2021北京北师大实验中学高二(上)期中化学(教师版)
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这是一份2021北京北师大实验中学高二(上)期中化学(教师版),共19页。试卷主要包含了第二部分本部分共6题,共58分等内容,欢迎下载使用。
2021北京北师大实验中学高二(上)期中
化 学
一、第一部分本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1.(3分)下列物质中,属于弱电解质的是( )
A.H2O B.HCl C.NH4Cl D.KOH
2.(3分)下列盐溶液呈中性的是( )
A.FeCl3溶液 B.KNO3溶液 C.Na2CO3溶液 D.NaHSO4溶液
3.(3分)采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是( )
A.钠与水反应时,增加水的用量
B.铁和稀硫酸反应制取氢气时,改用浓硫酸
C.Na2SO4溶液和BaCl2溶液反应时,增大压强
D.大理石与稀盐酸反应制取CO2时,将块状大理石改为粉末状大理石
4.(3分)下列描述与盐类水解无关的是( )
A.使用泡沫灭火器时将内筒与外筒的Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液倒立混合
B.1mol•L﹣1的醋酸加水稀释,溶液的pH增大,导电能力减弱
C.氮肥NH4HCO3与钾肥K2CO3混施可能会降低肥效
D.用FeCl3晶体配制溶液时,先将其溶于较浓盐酸中
5.(3分)已知:(1)Zn(s)+O2(g)═ZnO(s)△H=﹣348.3kJ•mol﹣1,
(2)2Ag(s)+O2(g)═Ag2O(s)△H=﹣31.0kJ•mol﹣1,
则Zn(s)+Ag2O(s)═ZnO(s)+2Ag(s)的△H等于( )
A.﹣379.3kJ•mol﹣1 B.﹣317.3kJ•mol﹣1
C.﹣332.8kJ•mol﹣1 D.317.3kJ•mol﹣1
6.(3分)常温下,下列事实不能说明某一元酸HA是弱酸的是( )
A.0.1 mol•L﹣1 HA 溶液中pH=3
B.0.1 mol•L﹣1 NaA溶液pH>7
C.0.1 mol•L﹣1 HA溶液比0.1 mol•L﹣1 盐酸导电能力弱
D.10mL 0.1 mol•L﹣1 NaOH 溶液与10mL 0.1 mol•L﹣1 HA溶液恰好中和
7.(3分)下列用于解释事实的方程式书写不正确的是( )
A.水是一种极弱的电解质:H2O⇌H++OH﹣
B.用明矾[KAl(SO4)2•12H2O]作净水剂:Al3++3H2O⇌Al(OH)3(胶体)+3H+
C.向硫代硫酸钠溶液中加入稀硫酸:S2O32﹣+2H+═SO2↑+S↓+H2O
D.用饱和Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4:Ca2++CO32﹣═CaCO3↓
8.(3分)某同学以酚酞作指示剂,用0.1000mol•L﹣1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的盐酸,滴定曲线如图。下列说法正确的是( )
A.需用盐酸润洗锥形瓶
B.水电离出的氢离子浓度:a>b
C.滴定结束后俯视读数会导致测得盐酸的浓度偏低
D.滴定终点时,溶液由浅红色变为无色
9.(3分)在合成氨工业中,要使氨的产率增大,同时又能提高化学反应速率,可采取的措施有( )
①增大容器体积使压强减小;②减小容器体积使压强增大;③升高温度;④降低温度;⑤恒温恒容,再充入等量的N2和H2;⑥恒温恒压,再充入等量的N2和H2;⑦及时分离产生的NH3;⑧使用催化剂。
A.②④⑤⑥⑦ B.②③④⑤⑦⑧ C.②⑤ D.①②③⑤⑧
10.(3分)我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,主要过程如图所示。
已知:
下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅱ放出能量
B.若分解2molH2O(g),估算出反应吸收482kJ能量
C.催化剂能降低反应的活化能,增大反应物分子中活化分子的百分数
D.该反应中的能量转化形式与电解水反应相同
11.(3分)根据下列实验所得结论正确的是( )
选项
A
B
装置
现象
①中产生大量气泡
②中无明显现象
试管中溶液出现浑浊
结论
MnO2是H2O2分解的催化剂
酸性:碳酸>硅酸
选项
C
D
装置
H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)
达到平衡状态
现象
①中固体溶解
②中固体不溶解
压缩体积,气体颜色加深
结论
ZnS的溶解度大于CuS
增大压强,上述平衡逆向移动
A.A B.B C.C D.D
12.(3分)25℃时,已知HClO和H2CO3电离平衡常数:
HClO
K=4.0×10﹣8
H2CO3
Ka1=4.5×10﹣7
Ka2=4.7×10﹣11
根据提供的数据判断,下列离子方程式或化学方程式不正确的是( )
A.向NaClO溶液中通入过量CO2:CO2+NaClO+H2O═NaHCO3+HClO
B.向NaClO溶液中通入少量CO2:CO2+2NaClO+H2O═Na2CO3+2HClO
C.向Na2CO3溶液中滴加过量氯水:CO32﹣+2Cl2+H2O═2Cl﹣+2HClO+CO2↑
D.向NaHCO3溶液中滴加过量氯水:HCO3﹣+Cl2═Cl﹣+HClO+CO2↑
13.(3分)五氯化磷(PCl5)是有机合成中重要的氯化剂,可由如下反应制得:PCl3(g)+Cl2(g)═PCl5(g)ΔH=﹣93.0kJ•mol﹣1其中PCl3(g)和PCl5(g)均为无色。某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molPCl3和1.0molCl2,一段时间后反应达平衡状态。实验数据如表所示:
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl5)/mol
0
0.24
0.36
0.40
0.40
下列说法正确的是( )
A.升高温度,平衡向正反应方向移动
B.若压缩容器增大压强,达新平衡后混合气体颜色比原平衡时浅
C.该温度下,反应的化学平衡常数的数值为
D.0~150 s内的v(PCl3)=2.4×10﹣3mol/(L•s)
14.(3分)已知:Ag++SCN﹣═AgSCN↓(白色),某同学探究AgSCN的溶解平衡及转化,进行如图实验。
下列说法中,不正确的是( )
A.①中现象能说明Ag+与SCN﹣生成的白色浊液中存在沉淀溶解平衡
B.②中现象产生的原因是发生了反应:Fe(SCN)3+3Ag+═3AgSCN↓+Fe3+
C.③中产生黄色沉淀的现象能证明AgI的溶解度比AgSCN的溶解度小
D.④中黄色沉淀溶解的原因可能是AgI与KI溶液中的I﹣进一步发生了反应
二、第二部分本部分共6题,共58分。
15.(6分)在2 L的密闭容器中,SO2和O2在催化剂500℃的条件下发生反应。SO2和SO3的物质的量随时间变化的关系曲线如图所示。
回答下列问题。
(1)该反应的化学方程式是 。
(2)在前2 min内,以SO2的浓度变化表示的速率是 mol/(L•min)。
(3)反应达到平衡状态的依据是 。
a.单位时间内消耗1mol SO2,同时生成1 mol SO3
b.SO2的浓度与SO3浓度均不再变化
c.SO2的浓度与SO3浓度相等
16.(8分)常温下,某同学将盐酸与氨水等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如表.
