楊倫平

諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)是諾貝爾獎(jiǎng)的一個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，由瑞典皇家科學(xué)院從1901年開始負(fù)責(zé)頒發(fā).每年于12月10日，即阿爾弗雷德·諾貝爾逝世周年紀(jì)念日頒發(fā).諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)是為了表彰前一年中在化學(xué)領(lǐng)域有最重要的發(fā)現(xiàn)或發(fā)明的人.以“諾貝爾獎(jiǎng)”為載體的習(xí)題在近幾年的高考中經(jīng)常出現(xiàn)，這類題目往往是起點(diǎn)高，陌生度高，落點(diǎn)低.解答時(shí)學(xué)生常常被“新”的信息所迷惑，因而只有透過現(xiàn)象，抓住問題的實(shí)質(zhì)，充分挖掘隱含信息，問題才會(huì)迎刃而解.現(xiàn)將近幾十年出現(xiàn)的“諾貝爾獎(jiǎng)”試題及相關(guān)信息總結(jié)如下.

一、2006年，美國(guó)科學(xué)家羅杰-科恩伯格因在“真核轉(zhuǎn)錄的分子基礎(chǔ)”研究領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)而獲獎(jiǎng).

例1 2006年10月4日，美國(guó)科學(xué)家羅杰-科恩伯格因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了真核轉(zhuǎn)錄的分子基礎(chǔ)而被授予諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).轉(zhuǎn)錄是在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行的，它是指以DNA的一條鏈為模塊，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則（含氮堿基通過氫鍵連接成堿基對(duì)）合成RNA的過程，DNA和RNA都與蛋白質(zhì)有關(guān).下列能使蛋白質(zhì)變性的物質(zhì)是（ ）.

①硫酸銨 ②甲醛 ③氯化鉀 ④硝酸汞 ⑤硫酸鎂 ⑥氫氧化鈉

A.②④⑥ B.①③⑤ C.①②③ D.①⑤⑥

解析 可使蛋白質(zhì)變性的方法有：加熱，紫外線、X射線、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，鉛、銅、汞等重金屬鹽類，有機(jī)化合物（如甲醛、酒精、苯甲酸等）作用.答案：A.

二、2007年，德國(guó)科學(xué)家格哈德·埃特爾因在表面化學(xué)研究領(lǐng)域做出開拓性貢獻(xiàn)而獲獎(jiǎng).

例2 2007年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予德國(guó)化學(xué)家吉哈德·艾爾特，以表彰他在固體表面化學(xué)研究領(lǐng)域所做出的貢獻(xiàn)，接觸表面的化學(xué)反應(yīng)在很多工業(yè)操作中起著很大作用.工業(yè)上用接觸法合成硫酸，采用下列措施：①硫鐵礦粉碎后加入沸騰爐；②空氣進(jìn)入口在沸騰爐的下部，硫鐵礦進(jìn)入口在下部；③進(jìn)入接觸室的爐氣先要進(jìn)行凈化和干燥處理；④在接觸室里，催化劑分上下兩層；⑤在接觸室里使用熱交換器；⑥吸收塔里SO3從下部通入，濃硫酸從上部噴下.其中，為了提高固體與氣體接觸面積的是（ ）.

A.③⑤⑥ B.②④⑥ C.①②④ D.①②⑤⑥

解析 本題強(qiáng)調(diào)增大固體與氣體接觸面積，而⑥是為了增大液體與氣體接觸面積.只有①硫鐵礦粉碎后加入沸騰爐；②空氣進(jìn)入口在沸騰爐的下部，硫鐵礦進(jìn)入口在下部；④在接觸室里，催化劑分上下兩層是為了增大液體與氣體接觸面積.③進(jìn)入接觸室的爐氣先要進(jìn)行凈化和干燥處理是為了防止催化劑中毒和腐蝕設(shè)備；⑤在接觸室里使用熱交換器是為了冷卻反應(yīng)生成的氣體和預(yù)熱反應(yīng)氣.答案：C.

三、2008年，美國(guó)科學(xué)家錢永健、美國(guó)科學(xué)家馬丁-沙爾菲和日本科學(xué)家下村修共同獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).他們因在發(fā)現(xiàn)和研究綠色熒光蛋白方面做出突出貢獻(xiàn)而獲得該獎(jiǎng).

