内容正文:
陕西师大附中2023—2024学年度第一学期第二次月考
(12月)高二年级化学试题
一、单选题(共25小题,每小题2分,共计50分)
1. 科教兴国,“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”。下列说法正确的是
A. “天舟六号”为中国空间站送去推进剂气,是第族元素
B. 火星全球影像彩图显示了火星表土颜色,表土中赤铁矿主要成分为
C. 创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”,其原料中的与互为同位素
D. “深地一号”为进军万米深度提供核心装备,制造钻头用的金刚石为金属晶体
2. 右丙氧芬具有镇痛作用,结构如图。下列说法错误的是
A. 碳碳单键比碳氧单键键长长,键能小
B. 第一电离能:
C. 分子中氮原子对应键角与氨分子中键角相同
D. 分子中含有两个手性碳原子
3. 标准汽油是由异辛烷和正庚烷组成的,汽油中异辛烷()的含量越高,抗爆性能越好。下列叙述错误的是
A. 正庚烷的分子式为 B. 异辛烷能使酸性溶液褪色
C. 正庚烷和异辛烷互为同系物 D. 异辛烷的一氯代物有4种
4. 下列说法不正确的是
A. 和的最外层电子都形成了8个电子的稳定结构
B. 石英和金刚砂(SiC)都是原子间通过共价键结合形成的共价晶体
C. 浓H2SO4和H2O混合时放出热量与微粒之间的作用力有关
D. 易分解是因为分子间作用力弱
5. 下列有关元素单质或化合物的叙述正确的是
A. 分子呈正四面体,键角为
B. NaCl焰色试验为黄色,与Cl电子跃迁有关
C. Cu基态原子核外电子排布符合构造原理
D. 是由极性键构成的极性分子
6. 化学学科核心素养中提出了宏观辨识与微观探析,要求能从不同层次认识物质的多样性,能从微粒水平认识物质的组成、结构等。下列叙述的化学用语或图示表达正确的是
A. 基态钛原子的外围电子排布式:3d24s2
B. SO3的VSEPR模型:
C. 用电子式表示HCl的形成过程:
D. 异丁烷的球棍模型:
7. 关于性质的解释合理的是
选项
性质
解释
A
比容易液化
分子间的范德华力更大
B
NH3熔点高于
键的键能比大
C
能与以配位键结合
中氮原子有孤电子对
D
氨水中存在
是离子化合物
A. A B. B C. C D. D
8. 短周期元素W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,W与Y、X与Z 位于同一主族。W 与X 可形成共价化合物WX2,Y原子的内层电子总数是其最外层电子数的2.5 倍。下列叙述中不正确的是
A. WZ2分子中所有原子最外层都为8 电子结构
B. WX2、ZX2的化学键类型和晶体类型都相同
C. WX2是以极性键结合成的非极性分子
D. 原子半径大小顺序为X <W<Y<Z
9. 下列说法正确的是
A. 甲烷可以与氯水在光照下发生取代反应
B. 系统命名为:3,3,5—三甲基己烷
C. 立方烷()的六氨基(—)取代物有3种
D. C5H12的同分异构体中沸点最低的是正戊烷
10. 有机物M、N、Q的转化关系如图所示,下列说法正确的是
A. M的名称为3—甲基丁烷
B. M能使溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液褪色
C. Q的所有碳原子一定共面
D. N的同分异构体有7种
11. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1.4g乙烯和环丙烷的混合气体中所含碳原子数为0.2NA
B. 1mol异戊烷中含有键的数目为12NA
C. 1mol棱晶烷中含有9NA个共价键
D. 标准状况下,2.24L含有的分子数为0.1NA
12. 下列说法中正确的有:
①含有离子的晶体一定是离子晶体
②离子键是阴、阳离子间的相互吸引作用
③金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关
④共价键的强弱决定分子晶体熔、沸点的高低
⑤共价晶体中一定含有共价键
⑥分子晶体的熔点一定比金属晶体低
⑦NaCl 晶体中,阴离子周围紧邻的阳离子数为6
⑧硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
13. 关于下列实验的说法错误的是
A.CH3COO-的水解程度增大
B.混合液中c(CH3COO-)和c(CH3COOH)之和大于c(Na+)
C.NH4Cl可促进CH3COO-的水解
D.溶液的pH减小是CH3COO-水解平衡移动的结果
A. A B. B C. C D. D
14. LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,可在乙醚中制得: 4LiH+AlCl3 =LiAlH4+3LiCl。下列说法错误的是
A. Al2Cl6为 AlCl3的双聚分子,氯原子提供给铝原子孤对电子
B. [AlH4]-空间构型是正四面体
C. LiAlH4中存在离子键、σ键、配位键
