关反应的化学方程式___，___。 （3）在收集氨时试管口棉花的作用是___。 （4）一位学生用制得的氨，按图2装置进行喷泉实验，烧瓶已充满干燥的氨气，引发喷泉实验的操作____。 （5）另一学生积极思考产生喷泉的其他方法，设计了图3装置。首先在锥形瓶中分别加入足量的下列物质，反应后产生喷泉的是（______） A．CaCO3粉末和浓盐酸 B．NH4HCO3溶液与稀NaOH溶液 C．HCl和AgNO3溶液 D．HCl和酚酞溶液 该同学又向锥形瓶中加入酒精，水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物质，结果也产生了喷泉。水槽中加入的物质可以是（______） A．硝酸铵 B．食盐 C．浓硫酸 D．硫酸铜 【答案】2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O NH3+5O2=4NO+6H2O 2NO+O2=2NO2减少与空气的对流，保证试管中能收集满氨气打开橡皮管的夹子，挤压胶头滴管的胶头，使少量的水进入烧瓶 A C 【解析】 【分析】 (1)为制取氨气的装置，收集氨气的试管口需要棉花；(2)气体遇空气能迅速变红棕色，原气体是NO；(6)图3要想产生喷泉，必须生成大量气体；(7)如果放出大量热量，也能增大气体压强，产生喷泉。 【详解】 (1)实验室制氨气2NH4Cl＋Ca(OH)2? CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 。 (2) NH3在一定条件下可与O2反应生成一种无色气体，该气体遇空气迅速变红棕色，该气体是NO，所以NH3+5O2=4NO+6H2O。 (3) NO遇空气迅速变红棕色，所以2NO+O2=2NO2 。 (4)收集氨时试管口棉花的作用是减少与空气的对流，保证试管中能收集满氨气。
高考化学提高题专题复习氮及其化合物练习题及答案 一、氮及其化合物练习题（含详细答案解析） 1．合成氨工业对化学和国防工业具有重要意义。 （1）实验室欲用下图所示装置(夹持固定装置略去)制备并收集氨气。 ①请在图中烧瓶内绘出导管所缺部分______________。 ②试管中反应的化学方程式是____________________。 ③为吸收多余的氨气，烧杯中的试剂是__________________。 （2）氨有很多重要性质。 ①将酚酞溶液滴加到氨水中溶液呈红色，其原因是_______________________________。 ②管道工人曾经用浓氨水检验氯气管道是否漏气，如出现白烟，说明有氯气泄露，同时还有一种相对分子质量为28的气体生成，该反应的化学方程式是 __________________________。 （3）写出氨的两种用途__________________________________。 【答案】 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 水(或稀盐酸、硫酸等) 氨 水显碱性 8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl 作制冷剂、制化肥等 【解析】 【分析】 (1)①氨气的密度小于空气的密度,且氨气和氧气不反应,氨气极易溶于水，所以只能采用向下排空气法收集； ②氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水，据此写出该反应方程式； ③氨气极易溶于水,且氨气是碱性气体所以也极易溶于酸,据此分析氨气的吸收方法； (2) ①氨水溶液显碱性，溶液中存在氢氧根离子大于氢离子浓度，据此进行分析； ②根据电子得失守恒、原子守恒规律，推断出氨气和氯气反应生成氯化铵和氮气；据此写出化学方程式； 【详解】 (1)①氨气的密度小于空气的密度,且氨气和氧气不反应,所以可以采用向下排空气法收集气体,即导气管应该“短进长出”,如图所示：；
