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第二章《化学反应的方向、限度与速率》复习题
一、单选题
1.下列有关速率与平衡的说法正确的是
A.化学反应速率改变,平衡一定移动 B.平衡发生移动,平衡常数一定变化
C.增加某种反应物的量,平衡一定正向移动 D.平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大
2.某温度下,在容积为2 L的恒容密闭容器中,M、N、R三种气态物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为
B.平衡时,R的转化率为75%
C.5min时,M的物质的量分数为50%
D.0∼5min内, v(M)=0.4mol ·L-1·min-1
3.反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H>0,在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中,不能提高乙烷平衡转化率的是
A.增大容器容积 B.升高反应温度
C.分离出部分氢气 D.等容下通入惰性气体
4.在可逆反应中,改变下列条件一定能加快反应速率的是
A.增大反应物的量 B.升高温度 C.减小压强 D.降低温度
5.10mL浓度为1mol/L的盐酸和过量的锌反应,为加快反应速率,又不影响生成氢气的总量,可采用的方法是
A.再加入10mL浓度为0.5mol/L的硫酸
B.加入几滴CuCl2溶液
C.加入几滴NaNO3溶液
D.加入少量CH3COONa溶液
6.已知: ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入一定量的和发生反应,时达到平衡状态Ⅰ,在时改变某一条件,时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.该反应在任意温度下均能自发进行
B.时改变的条件:向容器中通入一定量的
C.相同时间内有3 mol的H—H键断裂,有6 mol N—H键形成,则反应达到平衡
D.平衡常数K:K(Ⅱ)<K(Ⅰ)
7.已知在K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2(橙色)+H2O⇌2Cr(黄色)+2H+。下列有关该平衡的说法中正确的是
A.当化学平衡向正反应方向移动时,平衡常数一定增大
B.当化学平衡向正反应方向移动时,溶液中Cr2的浓度一定降低
C.当2v(Cr2)正=v(H+)逆时,反应一定处于平衡状态
D.当向溶液中加入一定量的水时,化学平衡一定不移动
8.对于平衡体系mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) ΔH<0。下列结论中错误
A.若温度不变,将容器的体积缩小到原来的一半,此时A的浓度为原来的2.1倍,则m+n<p+q
B.若平衡时,A、B的转化率相等,说明反应开始时,A、B的物质的量之比为m∶n
C.若m+n=p+q,则往含有a mol气体的平衡体系中再加入a mol的B,达到新平衡时,气体的总物质的量等于2a
D.若A为固体,则增大压强,平衡向逆向移动
9.在温度t1和t2 (t2>t1)下,X2 (g)和H2反应生成HX的平衡常数如下表:
化学方程式
K(t1)
K(t2)
①
Br2(g)+H2 (g)2HBr(g)
5.6×107
9.3×106
②
I2(g)+H2(g)2HI(g)
43
34
下列说法不正确的是
A.①和②均是放热反应
B.相同条件下,平衡体系中HX所占的比例:①>②
C.其他条件不变时,增大压强可提高X2的平衡转化率
D.其他条件不变时,升高温度可加快HX的生成速率
10.研究与氯自由基(用表示)的反应有助于保护臭氧层。已知与反应有4条可能的反应路径,如图所示。图中TS表示过渡态,IM表示中间体。下列说法中错误的是
A.相同条件下,路径①的反应速率最慢
B.路径是基元反应
C.路径④属于放热反应
D.过渡态中最稳定的是,产物最稳定的是路径④的
11.化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的是
选项
操作或做法
目的
A
钠与乙醇反应时,增大乙醇的用量
加快反应速率
B
将溴乙烷与氢氧化钠溶液共热一段时间,再向冷却后的混合液中滴加硝酸银溶液
检验水解产物中的溴离子
C
通入饱和 Na2CO3 溶液,洗气
除去 CO2 气体中的少量 HCl
D
用 CCl4 萃取碘,振荡分液漏斗后要打开活塞放气
实验安全
A.A B.B C.C D.D
12.在常温、常压和光照条件下,N2在催化剂表面与H2O发生反应:2N2(g)+6H2O(l) =4NH3(g)+3O2(g)。在2 L的密闭容器中,起始反应物用量相同,催化剂的使用情况也相同,控制不同温度分别进行4组实验,3 h后测定NH3的生成量,所得数据如下表:
实验级别
实验1
实验2
实验3
实验4
温度/K
303
313
323
353
NH3生成量/10−6mol
4.8
5.9
6.0
2.0
下列说法不正确的是
A.温度为303 K时,在3 h内用氮气表示的平均反应速率为4×10−7mol·L−1·h−1
B.实验1和实验3中,3 h内N2的转化率之比为4:5
C.分析四组实验数据可得出,温度升高可加快反应速率,也可能减慢反应速率
D.353 K时,可能是催化剂催化活性下降或部分水脱离催化剂表面,致使化学反应速率减慢
13.汽车尾气中NO产生的反应为:,一定条件下,等物质的量的和在恒容密闭容器中反应,如图曲线a表示该反应在温度T时,N2的浓度随时间的变化。曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是
A.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
B.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的
C.温度T下,该反应的平衡常数
D.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小
二、填空题
14.一定条件下,某可逆反应在密闭容器中建立化学平衡,在t1时刻改变某一个条件,建立新的平衡,其v-t图像如下:
(1)对于反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),t1时刻缩小容器体积,其图像为 (填字母,下同),平衡 (填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”,下同)移动。
(2)对于反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g),t1时刻增大容器体积,其图像为 ,平衡 移动。
(3)对于反应H2(g)+I2(g)2HI(g),t1时刻缩小容器体积,其图像为 ,平衡 移动。
15.已知反应CH4(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),起始时向体积为V的恒容密闭容器中通入2molCH4和3molNO2,测得CH4、N2、H2O的物质的量浓度与时间的关系如图所示。
(1)容器体积V= L。
(2)图中表示H2O的物质的量浓度与时间关系的是曲线 (填“甲”“乙"或"丙")。
(3)0~5min内,用N2表示的化学反应速率为 mol·L-1·min-1。
(4)a、b、c三点中达到平衡的点是 。达到平衡时,NO2的转化率是 。
(5)a点时,n(CH4):n(NO2)= 。
16.某探究小组利用丙酮的溴代反应:CH3COCH3+Br2CH3COCH2Br+HBr。研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定,在一定温度下,获得如下实验数据:
实验序号
初始浓度c/mol∙L-1
溴颜色消失所需时间t/s
CH3COCH3
HCl
Br2
①
0.80
0.20
0.0010
290
②
1.60
x
0.0010
145
③
y
0.40
0.0010
145
④
0.80
0.20
0.0020
580
⑤
0.80
0.20
0.0040
t1
(1)表格中x= ,y= 。
(2)已知该反应速率方程:v=kca(CH3COCH3)cb(HCl)cd(Br2),其中k为仅与温度有关的速率常数。由上表数据可推测出a= ,b= ,d= 。
(3)t1= 。已知反应物分子一步直接转化为产物的反应称为基元反应,则该反应(填“是”或“不是”) 基元反应。
17.已知反应H2(g)+I2(g)2HI(g)。在698K时各物质的初始浓度和平衡浓度的数据如表所示。
(1)请计算填写表中的空格。
初始浓度/(mol·L-1)
平衡浓度/(mol·L-1)
c始(H2)
c始(I2)
c始(HI)
c平(H2)
c平(I2)
c平(HI)
0.01067
0.01196
0
0.00183
0.00313
0.01767
0.01135
0.00904
0
0.00356
0.00125
0.01559
0.01134
0.00751
0
0.00457
0.00074
0.01354
0
0
0.00449
0.00048
0.00048
0.00353
0
0
0.01069
0.00114
0.00114
0.00841
(2)分析上述数据,回答下列问题。
①在一定温度下,反应H2(g)+I2(g)2HI(g),的数值与H2(g)、I2(g)、HI(g)的初始浓度大小有关吗 ?