实验编号
氨水浓度/mol•L﹣1
盐酸浓度/mol•L﹣1
混合溶液pH
①
0.1
0.1
pH=5
②
c
0.2
pH=7
③
0.2
0.1
pH>7
请回答:
(1)①中所得混合溶液,由水电离出的c(H+)= mol•L﹣1.
(2)②中,c 0.2(填“>”“<”或“=”).
(3)③中所得混合溶液,各离子浓度由大到小的顺序是 .
(4)①、③所用氨水中的:① ③(填“>”“<”或“=”).
17.(11分)实验中学高二化学某班学生甲、乙小组,分别用实验探究溶液中Fe2+、Fe3+的化学性质回答下列问题:
(1)将硫酸亚铁溶液滴入硫酸酸化的KMnO4溶液中,振荡混合后,溶液中含有MnSO4、Fe2(SO4)3等。以下请用离子方程式回答:
①25℃时硫酸亚铁溶液pH<7的原因: 。
②请写出硫酸亚铁溶液与硫酸酸化的KMnO4溶液反应的原理: 。
(2)甲组同学取10mL0.1mol•L﹣1KI溶液,加入6mL0.1mol•L﹣1FeCl3溶液混合。
充分反应后,分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红实验。
②检验的离子是 (填离子符号);
实验①和③说明:在I﹣过量的情况下,溶液中仍含有 (填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为 (填可逆反应或不可逆反应)。
(3)乙组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴硫酸酸化的硫酸亚铁溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为: 。一段时间后,溶液中有气泡出现,试管微热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是 。
18.(11分)CO2捕获技术用于去除气流中的CO2或者分离出CO2作为气体产物,其中CO2催化合成甲醇是一种很有前景的方法。如图所示为该反应在无催化剂及有正催化剂时的能量变化(该反应为可逆反应)。
(1)温度为523K时,测得上述反应中生成8.0gCH3OH(g)放出的热量为12.3kJ。反应的热化学方程式为 。[M(CH3OH)=32g/mol]
(2)从图可知,有催化剂存在的是过程 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(3)一定温度下(各物质均为气态),向体积为2L的恒容密闭容器中充入6molCO2和12molH2,加入合适催化剂进行反应。某时刻测得c(CH3OH)=1mol/L,此时反应 (填“正向移动”、“逆向移动”或“达到平衡)。已知该温度下反应的化学平衡常数值为。
(4)关于CO2催化合成甲醇的反应,下列说法中合理的是 (填字母序号)。
a.该反应原子转化率为100%
b.该反应可用于CO2的转化,有助于缓解温室效应
c.使用催化剂可以降低该反应的ΔH,从而使反应放出更多热量
d.降温分离液态甲醇和水,将剩余气体重新通入反应器,可提高CO2与H2的利用率
(5)制备过程中存在副反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H=+41.2kJ/mol将混合气按进料比n(CO2):n(H2)=1:3通入反应装置,选择合适催化剂发生反应。不同温度和压强下,CH3OH平衡产率和CO2平衡转化率分别如图1、图2。
①图1中,压强p1 p2(填“>”“=”或“<”),推断的依据是 。
②图2中,压强为p2,温度高于503 K后,CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是 。
19.(12分)可乐中的食品添加剂有白砂糖、二氧化碳、焦糖色、磷酸、咖啡因等。可乐的辛辣味与磷酸(化学式为H3PO4,沸点高难挥发)有一定关系。
(1)室温下,测得0.1mol⋅L﹣1H3PO4溶液的pH=1.5,用电离方程式解释原因: 。
(2)羟基磷灰石[Ca5(PO4)3OH]是牙釉质的主要成分,在唾液中存在平衡:Ca5(PO4)3OH(s)⇌5Ca2+(aq)+3PO43﹣(aq)+OH﹣(aq)。长期过量饮用可乐会破坏牙釉质,造成龋齿。结合平衡移动原理解释原因: 。
(3)常温下,向磷酸溶液中滴加NaOH溶液,含磷微粒的分布比例与pH的关系如图所示。
①NaH2PO4溶液显酸性。下列有关分析正确的是 。
a.溶液中c(OH﹣)>c(H+)
b.H2PO4﹣的电离程度大于其水解程度
c.c(Na+)+c(H+)═c(H2PO4﹣)+2c(HPO42﹣)+3c(PO43﹣)+c(OH﹣)
d.溶液中水的电离程度比纯水大
②当溶液的pH由4到10时,所发生反应的离子方程式是: 。
(4)小组同学在实验室测定某可乐中磷酸的含量(不考虑白砂糖、咖啡因的影响)。
i.将可乐样品注入圆底烧瓶,加入活性炭,吸附色素。
ii.将可乐回流加热10 min,冷却至室温,过滤。
iii.取50.00mL滤液,用百里香酚酞作指示剂,用0.100mol•L﹣1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液5.00mL。
①加热的目的是 。