例3 2008年，美國(guó)科學(xué)家錢永健、美國(guó)科學(xué)家馬丁-沙爾菲和日本科學(xué)家下村修共同獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).他們因在發(fā)現(xiàn)和研究綠色熒光蛋白方面做出突出貢獻(xiàn)而獲得該獎(jiǎng).蛋白質(zhì)是生命的基石，下列關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述中，不正確的是（ ）.

A.往蛋白質(zhì)溶液中加入飽和硫酸銨溶液，蛋白質(zhì)析出，再加水也不溶解

B.人工合成的具有生命活性的蛋白質(zhì)-結(jié)晶牛胰島素是我國(guó)科學(xué)家在1956年9月首次合成的

C.重金屬鹽能使蛋白質(zhì)凝聚，所以誤食重金屬鹽會(huì)中毒

D.濃硝酸濺到皮膚上，使皮膚呈黃色是由于濃硝酸和蛋白質(zhì)發(fā)生了顏色反應(yīng)

解析 往蛋白質(zhì)溶液中加入飽和硫酸銨溶液，蛋白質(zhì)發(fā)生鹽析，再加水可以溶解.答案：A.

四、2009年，英國(guó)科學(xué)家文卡特拉曼-拉馬克里希南、美國(guó)科學(xué)家托馬斯-施泰茨和以色列科學(xué)家阿達(dá)-約納特因在核糖體的結(jié)構(gòu)和功能研究中做出突出貢獻(xiàn)而獲得該獎(jiǎng)項(xiàng).

圖1例4 2009年，英國(guó)科學(xué)家文卡特拉曼-拉馬克里希南、美國(guó)科學(xué)家托馬斯-施泰茨和以色列科學(xué)家阿達(dá)-約納特因在核糖體的結(jié)構(gòu)和功能研究中做出突出貢獻(xiàn)而獲得該獎(jiǎng)項(xiàng).核酸有兩種：含核糖的是核糖核酸（RNA），含脫氧核糖的是脫氧核糖核酸（DNA），人們的基因組通過從細(xì)胞核里的DNA向蛋白質(zhì)的合成機(jī)制發(fā)出生產(chǎn)蛋白質(zhì)的指令運(yùn)作，這些指令通過mRNA傳送.核糖是合成核酸的原料，常見的兩種核糖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：D-核糖（結(jié)構(gòu)如圖1所示）、戊醛糖：CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO.下列關(guān)于核糖的敘述不正確的是（ ）.

A.戊醛糖和D-核糖互為同分異構(gòu)體

B.它們都能發(fā)生酯化反應(yīng)

C.戊醛糖屬于單糖

D.由戊醛糖→脫氧核糖（CH2OH-CHOH-CHOH-CH2-CHO）可看成是一個(gè)氧化過程

解析 A項(xiàng)，它們的分子式相同，都為C5H10O5，但結(jié)構(gòu)不同，故互為同分異構(gòu)體；B項(xiàng)，分子結(jié)構(gòu)中都含有羥基，能發(fā)生酯化反應(yīng)；C項(xiàng)，戊醛糖不能再水解，屬于單糖；D項(xiàng)，戊醛糖（C5H10O5）→脫氧核糖（C5H10O4），少了一個(gè)氧原子，應(yīng)為還原過程.答案：D.

五、2010年，美國(guó)科學(xué)家理查德·赫克、日本科學(xué)家根岸榮一和鈴木章因在有機(jī)合成領(lǐng)域中鈀催化交叉偶聯(lián)反應(yīng)方面的卓越研究而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).

例5 20世紀(jì)60年代末至70年代初，美國(guó)科學(xué)家理查德·赫克研究出了后來被稱為“赫克反應(yīng)”的方法，利用稱為烯烴的有機(jī)小分子在鈀催化作用下合成大分子.1977年，日本科學(xué)家根岸英一用鋅原子將碳原子運(yùn)送到鈀原子上，實(shí)現(xiàn)“根岸反應(yīng)”.兩年后，日本科學(xué)家鈴木章用硼元素取代鋅，實(shí)現(xiàn)類似的效果，并且毒性更低，適宜規(guī)模化生產(chǎn)，這就是“鈴木反應(yīng)”.這三位科學(xué)家因此獲得2010年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).這些反應(yīng)被廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成方面.乙酸苯甲酯對(duì)花香和果香的香韻具有提升作用，故常用于化妝品工業(yè)和食品工業(yè).乙酸苯甲酯可以用下面的設(shè)計(jì)方案合成.