②的数值与平衡从正向建立,还是从逆向建立有关吗 ?
18.已知二甲醚是一种重要的清洁燃料,可以通过CH3OH分子间脱水制得:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=23.5kJ•mol﹣1.在T1℃,恒容密闭容器中建立上述平衡,体系中各组分浓度随时间变化如图所示。请回答下列问题:
(1)该条件下反应平衡常数表达式K= ,在T1℃时,该反应的平衡常数为 ,达到平衡时n(CH3OH):n(CH3OCH3):n(H2O)= 。
(2)相同条件下,若改变起始浓度,某时刻各组分浓度依次为c(CH3OH)=0.4mol•L﹣1、c(H2O)=0.6mol•L﹣1、c(CH3OCH3)=1.2mol•L﹣1,此时正、逆反应速率的大小:v (正) v (逆)(填“>”、“<”或“=”),反应向 进行(填“正反应方向”或“逆反应方向”)。
19.某化学反应2A⇌B+D在四种不同条件下进行,B、D的起始浓度为0,反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1,反应在10至20分钟时间内平均速率V(B)为 mol/(L·min)。
(2)在实验2,A的初始浓度C2= mol/L,反应经20分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是 。
(3)设实验3的反应速率为V3,实验1的反应速率为V1,则V3 V1(填>、=、<),且C3 1.0mol/L(填>、=、<)
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是 反应(选填吸热、放热)。
三、计算题
20.反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),若在一定温度下,将物质的量浓度均为2mol·L-1的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中,当达到平衡状态时,测得容器中SO2(g)的转化率为50%,则在该温度下:
(1)此反应的平衡常数为 。
(2)在上述温度下,若SO2(g)的初始浓度增大到3mol·L-1,NO2(g)的初始浓度仍为2mol·L-1,达到化学平衡状态时,计算下列各物质的平衡浓度及SO2和NO2的平衡转化率。
①c(SO3)= mol·L-1,c(SO2)= mol·L-1。
②SO2的转化率为 ,NO2的转化率为 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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1.D
【详解】A.加入催化剂,同等程度的改变正逆反应速率,平衡不移动,A错误;
B.增加反应物的浓度,平衡发生移动,平衡常数不改变,平衡常数只是温度的函数,B错误;
C.反应物若为非气态,增大它的物质的量,平衡不发生移动,C错误;
D.反应物为两种时,增加一种反应物的浓度,平衡正向移动,但本身的转化率减小,另外一种物质的转化率增大,D正确;
故答案选D。
2.B
【详解】A.由图中信息可知,该反应的化学方程式为,A错误;
B.平衡时,R的转化率为,B正确;
C.5 min时,M、R、N的物质的量分别为4 mol、4 mol、2 mol,M的物质的量分数为40%,C错误;
D.0~5 min内,M的物质的量的变化量为2 mol,,D错误;
故选B。
3.D
【详解】A.该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应,增大反应容器的容积,体系的压强减小,化学平衡正向移动,能提高乙烷平衡转化率,A不符合题意;
B.该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应,升高反应温度,化学平衡正向移动,可提高乙烷的平衡转化率,B不符合题意;