②该可乐样品中磷酸的含量为 g/L。[M(H3PO4)=98 g/mol]
20.(10分)含有K2Cr2O7的废水具有较强的毒性,工业上常用钡盐沉淀法处理含有K2Cr2O7的废水并回收重铬酸。处理废水的具体流程如图:
已知:CaCr2O7、BaCr2O7易溶于水,其它几种盐在常温下的溶度积如表所示
物质
CaSO4
CaCrO4
BaCrO4
BaSO4
溶度积
9.1×10﹣6
2.30×10﹣2
1.17×10﹣10
1.08×10﹣10
(1)K2Cr2O7溶液中同时存在K2CrO4:Cr2O72﹣+H2O⇌2CrO42﹣+2H+,向含K2Cr2O7的废水中加入Ca(OH)2,该平衡向 方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。
(2)向滤液1中加入BaCl2⋅2H2O的目的是使CrO42﹣从溶液中沉淀出来。结合表中数据,说明选用Ba2+而不选用Ca2+处理废水的理由: 。
(3)研究温度对CrO42﹣沉淀效率的影响实验结果如下:在相同的时间间隔内,不同温度下CrO42﹣的沉淀率如图1所示。
已知:BaCrO4(s)⇌Ba2+(aq)+CrO42﹣(aq)ΔH>0CrO42﹣的沉淀效率随温度变化的原因是 。
(4)向固体2中加入硫酸,回收重铬酸。硫酸浓度对重铬酸的回收率如图2所示。结合化学平衡移动原理,解释使用0.450mol•L﹣1的硫酸时,重铬酸的回收率明显高于使用0.225mol⋅L﹣1的硫酸的原因: 。
(5)综上所述,沉淀BaCrO4并进一步回收重铬酸的效果与 有关。
参考答案
一、第一部分本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1.【分析】水溶液中能完全电离的电解质为强电解质,只能部分电离的电解质为弱电解质,据此判断。
【解答】解:A.水部分电离出氢离子和氢氧根离子,属于弱电解质,故A选;
B.氯化氢在水溶液中能完全电离,属于强电解质,故B不选;
C.氯化铵在水溶液中能完全电离,属于强电解质,故C不选;
D.氢氧化钾在水溶液中能完全电离,属于强电解质,故D不选;
故选:A。
【点评】本题考查了物质的分类,熟悉强、弱电解质概念即可解答,题目简单。
2.【分析】盐中弱离子在水溶液里水解,导致溶液中氢离子和氢氧根离子浓度大小不等,从而使溶液呈现酸碱性,根据“谁强谁显性、谁弱谁水解、强强显中性、两弱不一定”来分析解答。
【解答】解;A.氯化铁为强酸弱碱盐,FeCl3溶液中铁离子水解,溶液显酸性,故A错误;
B.KNO3溶液中KNO3是强酸强碱盐,不水解,溶液呈中性,故B正确;
C.碳酸钠为强碱弱酸盐,Na2CO3溶液中碳酸根离子水解,溶液显碱性,故C错误;
D.NaHSO4溶液中完全电离,生成钠离子、氢离子和磷酸根离子,溶液显酸性,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了盐溶液的酸碱性判断,根据盐的类型结合“谁强谁显性、谁弱谁水解、强强显中性、两弱不一定”来分析解答,题目难度不大。
3.【分析】常见增大化学反应速率的措施有:增大浓度、压强,升高温度,使用催化剂等,增大单位体积的活化分子数目或增大活化分子百分数,从而增大反应速率,注意催化剂有正负之分,负催化剂降低反应速率,以此解答该题。
【解答】解:A.水为纯液体,所以Na与水反应时增大水的用量不影响反应速率,故A错误;
B.浓硫酸和Fe发生钝化现象,且不生成氢气,生成二氧化硫,故B错误;
C.Na2SO4溶液和BaCl2溶液反应在溶液中进行,则增大压强,反应速率不变,故C错误;
D.将块状大理石改为粉末状大理石,增大了反应物的接触面积,反应速率加快,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查化学反应速率影响因素,为高频考点,明确外界条件对化学反应速率影响原理是解本题关键,注意各个条件的适用范围和适用条件,易错选项是B。
4.【分析】A.Al3+和HCO3﹣发生互促完全的双水解;
B.醋酸溶液加水稀释后电离平衡被促进,电离出的离子的物质的量增多,但溶液体积也增大,据此分析离子浓度;
C.氮肥NH4HCO3与钾肥K2CO3混施后,NH4+和CO32﹣会双水解;
D.氯化铁溶液可发生水解,加盐酸抑制水解。
【解答】解;A.Al3+和HCO3﹣发生互促完全的双水解,所以发生的反应为:Al3++3HCO3﹣=Al(OH)3↓+3CO2↑,与水解有关,故A错误;
B.醋酸溶液加水稀释后电离平衡被促进,电离出的离子的物质的量增多,但溶液体积也增大,离子浓度减小,故溶液的pH增大、导电能力减弱,和盐类的水解无关,和弱电解质的电离有关,故B正确;
C.氮肥NH4HCO3与钾肥K2CO3混施后,NH4+和CO32﹣会双水解生成氨气,导致肥效降低,和盐类的水解有关,故C错误;
D.氯化铁溶液可发生水解,配制FeCl3溶液时,加浓盐酸抑制水解,然后再用水稀释到所需的浓度,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了盐类水解的应用,应注意的是含弱离子的盐才能水解,弱酸、弱碱中存在的是电离平衡,题目难度不大。
5.【分析】根据已知的热化学反应方程式和目标反应,利用盖斯定律来计算目标反应的反应热,以此来解答.