含氮化合物习题解答一、比较碱性大小 1、 2、 O NH NH2NHCOCH3 C C O [(CH3)4N]+OH- 3、二甲胺、甲胺、三甲胺 4、乙醇胺,乙胺,乙酰胺,苯胺中碱性最强的( ) 5、甲胺，二甲胺，三甲胺，苯胺，二苯亚胺中碱性最强的是( )，最弱的是( ) 解：1、 2、 O NH NH2NHCOCH3 C C O [(CH3)4N]+OH-> > > 3、二甲胺>甲胺>三甲胺 4、乙胺 5、二甲胺，二苯亚胺 二、推断题 1、A(C6H15N)+HCl→溶解，+HNO2→N2+B，B+I2/OH-→黄↓，B+浓硫酸共热→C(C6H12)， C+KMnO4/H+→乙酸+2-甲基丙酸。求ABC结构。 解：（1）A含N，遇亚硝酸放出氮气，可知A为R-NH2(伯胺)，并可知A不饱和度=0 （2）R-NH2+HNO2→N2+B，则B为R-OH，且为甲基醇（可碘仿反应）； （3）B与浓硫酸共热→烯C→氧化得到CH3COOH+CH3CH(CH3)COOH， 可反推出C：CH3CH=CHCH CH3 3 （4）由C可反推出B（甲基醇）： CH3 CH3 CH3CHCH2CH OH
（5）由B 反推出A ： CH 3 CH 3CH 32CH NH 2 2、旋光性A(C 4H 9O 2N)+HCl →溶解，+HNO 2→N 2，A 可水解→甲醇+旋光性B ，B 可溶于酸和碱，B+HNO 2→乳酸。求AB 结构。 解：（1）A 含O 和N ，可溶于盐酸，则A 为胺（非酰胺，酰胺近似中性），A 遇亚硝酸放出氮气，则A 为伯胺，计算知A 的Ω=1； （2）A 可以水解得到甲醇和可溶于酸碱的B ，推知A 应该是含氨基的酯，水解得到甲醇和氨基酸B （可溶于酸碱）； （3）B （氨基酸）+HNO 2→乳酸（CH 3CH(OH)COOH ）， 可推知B ： NH 2 CH 3CHCOOH * （4）由A 水解得到甲醇和B 可反推出A ： * NH 2 CH 3CHCOOCH 3 3、碱性A(C 7H 9N)，其盐酸盐+HNO 2→B(C 7H 7N 2Cl)，B 加热→N 2+对甲苯酚，B+苯酚/OH -→有色化合物C(C 13H 20ON 2)。求ABC 结构。 解：（1）由不饱和度可推知A 含苯环，此外A 含有一个N ，与亚硝酸反应得到的B 是含2 个N 的盐，且B 受热放氮得到对甲苯酚，可推知B 是重氮盐，且重氮基与甲基处于对位： H 3C N 2+Cl - （2）A 与亚硝酸形成对位重氮化合物，可推知A 是对甲基芳伯胺： NH 2 H 3C （3）B+苯酚/OH -→有色化合物C(C 13H 20ON 2)，可知C 为重氮盐偶联反应的产物： H 3C N N OH 4、A 含CHON ，与NaOH 共热→刺激性气体，反应液酸化得B(B 不含N)，B+LiAlH 4→C ，C+浓H 2SO 4共热→M=56的烯D ，D 臭氧化得醛＋酮。求A-D 结构。 解：（1）A （含O 、N ）与碱共热放出刺激性气体，产物不含N ，可推知A 为酰胺； （2）A 酰胺碱性水解得到氨气和酸，则B 为酸； （3）B 还原得到醇C ，C 脱水成烯D （M=56，可推知含有4C ），D 臭氧化得醛和酮，
第九章：含氮化合物（胺类）223.下列化合物中，低温下能生成稳定重氮盐的是？[1分] A苄胺B苯胺CN-甲基苯胺DN-甲基苄胺 参考答案：B 224.下列化合物中，沸点最高的是？[1分] A乙酸B乙胺C二乙胺D乙醇 参考答案：A 225.下列化合物中碱性最强的是？[1分] A NH3 B CH3NH2 C C 6H5CH2NH2 D CH3NHCH3 参考答案：D 226.的正确名称为？[1分] A苯乙胺B乙苯胺CN-苯基乙胺DN-乙基苯胺 参考答案：D 227.下列化合物属于芳香胺的是？[1分] A
B C D 参考答案：B 228.能与乙酰氯发生酰化反应的胺是？[1分] A异丙胺B二乙丙胺CN,N-二甲基苯胺D甲乙丙胺 参考答案：A 229.下列化合物中，沸点最高的是？[1分] A CH3NH2 B CH3CH2CH2NH2 C(CH3)3N D CH3NHCH2CH3 参考答案：B 230.关于苯胺性质的叙述错误的是？[1分] A易被空气中氧气氧化B能与盐酸所用生成季铵盐C能与羧酸反应生成酰胺D 能与溴水反应生成白色沉淀 参考答案：B 231.与亚硝酸反应可放出氮气的是？[1分]