C.分离出部分氢气,减少了生成物浓度,平衡正向移动,可提高乙烷的平衡转化率,C不符合题意;
D.等容下通入惰性气体,体系的总压强增大,物质的浓度不变,因此化学平衡不移动,对乙烷的平衡转化率无影响,D符合题意;
故合理选项是D。
4.B
【详解】A.增加反应物的物质的量,反应物的浓度不一定变化,如固体、纯液体,反应速率不一定加快,故A错误;
B.升高温度,增加单位体积内的活化分子数,有效碰撞增加,反应速率加快,故B正确;
C.减小压强对有气体参加的反应,反应速率减慢,若没有气体参加,压强对反应速率不影响,故C错误;
D.降低温度,反应速率减慢,故D错误;
故选B。
5.B
【详解】0.5mol/L的硫酸溶液中c(H+)=1mol/L与1mol/L的盐酸溶液中c(H+)=1mol/L相同,反应速率不变,A错误;CuCl2溶液与锌反应生成铜,锌、铜、盐酸构成原电池,反应速率加快,B正确;NO3-、H+与锌反应不产生氢气,C错误;CH3COONa溶液与盐酸相遇生成CH3COOH,强酸变为弱酸,反应速率减慢,但是生成氢气的量不变,D错误;正确选项B。
6.B
【详解】A.由时可自发进行,该反应,,则在低温下能自发进行,故A错误;
B.若时升高温度,则改变条件瞬间,正反应速率增大,速率曲线与原平衡点应没有连接点,则改变的不是温度,若向容器中通入一定量的,逆反应速率瞬间增大,平衡逆向移动,正反应速率也逐渐增大,故B正确;
C.相同时间内有3 mol的H—H键断裂,有6 mol N—H键形成,都是指正反应,并不能说明正逆反应速率相等,故C错误;
D.平衡常数之和温度有关,温度不变,平衡常数不变,则K(Ⅱ)=K(Ⅰ),故D错误;
故选B。
7.C
【详解】A.对于一个确定的化学反应,K只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,A错误;
B.增大Cr2的浓度,化学平衡向正反应方向移动,溶液中Cr2的浓度增大,B错误;
C.当2v(Cr2)正=v(H+)逆时,该反应处于平衡状态,C正确;
D.加入一定量的水,溶液中各个离子浓度均发生变化,平衡发生移动,D错误;
答案选:C。
8.D
【详解】A.将容器的体积缩小到原来的一半,不考虑平衡移动,此时A的浓度变为原来的2倍,现在A的浓度为原来的2.1倍,说明平衡向着生成A的方向移动了,体积缩小即增大压强,平衡向着气体体积减小的方向进行,所以m+n<p+q,选项A正确;
B.反应开始时,A、B的物质的量之比为m∶n,恰好等于方程式的系数值比,这种情况下平衡时,A、B的转化率相等,选项B正确;
C.往含有amol气体的平衡体系中再加入amol的B,平衡向正反应移动,因为m+n=p+q,达到新平衡时混合气体总的物质的量不变,达到新平衡时气体的总物质的量等于2amol,选项C正确;
D.若A为固体,若n>p+q,则增大压强,平衡向正向移动;若n=p+q, 则增大压强,平衡向不移动;若n<p+q, 则增大压强,平衡向逆向移动,选项D错误;
答案选D。
9.C
【详解】A.① 根据勒夏特列原理,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,化学平衡常数只受温度影响,根据表格数据,平衡常数随温度的升高而降低,因此正反应方向为放热反应,同理②也为放热反应,故说法正确;
B.平衡常数越大,说明反应进行的程度越大,因此HX的比例①>②,故说法正确;
C.因为反应前后气体系数之和相等,压强对化学平衡无影响,故说法错误;
D.升高温度,反应速率加快,故说法正确;
答案选C。
10.B
【详解】A.相同条件下,路径①的活化能最大,反应速率最慢,A正确;
B.基元反应是指反应物一步直接转化为产物的反应,从图中可以看出,路径②中存在中间产物,则CH3I+Cl∗=CH3∗+ICl不是基元反应,B错误;