【解答】解:由(1)Zn(s)+O2(g)═ZnO(s),△H=﹣348.3kJ•mol﹣1,
(2)2Ag(s)+O2(g)═Ag2O(s),△H=﹣31.0kJ•mol﹣1,
根据盖斯定律可知,
(1)﹣(2)可得Zn(s)+Ag2O(s)═ZnO(s)+2Ag(s),
则△H=(﹣348.3kJ•mol﹣1)﹣(﹣31.0kJ•mol﹣1)=﹣317.3kJ•mol﹣1,
故选:B。
【点评】本题考查学生利用盖斯定律计算反应的反应热,明确已知反应和目标反应的关系是解答本题的关键,难度不大.
6.【分析】要证明HA是弱酸,只要证明HA部分电离即可,据此分析解答。
【解答】解:A.0.1mol/L的HA溶液的pH=3,说明该溶液中c(H+)=10﹣3mol/L<c(HA),则HA部分电离,为弱电解质,故A不选;
B.0.1mol/LNaA溶液的pH>7,溶液呈碱性,说明NaA是强碱弱酸盐,则HA为弱酸,故B不选;
C.溶液导电性强弱与离子浓度有关,离子浓度越大,导电性越强,相同浓度的HA、HCl导电性:HA<HCl,溶液中离子浓度HA<HCl,HCl是强电解质完全电离,所以HA部分电离,为弱电解质,故C不选;
D.NaOH是一元碱,10mL 0.1mol/LNaOH 溶液与10mL 0.1 mol•L﹣1 HA溶液恰好中和,二者的物质的量相等,由此说明HA是一元酸,但是不能说明HA部分电离,所以不能证明HA是弱酸,故D选;
故选:D。
【点评】本题考查强弱电解质判断,侧重考查基本概念,明确强弱电解质根本区别是解本题关键,注意:强弱电解质与其电离程度有关,与电解质溶解性无关,题目难度不大。
7.【分析】A.水为弱电解质,能够部分电离出氢离子和氢氧根离子;
B.铝离子部分水解生成氢氧化铝胶体和氢离子;
C.硫代硫酸根离子与氢离子反应生成二氧化硫、硫和水;
D.硫酸钙不能拆开,且该反应为可逆反应。
【解答】解:A.水是一种极弱的电解质,其电离方程式为:H2O⇌H++OH﹣,故A正确;
B.铝离子存在水解反应:Al3++3H2O⇌Al(OH)3(胶体)+3H+,生成的氢氧化铝胶体具有较强吸附性,所以可用明矾[KAl(SO4)2•12H2O]作净水剂,故B正确;
C.向硫代硫酸钠溶液中加入稀硫酸,离子方程式为:S2O32﹣+2H+═SO2↑+S↓+H2O,故C正确;
D.用饱和Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4,正确的离子方程式为:CaSO4+CO32﹣⇌CaCO3+SO42﹣,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查离子方程式的书写判断,为高频考点,把握物质性质、反应实质为解答关键,注意掌握离子方程式的书写原则,试题侧重考查学生的分析能力及规范答题能力,题目难度不大。
8.【分析】用酸式滴定管量取20.00 mL盐酸注入锥形瓶中,并滴加酚酞指示剂,滴定管使用前需要润洗,锥形瓶不需要润洗,再用碱式滴定管中的0.1000mol•L﹣1的NaOH溶液滴定锥形瓶中的盐酸,反应原理是:HCl+NaOH═NaCl+H2O,滴定过程中,溶液pH逐渐增大,水的电离程度逐渐增大,恰好完全反应时,溶液pH=7,酚酞试剂遇碱变红,则滴定终点时,溶液由无色变为浅红色,测定的盐酸浓度为c(HCl)=。
【解答】解:A.在中和滴定实验中,锥形瓶不需要润洗,否则消耗的NaOH溶液体积偏大,测得的盐酸浓度偏大,故A错误;
B.HCl对水的电离有抑制作用,用0.1000mol•L﹣1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的盐酸,恰好完全反应时,溶液中的溶质只有NaCl,此时溶液pH=7,在恰好完全反应前,随着NaOH溶液的加入,HCl的浓度减小,水的电离程度增大,水电离出的氢离子浓度增大,则a<b,故B错误;
C.滴定结束后俯视读数偏小,则测得的NaOH溶液体积偏小,导致测得盐酸的浓度偏低,故C正确;
D.以酚酞作指示剂,用0.1000mol•L﹣1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的盐酸,恰好完全反应时,溶液pH=7,则滴定终点时,溶液由无色变为浅红色,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查中和滴定实验,题目难度不大,关键是掌握中和滴定实验的原理和水的电离平衡,注意滴定管的刻度是上小下大。
9.【分析】合成氨为气体体积减小、放热的反应,要使氨的产率增大,同时又能提高化学反应速率,可增大压强、增大反应物的浓度使平衡正向移动,以此来解答。
【解答】解:①增大容器体积使压强减小,平衡逆向移动,反应反应减小、氨的产率减小,故不选;
②减小容器体积使压强增大,平衡正向移动,反应速率增大、氨的产率增大,故选;
③升高温度,平衡逆向移动,氨的产率减小,故不选;
④降低温度,反应速率减小,故不选;
⑤恒温恒容,再充入等量的N2和H2,反应物浓度增大,衡正向移动,反应速率增大、氨的产率增大,故选;
⑥恒温恒压,再充入等量的N2和H2,浓度不变,平衡不移动,故不选;
⑦及时分离产生的NH3,反应速率减小,故不选;
⑧使用催化剂,平衡不移动,氨的产率不变,故不选;
故选:C。
【点评】本题考查化学平衡,为高频考点,把握温度、压强、浓度对反应速率及平衡的影响为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意⑥为解答的难点,题目难度不大。
10.【分析】A.形成化学键放热;
B.焓变△H=反应物的总键能﹣生成物的总键能;
C.催化剂能降低反应活化能,可使反应体系中活化分子数增加;
D.该反应为光能转化为化学能。
【解答】解:A.过程II中生成氢气、过氧化氢,形成化学键,则过程Ⅱ放出能量,故A正确;
B.分解水的反应为2H2O(g)=2H2(g)+O2(g),焓变△H=反应物的总键能﹣生成物的总键能=463kJ/mol×4﹣(436kJmol×2+498kJ/mol)=+482kJ/mol,即2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H=+482kJ/mol,所以分解2molH2O(g)吸收482kJ能量,故B正确;