ACl2，光照①B稀堿溶液②

（C7H7Cl）

CCH3COOH，濃H2SO4，△③CH2OOCCH3

D（乙酸苯甲酯）

（1）寫出A、C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A

，C：

（2）D有很多同分異構(gòu)體，含有酯基和～取代苯結(jié)構(gòu)的同分異構(gòu)體有五個(gè)，其中三個(gè)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是：

COCH2CH3OCH2COCH3OCH2CH2OCHO

請(qǐng)寫出另外兩個(gè)同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：

解析 本題可采用逆推的方法，根據(jù)D的結(jié)構(gòu)，結(jié)合反應(yīng)條件可推得C為CH2OH，B為CH2Cl，A為CH3.

答案：（1）

A：CH3 C：CH2OH

（2）OCCH2CH3OCH2OCCH3O

六、2011年以色列科學(xué)家丹尼爾·舍特曼獲得該獎(jiǎng)項(xiàng)，其貢獻(xiàn)在于發(fā)現(xiàn)了準(zhǔn)晶體

例6 北京時(shí)間2011年10月5日晚間消息，以色列科學(xué)家丹尼爾·舍特曼獲得了2011年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).其貢獻(xiàn)在于發(fā)現(xiàn)了準(zhǔn)晶體.（按：準(zhǔn)晶有5重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸，即沿z軸旋轉(zhuǎn)72度和原來相同，但沒有一般晶體所具有的平移對(duì)稱性）.晶體和準(zhǔn)晶體的結(jié)構(gòu)一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)，許多科學(xué)家為此付出了艱辛的努力.（1）下列是鈉、碘、金剛石、干冰、氯化鈉晶體的晶胞圖（未按順序排序）.與冰的晶體類型相同的是（請(qǐng)用相應(yīng)的編號(hào)填寫）

.

（2）在冰晶體中，每個(gè)水分子與相鄰的4個(gè)水

圖2分子形成氫鍵（如圖2所示）， 已知冰的升華熱是51 kJ/mol，除氫鍵外，水分子間還存在范德華力（11 kJ/mol），則冰晶體中氫鍵的“鍵能”是

kJ/mol.

（3）將白色的無水CuSO4溶解于水中溶液呈藍(lán)色，是因?yàn)樯闪艘环N呈藍(lán)色的配離子，已知此配離子中含有4個(gè)H2O.請(qǐng)寫出生成此配離子的離子方程式：

解析 本題以2011年“諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)”為背景，考查晶體相關(guān)知識(shí)，起點(diǎn)高落點(diǎn)低，重點(diǎn)在于讀懂題目信息.（1）冰的晶體類型為分子晶體，與其晶體類型相同的是碘和干冰.（2）根據(jù)圖2所示可知1個(gè)H2O中含有2個(gè)氫鍵，所以冰晶體中氫鍵的“鍵能”是：（51 kJ/mol-11 kJ/mol）/2=20kJ/mol.（3）根據(jù)所給信息可知生成此配離子的離子方程式：Cu2++4H2O[Cu（H2O）4]2+.

答案：（1）BC （2）20 （3）Cu2++4H2O[Cu（H2O）4]2+.

七、2012年，兩位美國(guó)科學(xué)家羅伯特·萊夫科維茨和布萊恩·克比爾卡因“G蛋白偶聯(lián)受體研究”獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).

例7 下列關(guān)與蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的敘述，錯(cuò)誤的是（ ）.

A.不同蛋白質(zhì)含有的氨基酸數(shù)量不盡相同

B.有些結(jié)構(gòu)不同的蛋白質(zhì)具有相似的功能

C.組成蛋白質(zhì)的氨基酸可按不同的排列順序脫水縮合

D.組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間可按不同的方式脫水縮合

解析 組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間脫水縮合的方式是一樣的，都是一個(gè)氨基酸的氨基和一個(gè)氨基酸的羧基通過脫去一分子水成肽鍵.

八、2013年，馬丁·卡普拉斯、邁克爾·萊維特和阿里耶·瓦謝勒分享800萬瑞士克朗獎(jiǎng)金.20世紀(jì)70年代，這三位科學(xué)家結(jié)合經(jīng)典和量子物理學(xué)，設(shè)計(jì)出這種多尺度模型，將傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)搬到了網(wǎng)絡(luò)世界.