C.路径④的生成物总能量小于反应物总能量,属于放热反应,C正确;
D.能量越低越稳定,过渡态中最稳定的是,产物最稳定的是路径④的,D正确;
故选B。
11.D
【详解】A.乙醇是纯液体,增大乙醇的用量,不改变化学反应速率,A错误;
B.将溴乙烷与氢氧化钠溶液共热后,如要检验水解产物中的溴离子,为防止加入的硝酸银与氢氧化钠反应生成沉淀干扰实验,必须先加硝酸酸化,B错误;
C. 饱和 Na2CO3溶液能与CO2反应,因此要选用饱和NaHCO3来洗气,C错误;
D.振荡过程中有机物挥发、分液漏斗内气体压强增大,故振荡分液漏斗后要打开活塞放气,以减少内外压强差,D正确;
故选D。
12.C
【分析】A项,先计算NH3表示的平均反应速率,再依据速率之比等于化学计量数之比计算υ(N2);B项,根据实验1和实验3中NH3的生成量计算;C项,其它条件相同时升高温度化学反应速率加快;D项,353K时,温度升高化学反应速率减慢,可能是温度升高催化剂活性下降或部分水脱离催化剂表面。
【详解】A.303K时υ(NH3)===810-7mol/(L·h),根据速率之比等于化学计量数之比,υ(N2):υ(NH3)=2:4,υ(N2)=υ(NH3)=410-7mol/(L·h),A项正确;
B.根据实验1和实验3中3h内NH3的生成量之比为(4.810-6mol):(6.010-6mol)=4:5,实验1和实验3中转化N2物质的量之比为4:5,起始反应物用量相同,实验1和实验3中3h内N2的转化率之比为4:5,B项正确;
C.其它条件相同时升高温度化学反应速率加快,353K时,温度升高化学反应速率减慢,可能是温度升高催化剂活性下降或部分水脱离催化剂表面,C项错误;
D.353K时,化学反应速率减慢,可能是温度升高催化剂活性下降或部分水脱离催化剂表面,D项正确;
答案选C。
13.C
【详解】A.图像显示,该条件改变时平衡发生了移动,而催化剂不影响平衡,故A错误;
B.若曲线b对应的条件改变是温度,可以看出温度升高了且平衡正向移动,则,故B错误;
C.温度T下,据图像有,平衡常数,故C正确;
D.在恒容密闭容器中,都是气体参加的反应,气体质量不变,密度恒定,故D错误;
故选C。
14.(1) D 向正反应方向
(2) C 向正反应方向
(3) A 不
【详解】(1)反应为气体分子数减小的反应,t1时刻缩小容器体积,物质浓度均变大,正逆反应速率均变大,平衡正向移动,则正反应速率更大,故其图像为D,平衡向正反应方向移动。
(2)反应为气体分子数增加的反应,t1时刻增大容器体积,物质浓度均变小,正逆反应速率均变小,平衡正向移动,则正反应速率较逆反应速率要大,故其图像为C,平衡向正反应方向移动。
(3)反应为气体分子数不变的反应,t1时刻缩小容器体积,物质浓度均变大,正逆反应速率均变大,平衡不正向移动,则正逆反应速率相等,故其图像为A,平衡不移动。
15.(1)2
(2)甲
(3)0.1
(4) c 80%
(5)4:5
【详解】(1)向体积为V的恒容密闭容器中通入2molCH4,从图中知道甲烷的起始物质的量浓度是1.0mol/L,则容器体积V=2L;
(2))甲,乙曲线是生成物的浓度变化量,氮气和水的化学计量数之比是1:2,可以推出甲曲线是H2O的物质的量浓度与时间关系的曲线;
(3)结合(2)分析,乙为氮气的反应曲线,0~5min内,N2的化学反应速率为;
(4)可逆反应达到平衡时各物质的浓度保持不变,c点时乙曲线的浓度保持不变,是平衡点;达到平衡时,生成氮气的物质的量浓度是0.6mol/L,容积的体积是2L,即是氮气的物质的量是1.2mol,消耗二氧化氮2.4mol,NO2的转化率是;
(5)a点时,设水的物质的量是2xmol,有方程式可知消耗甲烷的物质的量xmol,剩余甲烷的物质的量是(2-x)mol,由于甲烷的浓度等于水的浓度,可知甲烷的物质的量等于水的物质的量,即2x=2-x,解得x=2/3mol,消耗二氧化氮的物质的量是4/3mol,剩余甲烷的物质的量是2-x=2-2/3mol=4/3mol,剩余二氧化氮的物质的量是3-2x=3-4/3mol=5/3mol,n(CH4):n(NO2)=4/3mol:5/3mol=4:5。