C.催化剂能降低反应的活化能,可使反应体系中活化分子数增加,分子总数不变,则反应物分子中活化分子的百分数增大,故C正确;
D.该反应为光能转化为化学能,电解水为电能转化为化学能,形式不同,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查反应热与焓变,为高频考点,把握反应中能量变化、焓变与键能的计算关系、催化剂的作用为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大。
11.【分析】A.浓度、催化剂均不同;
B.挥发的盐酸与硅酸钠反应;
C.ZnS与稀硫酸反应,CuS不能,可知CuS更难溶;
D.H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)为反应前后气体总物质的量不变的反应,压缩体积,增大压强,平衡不移动。
【解答】解:A.浓度、催化剂均不同,两个变量,不能证明MnO2是H2O2分解的催化剂,故A错误;
B.挥发的盐酸与硅酸钠反应,由实验不能比较碳酸、硅酸的酸性强弱,故B错误;
C.ZnS与稀硫酸反应,CuS不能,可知CuS更难溶,则ZnS的溶解度大于CuS,故C正确;
D.H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)为反应前后气体总物质的量不变的反应,压缩体积,增大压强,平衡不移动,浓度增大、颜色加深,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、化学平衡及反应速率、难溶电解质、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析。
12.【分析】酸的电离平衡常数越大,酸的酸性越强,K(H2CO3)>K(HClO)>K(HCO3﹣),则酸性:H2CO3>HClO>HCO3﹣,盐酸是强酸,其酸性更强,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸。
【解答】解:根据以上分析知,酸性:HCl>H2CO3>HClO>HCO3﹣,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸;
A.酸性:H2CO3>HClO>HCO3﹣,所以向NaClO溶液中通入过量CO2,生成NaHCO3和HClO,反应方程式为CO2+NaClO+H2O═NaHCO3+HClO,故A正确;
B.酸性:H2CO3>HClO>HCO3﹣,所以向NaClO溶液中通入少量CO2,生成NaHCO3和HClO,反应方程式为CO2+NaClO+H2O═NaHCO3+HClO,故B错误;
C.氯水中有Cl2+H2O⇌HCl+HClO,酸性:HCl>H2CO3>HClO>HCO3﹣,HCl可以和CO32﹣反应,使得平衡不断向右移动,最终生成HClO、CO2、Cl﹣,离子反应方程式为CO32﹣+2Cl2+H2O═2Cl﹣+2HClO+CO2↑,故C正确;
D.氯水中有Cl2+H2O⇌HCl+HClO,HCl可以和HCO3﹣反应,使得平衡不断向右移动,最终生成HClO、CO2、Cl﹣,离子方程式为HCO3﹣+Cl2═Cl﹣+HClO+CO2↑,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查弱电解质的电离、离子方程式的书写,题目难度中等,试题侧重考查酸性强弱对生成物的影响,明确电离常数与酸性强弱的关系为解答关键。
13.【分析】A.升温,平衡向吸热反应方向移动;
B.容器内气体颜色,取决于有色气体的浓度;
C.由反应物的起始加入量和生成物平衡量求算平衡时各组分浓度,进而求算平衡常数;
D.由公式v=计算反应速率。
【解答】解:A.反应正向放热,升温,平衡逆向移动,故A错误;
B.反应正向气体分子数减小,增大压强,平衡正向移动,氯气的物质的量减小,但容器体积减小程度更大,氯气浓度变大,达新平衡后混合气体颜色比原平衡时深,故B错误;
C.容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molPCl3和1.0molCl2,平衡时五氯化磷的物质的量为0.4mol,三氯化磷的物质的量为2mol﹣0.4mol=1.6mol,氯气的物质的量为1mol﹣0.4mol=0.6mol,反应的化学平衡常数K===,故C正确;
D.0~150 s内的v(PCl3)==1.2﹣3mol/(L•s)故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查化学平衡和反应速率,题目难度中等,掌握外界条件改变对平衡的影响是解题的关键,难点是平衡常数的计算。
14.【分析】A.①产生浅红色溶液,说明溶液中存在SCN﹣;
B.②中红色褪去、产生白色沉淀,说明Ag+与Fe(SCN)3反应生成了AgSCN;
C.①→②的过程中加入了过量AgNO3,生成的AgI不能说明是由AgSCN转化而来;
D.④中黄色沉淀为AgI,AgI溶解得到无色溶液,则AgI进一步发生了其他反应。
【解答】解:A.①中产生浅红色溶液,说明溶液中存在SCN﹣,SCN﹣来源于AgSCN的溶解平衡,故A正确;
B.②中现象为红色褪去,产生白色沉淀,说明加入AgNO3溶液与Fe(SCN)3反应生成了AgSCN沉淀,发生的反应为Fe(SCN)3+3Ag+═3AgSCN↓+Fe3+,故B正确;
C.③中产生的黄色沉淀为AgI,但①→②的过程中加入了过量AgNO3,I﹣能与Ag+直接反应生成AgI,不能说明是由AgSCN转化而来,即不能说明AgI的溶解度比AgSCN的溶解度小,故C错误;
