（1）根据相对分子质量及元素百分含量可计算出X中含C、H的原子个数：
C原子数= 64393.8%= 5
12H原子数 = 6436.2%= 4
1所以X的分子式为C5H4
（2）X分子中同时存在C－C、C＝C和C≡C三种键，所以X可能有如下两种结构：
或H2C＝C－CH－C≡CH，但后者有5种化学环境不
同的碳原子，
所以后者不符合题意。
【答案】
1．C5H4 2．如右图
注：只有一种可能结构；重键位置必须正确， 而键角和立体结构则不必要求。 【思考】
为什么X中的C＝C键比寻常的C＝C键短呢？
在三元环中，C＝C键中C原子采取sp2杂化，但三元环中键角必须为60°，此时杂化轨道不能沿着键轴方向最大重叠，碳环之间只得形成一个弯曲的键，使整个分子像拉紧的弓一样有张力。这个弯曲的键导致环内C－C、C＝C均弯短。
二、从题型看对能力的要求 1、关于化学方程式的书写与配平
（1）怎样书写无机化学方程式
这一题型通常是让你书写和配平方程式，但又不直接告诉你反应物、产物是什么，而是将它们隐含在给出的化学事实、实验现象、产物性质、氧化还原状态??中，从而考查参赛选手的信息综合、逻辑推理能力。下面通过具体事例谈一下这类题目的解题方法。
【例3】（1997年全国化学竞赛初赛试题）用黄铜矿炼铜按反应物和生成物可将总反应可以写成：
CuFeS2＋SiO2＋O2
Cu＋FeSiO3＋SO2
事实上冶炼反应是分步进行的。
①黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁；
②硫化亚铁在氧气作用下生成氧化亚铁，并与二氧化硅反应生成矿渣；
③硫化亚铜与氧气反应生成氧化亚铜； ④硫化亚铜与氧化亚铜反应生成铜。
1．写出上述各个分步反应（①，②，③，④）的化学方程式。 2．给出总反应方程式的系数。
3．据最新报道，有一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐。反应是在酸性溶液中发生的。试写出配平的化学方程式。
4．最近我国学者发现，以精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中和O2 (空气)反应, 生成物冷却后经溶解、除铁、结晶，得到CuSO425H2O，成本降低了许多。实验结果如下：
沸腾炉温度/℃ 生 水溶性成 Cu/% 物 酸溶性Cu/% 酸溶性Fe/% 回答如下问题：
560 580 600 620 640 660 90.191.293.592.389.984.22 4 0 8 6 3 92.093.697.097.898.198.10 0 8 2 6 9 8.56 6.72 3.46 2.78 2.37 2.28 （1）CuFeS2和O2主要反应的方程式为
（2）实际生产过程的沸腾炉温度为 600～620℃。控制反应温度的方法是
（3）温度高于600～620℃生成物中水溶性Cu（%）下降的原因是
【解题思路】
本题以黄铜矿的利用为背景，把三个独立的反应编在一起，要求学生对不同条件下的不同问题做出解答。
问题1 本题的第一部分比较简单，写四个分步反应的方程式的考核点只是把题面的表述转换成化学方程式，但题面并没有指出生成物中的硫的形态。根据中学化学知识，可以想见它是SO2，这应该不会写错。其中第四个反应就是所谓“冰铜”反应，比较特殊，但试题已经告诉大家反应产物的含铜物质应该只有一种，即金属铜，这就降低
了难度，可见应答时永远不应离开试题提供的知识背景。
问题2 配平总方程式的系数，比较费事，考查机敏。配平的方法很多，条条大路通罗马。比较简单的是不管黄铁矿里的铜、铁和硫应当是什么价态的，假设铁是＋2价的，铜也是＋2价的，硫是－2价的，这样，铁在反应后价态不变，就省事多了。这种假设不会出现错误，其原因是氧化还原的电子得失总数是一定的。
问题3 也是写方程式，根据给出的信息，不难首先得出这样的结论：反应得到的溶液由CuSO4和Fe2(SO4)3组成。因为有氧气参加反应，铜和铁均应成水溶液中的稳定高价，这应该不会弄错。这个反应的关键是产物里要添硫酸根，为此，题面对反应的条件作了说明：酸性溶液；但为避免暗示过多，没有说要加硫酸。
问题4 比前面的试题更推进一步，判断CuFeS2和O2反应的主要产物的信息是以表格中的数据的形式间接地呈现的。首先要判断出“水溶性铜”和“酸溶性铜”所暗示的物质。“水溶性铜”只能是CuSO4,“酸溶性铜”应该包括“水溶性铜”和铜的氧化物。然后再观察有关数据，发现560~600℃温度范围内，“水溶性铜”的含量均较大（高于80%），说明反应后铜主要以CuSO4的形态存在，这与题目中提示的最终得到CuSO4?5H2O的生产目的相吻合。从表中数据还可以得知，“水溶性铜”的含量在560~600℃温度范围内随温度的升高而增大，当温度高于600℃以后，其含量随温度的升高而减少；而“酸溶性铜” 的含量却随温度的升高一直保持增大，这说明：在600℃以上，一部分CuSO4发生了分解反应转化为铜的氧化物，且温度越高CuSO4的分解
率越大，这为解答本题第3小问做好了准备。值得注意的是，在560~600℃温度范围内，“酸溶性铁”的含量均低于10%（题目没有必要再列出“水溶性铁”的含量）这说明反应后的铁不是以硫酸盐为主要存在形态，而只可能以氧化物为主要存在形态，这与题目中提示的“溶解、除铁”的生产步骤相吻合。铁以那种价态的氧化物存在呢？类比中学课本中黄铁矿在沸腾炉中焙烧的反应产物，便可做出正确的选择。
【答案】
1．2CuFeS2＋O2＝Cu2S＋2FeS＋SO2
FeS＋O2＝FeO＋SO2 FeO＋SiO2＝FeSiO3 2Cu2S＋3O2＝2Cu2O＋2SO2 Cu2S＋2Cu2O＝6Cu＋SO2
2．2CuFeS2＋2SiO2＋5O2＝2Cu＋2FeSiO3＋4SO2
3．4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2＝4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O 4．（1）4CuFeS2＋17O2＝4CuSO4＋2Fe2O3＋8SO2
（2）控制加入CuFeS2的速度，因CuFeS2与O2反应放热。 （3）CuSO4＝CuO＋SO3
【思维误区】第4小题是解答本题主要难点。不少学生认为Fe2O3
属于碱性氧化物，易溶于酸中，对表中数据表明的“酸溶性铁”的含量很少的信息感到无所适从，只好模仿第3小题写成Fe2(SO4)3（“水溶性铁”）而导致错误。其实，氧化物的酸溶性随煅烧或烧结温度升高
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座 第20讲 赛前指导