例8 2013年10月9日，瑞典皇家科學(xué)院宣布將2013年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予三名美國(guó)科學(xué)家，以表彰他們?cè)陂_發(fā)多尺度復(fù)雜化學(xué)系統(tǒng)模型方面所做的貢獻(xiàn).三名科學(xué)家分別為：馬丁·卡普拉斯、邁克爾·賴韋特和阿列·沃什爾.今年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獎(jiǎng)金共800萬瑞典克朗（約合120萬美元），將由三位獲獎(jiǎng)?wù)咂椒?皇家科學(xué)院說，3人使借助電腦描繪神秘的化學(xué)過程成為可能，深入了解化學(xué)過程，可以使催化劑發(fā)揮最大效用，他們的方法已被廣泛應(yīng)用.下列關(guān)于催化劑的說法正確的是（ ）.

A.催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

B.催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率不改變化學(xué)平衡

C.催化劑只改變化學(xué)平衡不改變化學(xué)反應(yīng)速率

D.催化劑不參加化學(xué)反應(yīng)

解析 加催化劑，可以加快反應(yīng)速率，但平衡不移動(dòng)；催化劑參加化學(xué)反應(yīng).答案：B

九、2014年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了美國(guó)科學(xué)家埃里克·貝齊格、威廉·莫納和德國(guó)科學(xué)家斯特凡·黑爾，以表彰他們?yōu)榘l(fā)展超分辨率熒光顯微鏡所作的貢獻(xiàn).

例9 2014年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了美國(guó)科學(xué)家埃里克·貝齊格、威廉·莫納和德國(guó)科學(xué)家斯特凡·黑爾，以表彰他們?yōu)榘l(fā)展超分辨率熒光顯微鏡所作的貢獻(xiàn).利用超分辨率熒光顯微鏡可以看到那些在帕金森癥、阿茨海默癥等疾病的萌發(fā)中起到關(guān)鍵作用的微小蛋白質(zhì)粒子，還能夠跟蹤胚胎分裂時(shí)單個(gè)蛋白質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)軌跡.蛋白質(zhì)水解可得到多肽，多肽進(jìn)一步水解，最終產(chǎn)物為氨基酸.今有一個(gè)多肽分子，其化學(xué)式為C55H70O19N10，將其完全水解后得到下列四種氨基酸：甘氨酸（C2H5O2N）、丙氨酸（C3H7O2N）、苯丙氨酸（C9H11O2N）和谷氨酸（C5H9O4N）.則一個(gè)該多肽分子完全水解后所得谷氨酸的分子數(shù)是（ ）.

A.1 B.2 C.3 D.4

解析 由N原子守恒可知一個(gè)多肽分子完全水解后得到四種氨基酸分子數(shù)共10個(gè)，故完全水解需要H2O共9個(gè)，所以10個(gè)四種氨基酸分子應(yīng)含有19+9=28個(gè)氧原子，由于甘氨酸（C2H5O2N）、丙氨酸（C3H7O2N）、苯丙氨酸（C9H11O2N）均含有2個(gè)氧原子，而谷氨酸（C2H5O2N）含有4個(gè)氧原子，故谷氨酸的分子數(shù)是4.答案：D.

十、2015年，托馬斯·林達(dá)爾、保羅·莫德里奇和阿齊茲·桑賈爾獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，以表彰他們?cè)贒NA修復(fù)的細(xì)胞機(jī)制方面的研究.

例10 2015年，托馬斯·林達(dá)爾、保羅·莫德里奇和阿齊茲·桑賈爾獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，以表彰他們?cè)贒NA修復(fù)的細(xì)胞機(jī)制方面的研究.DNA又稱脫氧核糖核酸，核糖是合成核酸的重要原料，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：CH2OHCHOHCHOHCHOHCHO

下列關(guān)于核糖的敘述中正確的是（ ）.

A.與葡萄糖互為同分異構(gòu)體

B.可以與銀氨溶液反應(yīng)形成銀鏡

C.可以與氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)

D.可以使紫色石蕊試液變紅

解析 葡萄糖為六碳醛糖，其分子式為C6H12O6，而核糖為五碳醛糖，其分子式為C5H10O5，二者不是同分異構(gòu)體，A錯(cuò)誤；核糖分子中含有醛基，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，B正確；核糖分子中沒有“酚羥基”的結(jié)構(gòu)，不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，C錯(cuò)誤；核糖分子中不含羧基，其中的羥基也不活潑，不能電離出H+，故不能使紫色石蕊試液變紅，D錯(cuò)誤.答案：B

（收稿日期：2015-10-13）