D.④中现象为白色沉淀先转化为黄色沉淀,随后溶解得到无色溶液,产生黄色沉淀是AgSCN转化为AgI,沉淀溶解得到无色溶液,可能是AgI溶解生成的Ag+与I﹣进一步发生配位反应所致,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查了难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化,为高频考点,侧重分析能力、实验能力和运用能力的考查,把握难溶电解质的溶解平衡、难溶物间转化规律是解题关键,注意实验过程中的严密性评价,题目难度不大。
二、第二部分本部分共6题,共58分。
15.【分析】(1)SO2和O2在催化剂500℃的条件下发生反应生成三氧化硫;
(2)在前2 min内,SO2的浓度变化10mol﹣5mol=5mol,反应速率v(SO2)=;
(3)化学平衡标志是正逆反应速率相同,各组分含量保持不变,各组分的浓度不随着时间的改变而改变,据此分析选项。
【解答】解:(1)SO2和O2在催化剂500℃的条件下发生反应生成三氧化硫,反应的化学方程式为:2SO2+O22SO3,
故答案为:2SO2+O22SO3;
(2)在前2 min内,SO2的浓度变化10mol﹣5mol=5mol,反应速率v(SO2)===1.25mol/(L•min),
故答案为:1.25;
(3)a.单位时间内消耗1mol SO2,同时生成1 mol SO3,只能说明平衡正向进行,不能说明反应达到平衡状态,故a错误;
b.SO2的浓度与SO3浓度均不再变化是平衡标志,故b正确;
c.SO2的浓度与SO3浓度相等和起始量和变化量有关,SO2的浓度与SO3浓度相等不能说明反应达到平衡状态,故c错误;
故答案为:b。
【点评】本题考查了化学反应速率的计算、平衡标志的理解应用,掌握基础是解题关键,题目难度不大。
16.【分析】(1)①等体积等浓度混合所得溶液为氯化铵溶液,铵根离子水解显酸性;
(2)若c=0.2,等体积等浓度混合生成氯化铵,显酸性,为保证显碱性,应使碱过量;
(3)③中所得混合溶液中含等量的氯化铵、氨水的混合物,pH>7,一水合氨的电离大于铵根离子水解;
(4)①、③比较,①中浓度小,电离程度大.
【解答】解:(1)①等体积等浓度混合所得溶液为氯化铵溶液,铵根离子水解显酸性,由氯化铵溶液的pH=5可知由水电离出的c(H+)=10﹣5 mol•L﹣1,
故答案为:10﹣5;
(2)若c=0.2,等体积等浓度混合生成氯化铵,显酸性,为保证显碱性,应使碱过量,则②中,c>0.2,
故答案为:>;
(3)③中所得混合溶液中含等量的氯化铵、氨水的混合物,pH>7,一水合氨的电离大于铵根离子水解,则各离子浓度由大到小的顺序是c(NH4+)>c(Cl﹣)>c(OH﹣)>c(H+),
故答案为:c(NH4+)>c(Cl﹣)>c(OH﹣)>c(H+);
(4)①、③比较,①中浓度小,电离程度大,则①、③所用氨水中的:①>③,
故答案为:>.
【点评】本题考查酸碱混合的定性判断,为高频考点,把握酸碱混合后溶质、盐类水解、弱电解质的电离为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意(4)为解答的难点,题目难度中等.
17.【分析】(1)①25℃时硫酸亚铁溶液pH<7的原因:亚铁离子水解;
②硫酸亚铁溶液与酸性高锰酸钾溶液,发生氧化还原反应生成硫酸铁、硫酸锰、水;
(2)①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层呈紫色,证明碘单质的存在;
②试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,可以证明亚铁离子的存在,
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红,可以证明铁离子的存在,铁离子具有氧化性,碘离子具有还原性,二者之间发生反应:2Fe3++2I﹣⇌2Fe2++I2,根据平衡移动原理进行回答即可;
(3)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的硫酸亚铁溶液,溶液变成棕黄色,说明过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,铁离子对过氧化氢分解起到催化剂作用,过氧化氢分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动。
【解答】解:(1)①25℃时硫酸亚铁溶液pH<7的原因:亚铁离子水解,离子方程式为:Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+,
故答案为:Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+;
②硫酸亚铁溶与酸性高锰酸钾溶液的离子反应为:5Fe2++MnO4﹣+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O,
故答案为:5Fe2++MnO4﹣+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O;
(2)①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层呈紫色,证明碘单质的存在;
②试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,可以证明亚铁离子的存在,
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红,可以证明铁离子的存在,铁离子具有氧化性,碘离子具有还原性,二者之间发生反应:2Fe3++2I﹣⇌2Fe2++I2,
实验②检验的离子是Fe2+;实验①和③说明:在I﹣过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,由此可以证明该氧化还原反应为2Fe3++2I﹣⇌2Fe2++I2,属于可逆反应,
故答案为:Fe2+;Fe3+;可逆反应;