ACH3NH2BCH3NHCH3C(CH3)3NDCH3NHCH2CH3 参考答案：A 232.与NaNO2和盐酸反应，能生成黄色油状物的是？[1分] AC6H5NH2BCH3CH2NH2CCH3NHCH2CH3D(CH3)3N 参考答案：C 233.芳香胺的碱性一般较脂肪胺弱。[1分] 参考答案：T 234.在实验室合成乙酰苯胺时，可采用苯胺和乙酸进行制备。[1分] 参考答案：T 235.所有的胺及其衍生物均呈碱性。[1分] 参考答案：F 236.胺的碱性取决于氮原子上电子云密度，电子云密度越大，碱性越强。[1分] 参考答案：T 237.胺的盐类属于离子型化合物，具有强酸性。[1分] 参考答案：T 238.利用伯、仲、叔胺与HNO2的不同反应性能，可以鉴别伯、仲、叔胺。[1分] 参考答案：T
高考化学氮及其化合物-经典压轴题附详细答案 一、氮及其化合物练习题（含详细答案解析） 1．氮及其化合物在生产生活中有广泛的应用： （1）甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1mol/L和0.1mol/L，则甲、乙两瓶氨水中c(OH-)之比____10（填“大于”“等于”或“小于”），并说明理由 _____________________________________。 （2）常温下向含0.5mol溶质的稀盐酸中缓慢通入0.5molNH3（溶液体积变化忽略不计），反应结束后溶液中离子浓度由大到小的顺序是______________________；在通入氨气的过程中溶液的导电能力___________（选填“变大”、“变小”或“几乎不变”）。请设计实验检验铵盐中的NH4+：___________。 【答案】小于加水稀释，弱电解质的电离程度增大 c(Cl-)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH-) 几乎不变取样，加水溶解，加入氢氧化钠浓溶液，加热，若产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则证明有NH4+ 【解析】 【分析】 【详解】 （1）浓溶液加水稀释，越稀越电离，故0.1mol/L的氨水中电离程度更大，故甲、乙两瓶氨水中c(OH-)之比小于10； 答案为：小于；加水稀释，弱电解质的电离程度增大； （2）二者恰好反应生成氯化铵，铵根水解溶液呈酸性，即c(H+)＞c(OH?)，依据溶液呈电中性有：c(H+)+c(NH4+)=c(OH?)+c(Cl?)，因为c(H+)＞c(OH?)，所以c(NH4+)＜c(Cl?)，故离子浓度大小关系为：c(Cl?)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH?)；溶液中离子浓度几乎不变，所以导电能力几乎不变；铵盐能与强碱反应放出氨气，则检验铵根离子的实验方案：取样，加水溶解，加入氢氧化钠浓溶液，加热，若产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则证明有NH4+。 【点睛】 浓溶液加水稀释，越稀越电离；溶液的导电能力主要取决于溶液中离子的浓度及离子所带的电荷数：离子的浓度越大，导电能力越强；离子所带的电荷数越大，导电能力越强。 2．氨和硝酸都是重要的工业原料。 （1）标准状况下，将500L氨气溶于水形成1L氨水，则此氨水的物质的量浓度为 ____mol·L-1（保留三位有效数字）。工业上常用过量氨水吸收二氧化硫，该反应的化学方程式为____。 （2）氨氧化法是工业生产中合成硝酸的主要途径。合成的第一步是将氨和空气的混合气通过灼热的铂铑合金网，在合金网的催化下，氨被氧化成一氧化氮，该反应的化学方程式为____。 下列反应中的氨与氨氧化法中的氨作用相同的是____。 A．2Na+2NH3=2NaNH2+H2↑ B．2NH3+3CuO=3Cu+N2+3H2O C．4NH3+6NO=5N2+6H2O D．HNO3+NH3=NH4NO3