16.(1) 0.20 0.80
(2) 1 1 0
(3) 1160 不是
【详解】(1)实验①和②CH3COCH3初始浓度不同,则HCl浓度相同,因此x=0.20;实验①和③HCl初始浓度不相同,则CH3COCH3浓度相同,因此y=0.80;
(2)实验②中CH3COCH3初始浓度是实验①的2倍,溴颜色消失时间实验②是实验①的一半,则CH3COCH3初始浓度与反应速率成正比例关系,a=1;
实验③中HCl初始浓度是实验①的2倍,溴颜色消失时间实验③是实验①的一半,则HCl初始浓度与反应速率成正比例关系,b=1;
实验①和④中CH3COCH3和HCl的初始浓度相同,实验①中Br2初始浓度是0.0010 mol∙L-1是290s,实验④增加一倍为0.0020 mol∙L-1时,时间增加一倍,即单位时间内溴褪色速率一样,没有变化,所有d= 0;
(3)对比实验①和④可知溴初始浓度增大1倍,溴颜色消失时间扩大1倍。对比实验⑤和实验④,可知实验⑤溴颜色消失时间式实验④的2倍,即t1=580×2=1160;由表中实验数据可知HCl浓度不一样,反应速率不一样,因此HCl实质上参与了反应,故CH3COCH3+Br2CH3COCH2Br+HBr不是基元反应。
17.(1) 54.5 54.5 54.5 54.5 54.5
(2) 无关 无关
【解析】略
18.(1) 5, 2:5:4
(2) > 正反应方向
【详解】(1)对于可逆反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的平衡常数K=,由图可知,在t1min时到达平衡,平衡时CH3OH、CH3OCH3、H2O浓度分别为0.4mol/L、1mol/L、0.8mol/L,故平衡常数K===5,体积相同,物质的量之比等于浓度之比,故n(CH3OH):n(CH3OCH3):n(H2O)=0.4mol/L:1mol/L:0.8mol/L=2:5:4。
(2)此时的浓度商Qc==4.5,小于平衡常数5,故反应向正反应方向进行,v(正)>v(逆)。
19. 0.013 1.0 催化剂 > > 吸热
【详解】试题分析:(1)在10-20min时,A的浓度变化量为0.13mol/L,(2)实验2中温度、平衡时浓度都与实验1相同,但实验2先达到平衡;若实验2中通过增大A的起始浓度或增大压强,则平衡时A的浓度高于0.5mol/L,因此在实验2中A的初始浓度为1.0mol/L,其隐含的条件是使用了催化剂。(3)实验3中平衡时A的浓度高于0.5mol/L,但温度与实验1相同,故起始浓度高于1.0mol/L,反应速率较快。(4)实验4和实验1比较,实验4的温度升高了,平衡时A的浓度也比实验少了,说明实验4升高温度向正方向移动,故正反应是吸热反应。
考点:平衡移动
点评:分析这种题时,要看温度是否一致,到达平衡时的浓度是否一样,用到的时间是否一样,才能分析出是催化剂的影响还是浓度的影响。
20.(1)1
(2) 1.2 1.8 40% 60%
【详解】(1)由题意可建立如下三段式:
由三段式数据可知,反应的平衡常数K==1,故答案为:1;
(2)设平衡时一氧化氮的浓度为amol/L,由题意可建立如下三段式:
温度不变,平衡常数不变,由三段式数据可得:=1,解得a=1.2;
①由三段式数据可知,平衡时,三氧化硫的浓度为1.2mol/L,二氧化硫的浓度为(3—1.2) mol/L=1.8mol/L,故答案为:1.2;1.8;
②由三段式数据可知,平衡时,二氧化硫的转化率未达到×100%=40%、二氧化氮的转化率未达到×100%=60%,故答案为:40%;60%。
答案第1页,共2页
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