(3)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的硫酸亚铁溶液,溶液变成棕黄色,说明过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,铁离子对过氧化氢分解起到催化剂作用,产生气泡的原因是铁离子做过氧化氢分解催化剂分解生成氧气,氯化铁溶液中存在水解平衡,Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,水解反应为吸热反应,过氧化氢分解放出热量,促进Fe3+的水解平衡正向移动,
故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;Fe3+催化过氧化氢分解生成氧气。
【点评】本题考查物质的性质实验,为高频考点,把握物质的性质、氧化还原反应为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识与实验的结合,题目难度中等。
18.【分析】(1)由实际反应放出热量求算反应热;
(2)催化剂能降低反应所需的活化能,加快反应速率;
(3)由Qc和K的大小关系判断反应方向;
(4)a.原子利用率100%,反应物应全部转化为目标产物;
b.二氧化碳转化为甲醇,可减少大气中二氧化碳含量;
c.催化剂不能改变反应焓变;
d.减小生成物浓度,平衡正向移动,将反应物循环使用,可提高原料利用率;
(5)①加压,平衡向气体分子数减小的方向移动;
②由温度变化对主副反应的影响判断CO2平衡转化率变化原因。
【解答】解:(1)反应中生成8.0gCH3OH(g)放出的热量为12.3kJ,则CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣×12.3kJ/mol=﹣49.2kJ/mol,
故答案为:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣49.2kJ/mol;
(2)由图可知,过程Ⅱ中反应活化能降低,反应速率加快,有催化剂存在,
故答案为:Ⅱ;
(3)某时刻测得c(CH3OH)=1mol/L,此时c(H2O)=1mol/L,c(CO2)=﹣1mol/L=2mol/L,c(H2O)=﹣3mol/L=3mol/L,Qc===<K,故反应正向移动,
故答案为:正向移动;
(4)a.反应除甲醇外,还有水生成,故原子利用率小于100%,故a错误;
b.反应中二氧化碳转化为甲醇,可减小大气中二氧化碳含量,有助于缓解温室效应,故b正确;
c.催化剂可以降低反应所需的活化能,但不能改变反应的焓变,故c错误;
d.降温分离液态甲醇和水,平衡正向移动,可提高CO2与H2的转化率,将剩余气体重新通入反应器,可提高CO2与H2的利用率,故d正确;
故答案为:bd;
(5)①该反应正向为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,有利于甲醇的生成,由图1可知,同温时P1的甲醇平衡产率大于P2的甲醇平衡产率,因此P1大于P2,
故答案为:>;该反应正向为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,有利于甲醇的生成,图1中,同温时P1的甲醇平衡产率大于P2的甲醇平衡产率,因此P1大于P2;
②图2中,压强为p2,温度高于503 K后,CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是CO2平衡转化率为主反应和副反应的CO2平衡转化率之和,副反应为吸热反应,温度升高CO2平衡转化率升高,主反应为放热反应,温度升高,CO2平衡转化率降低,温度高于503 K后,CO2平衡转化率主要取决于副反应,
故答案为:CO2平衡转化率为主反应和副反应的CO2平衡转化率之和,副反应为吸热反应,温度升高CO2平衡转化率升高,主反应为放热反应,温度升高,CO2平衡转化率降低,温度高于503 K后,CO2平衡转化率主要取决于副反应。
【点评】本题考查热化学方程式书写和化学平衡,题目难度中等,掌握外界条件改变对平衡的影响是解题的关键,注意利用平衡常数判断反应方向的方法。
19.【分析】0.1 mol/L H3PO4溶液的pH=1.5,说明溶液中c(H+)<c(H3PO4),说明磷酸部分电离,据此分析解答;酸性物质能中和OH﹣,c(OH﹣)减小,促进Ca5(PO4)3OH(s)⇌5Ca2+(aq)+3PO43﹣(aq)+OH﹣(aq)平衡正向移动,据此分析解答;NaH2PO4溶液显酸性,说明H2PO4﹣的电离程度大于其水解程度,据此分析判断;由图象知,pH=4时的主要微粒为H2PO4﹣,pH=10时的主要生成物为HPO42﹣,据此分析书写溶液的pH由4到10时发生反应的离子方程式;气体的溶解度随温度升高而减小,反应终点生成Na2HPO4,存在关系式2NaOH~H3PO4~Na2HPO4,据此分析计算。
(1)室温下,测得0.1 mol/L H3PO4溶液的pH=1.5,溶液中c(H+)<c(H3PO4),说明磷酸部分电离;
(2)可乐中的酸性物质能中和OH﹣,c(OH﹣)减小,促进Ca5(PO4)3OH(s)⇌5Ca2+(aq)+3 PO43﹣ (aq)+OH﹣(aq)平衡正向移动;
(3)①a.NaH2PO4溶液显酸性,溶液中c(OH﹣)<c(H+);
b.NaH2PO4溶液显酸性,说明H2PO4﹣的电离程度大于其水解程度;
c.根据电荷守恒,阳离子所带正电荷等于阴离子所带负电荷;
d.NaH2PO4溶液显酸性,说明H2PO4﹣的电离程度大于其水解程度,抑制了水的电离;
②由图象知,pH=4时的主要微粒为H2PO4﹣,pH=10时的主要微粒为HPO42;
(4)①加热能够降低气体的溶解度,加热的目的是将可乐中的CO2气体赶出;
②消耗n(NaOH)=0.005L×0.100mol/L=5×10﹣4mol,反应终点是生成Na2HPO4,则存在关系式2NaOH~H3PO4~Na2HPO4,根据关系式得n(H3PO4)=n(NaOH)=×5×10﹣4mol=2.5×10﹣4mol。
【解答】解:(1)室温下,测得0.1 mol/L H3PO4溶液的pH=1.5,溶液中c(H+)<c(H3PO4),说明磷酸部分电离,则H3PO4电离的方程式:H3PO4⇌H++H2PO4﹣、H2PO4﹣⇌H++HPO42﹣、HPO42﹣⇌H++PO43﹣,
故答案为:H3PO4⇌H++H2PO4﹣、H2PO4﹣⇌H++HPO42﹣、HPO42﹣⇌H++PO43﹣;
(2)可乐中的酸性物质能中和OH﹣,c(OH﹣)减小,促进Ca5(PO4)3OH(s)⇌5Ca2+(aq)+3 PO43﹣ (aq)+OH﹣(aq)平衡正向移动,导致Ca5(PO4)3OH溶解,造成龋齿,
故答案为:可乐中的酸性物质中和了OH﹣,c(OH﹣)减小,Ca5(PO4)3OH(s)⇌5Ca2+(aq)+3 PO43﹣ (aq)+OH﹣(aq)平衡正向移动,导致Ca5(PO4)3OH溶解,造成龋齿;
(3)①a.NaH2PO4溶液显酸性,溶液中c(OH﹣)<c(H+),故a错误;
b.NaH2PO4溶液显酸性,说明H2PO4﹣的电离程度大于其水解程度,故b正确;
c.根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(H2PO4﹣)+2c(HPO42﹣)+3c(PO43﹣)+c(OH﹣),故c正确;
d.NaH2PO4溶液显酸性,说明H2PO4﹣的电离程度大于其水解程度,抑制了水的电离,溶液中水的电离程度比纯水小,故d错误;
故答案为:bc;
②由图象知,pH=4时的主要微粒为H2PO4﹣,pH=10时的主要微粒为HPO42﹣,当溶液的pH由4到10时,发生反应的离子方程式为OH﹣+H2PO4﹣=HPO42﹣+H2O,
故答案为:OH﹣+H2PO4﹣=HPO42﹣+H2O;
(4)①加热能够降低气体的溶解度,加热的目的是将可乐中的CO2气体赶出,防止干扰磷酸的测定,
故答案为:将可乐中的CO2气体赶出,防止干扰磷酸的测定;
②消耗n(NaOH)=0.005L×0.100mol/L=5×10﹣4mol,反应终点是生成Na2HPO4,则存在关系式2NaOH~H3PO4~Na2HPO4,根据关系式得n(H3PO4)=n(NaOH)=×5×10﹣4mol=2.5×10﹣4mol,该可乐样品中磷酸的含量==0.49g/L,
故答案为:0.49。
【点评】本题考查了元素化合物的性质的综合应用、溶液中离子浓度大小比较、离子方程式的书写等,题目难度中等,侧重于基础知识的综合应用能力的考查,注意把握题目中的信息以及对图象的分析理解。
20.【分析】由流程可知,含有K2Cr2O7的废水同时含有SO42﹣,加入适量熟石灰过滤得到的固体1为CaSO4和滤液1,向滤液1中加入BaCl2•2H2O的目的是使CrO42﹣从溶液中沉淀出来,过滤得到固体2为BaCrO4,滤液2检测CrO42﹣含量达标,向固体2中加入硫酸,回收重铬酸,同时生成固体3为硫酸钡沉淀,以此来解答;
(1)根据反应Cr2O72﹣+H2O⇌2CrO42﹣+2H+,消耗氢离子会导致反应右移;
(2)根据表中数据可知,BaCrO4溶度积为1.17×10﹣10,CaCrO4溶度积为2.30×10﹣2,BaCrO4比CaCrO4更难溶;
(3)根据图象可知,CrO42﹣的沉淀率随温度升高,沉淀速率加快;
(4)使用0.450mol•L﹣1的硫酸时,重铬酸的回收率明显高于使用0.225mol⋅L﹣1的硫酸的原因为c (H2SO4)增大,则c(SO42﹣)增大,与Ba2+生成沉淀,促使BaCrO4(s)=Ba2+ (aq)+CrO42﹣(aq)平衡右移,使c(CrO42﹣)增大,同时c (H+ )也增大,共同促使Cr2O72﹣+H2O⇌2CrO42﹣+2H+平衡左移;
(5)根据上述分析可知,沉淀BaCrO4并进一步回收重铬酸的效果与温度、浓度、溶液pH、硫酸浓度、沉淀颗粒等有关。
【解答】解:(1)对于反应Cr2O72﹣+H2O⇌2CrO42﹣+2H+,加入Ca(OH)2,引入氢氧根离子,消耗氢离子,该平衡向正反应方向移动,
故答案为:正反应;
(2)根据表中数据可知,BaCrO4溶度积为1.17×10﹣10,CaCrO4溶度积为2.30×10﹣2,BaCrO4比CaCrO4更难溶,所以选用Ba2+处理废水可以使CrO42﹣沉淀更完全,
故答案为:BaCrO4溶度积为1.17×10﹣10,CaCrO4溶度积为2.30×10﹣2,BaCrO4比CaCrO4更难溶,所以选用Ba2+处理废水可以使CrO42﹣沉淀更完全;
(3)根据图象可知,CrO42﹣的沉淀率随温度升高,沉淀速率加快,
故答案为:温度升高,沉淀速率加快;
(4)使用0.450mol•L﹣1的硫酸时,重铬酸的回收率明显高于使用0.225mol⋅L﹣1的硫酸的原因为c (H2SO4)增大,则c(SO42﹣)增大,与Ba2+生成沉淀,促使BaCrO4(s)=Ba2+ (aq)+CrO42﹣(aq)平衡右移,使c(CrO42﹣)增大,同时c (H+ )也增大,共同促使Cr2O72﹣+H2O⇌2CrO42﹣+2H+平衡左移,可以生成更多的H2Cr2O7,
故答案为:c (H2SO4)增大,则c(SO42﹣)增大,与Ba2+生成沉淀,促使BaCrO4(s)=Ba2+ (aq)+CrO42﹣(aq)平衡右移,使c(CrO42﹣)增大,同时c (H+ )也增大,共同促使Cr2O72﹣+H2O⇌2CrO42﹣+2H+平衡左移,可以生成更多的H2Cr2O7;
(5)根据上述分析可知,沉淀BaCrO4并进一步回收重铬酸的效果与温度、浓度、溶液pH、硫酸浓度、沉淀颗粒等有关,受到溶液pH、温度、H2SO4浓度、BaCrO4颗粒大小等影响,
故答案为:溶液pH、温度、H2SO4浓度、BaCrO4颗粒大小。
【点评】本题考查混合物分离提纯,为高频考点,把握物质的性质、流程中发生的反应、混合物分离提纯为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识及反应原理的应用,题目难度不大。
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