D. Li+半径大于H-半径
15. 甲醛能与的水溶液发生反应:,下列说法错误的是
A. 中由Zn提供空轨道,提供孤电子对
B. 分子中H-O-H的键角大于HCHO分子中H-C-O的键角
C. 分子内只含极性键
D. 和中σ键数目之比为2:3
16. 科学家进行了利用CaF2晶体中释放出的Ca2+和F-脱除硅烷的研究,拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。下列说法正确的是
A. F、Si和Ca三种元素均位于元素周期表的p区
B. 键能:Si-O键>Si-Si键,因此自然界中硅元素以二氧化硅或硅酸盐形式存在为主
C. CaF2晶胞中,A处原子分数坐标为,则B处原子分数坐标为
D. 脱除硅烷反应速率高度依赖晶体提供自由氟离子的能力,因此脱除硅烷能力:
17. 某含锰着色剂的化学式为,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,结构如图所示。下列说法正确的是
A. 键角: B. 简单氢化物沸点:
C. 第一电离能: D. 最高价氧化物对应的水化物酸性:
18. 常温时,用滴定某一元酸,滴定过程中变化曲线如图所示。
下列说法错误的是
A. 溶液显酸性的原因是
B. 点a:
C. 点c:
D. a、b、c三点对应的水的电离程度逐渐增大
19. 常温下,下列有关电解质溶液的说法错误的是
A. 在溶液中,
B. 相同浓度的CH3COOH和CH3COONa两溶液等体积混合后pH约为4.7,则溶液中
C. FeS溶于稀硫酸,而CuS不溶于稀硫酸,则
D. 相同浓度的 HCOONa和NaF两溶液,前者的pH较大,则
20. 负载有和的活性炭,可选择性去除实现废酸的纯化,其工作原理如图。下列说法正确的是
A. 作原电池正极
B. 电子由经活性炭流向
C. 表面发生的电极反应:
D. 每消耗标准状况下的,最多去除
21. 氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示(电极均为石墨电极)。下列说法正确的是
A. M为电源的负极 B. 通电使氯化钠发生电离
C. 电解一段时间后,阴极区pH降低 D. 产物之一的从d口获得
22. 下列有关2个电化学装置的叙述正确的是
A. 装置①中,电流形成的完整过程是:负极,电子经导线流向正极,正极
B. 装置①用替换,用石墨替换棒,总反应不改变
C. 装置②(惰性电极)通电后,由于向阳极迁移,导致阳极附近升高
D. 若装置②用于铁棒镀铜,则N极为铁棒
23. 我国科学家研发了一种室温下可充电的Na - CO2电池,示意图如图。放电时,Na2CO3与C均沉积在碳纳米管中,下列说法错误的是
A. 充电时,阴极反应为:
B. 充电时,电源b极为正极,向钠箔电极移动
C. 放电时,转移电子,碳纳米管电极增重
D. 放电时,电池的总反应为
24. 溶于一定量水中,溶液呈浅棕黄色(a)。加入少量浓,黄色加深(b)。
已知:(黄色);浓度较小时(用表示)几乎无色
取溶液进行如下实验,对现象的分析不正确的是
A. 测溶液a的,证明发生了水解
B. 将溶液a滴入沸水中并加热,有丁达尔效应,说明加热能促进水解
C. 加入浓,与对溶液颜色变化、浓度大小的影响是一致的
D. 向b中加入后,黄色褪至几乎无色,说明能抑制水解
25. 常温下,一元酸的。在某体系中,与离子不能穿过隔膜,未电离的可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中,当达到平衡时,下列叙述正确的是
A. 溶液Ⅰ中
B. 溶液Ⅱ中的HA的电离度为
C. 溶液Ⅰ和Ⅱ中的不相等
D. 溶液Ⅰ和Ⅱ中的之比为
二、非选择题(共四大题,共计50分)
26. 按要求填空:
(1)下列物质中,互为同系物的是_____,互为同分异构体的是_____,互为同素异形体的是_____,属于同位素的是_____。
① ②白磷 ③ ④ ⑤红磷 ⑥ ⑦2,3—二甲基丁烷
(2)的名称为______;
(3)相对分子质量为86的烷烃的分子式______;
(4)环丙烷在光照条件下与氯气反应生成一氯取代物的化学方程式_____;
(5)3—甲基戊烷的一氯取代产物有_____种(不考虑立体异构)。
主观题
27. 氢气的生产、存储是氢能应用的核心。目前较成熟的生产、存储路线之一为:利用CH3OH和H2O在某Cu/Zn-Al催化剂存在下生产H2, H2与Mg在一定条件下制得储氢物质X。
回答问题: .
(1) Al在周期表中的位置______________ 。基态Zn的价层电子排布式___________。
(2)水分子中氧原子的杂化轨道类型_______________。
(3)键能是衡量共价键稳定性的参数之一。 CH3OH键参数中有_________种键能数据。CH3OH可以与水以任意比例互溶的原因是___________________ 。
(4) X的晶胞结构如图所示(晶胞参数:α =β =γ=90º,a=b=450.25 pm),密度为1.4g cm-3, H-的配位数为______________, X的储氢质量分数是______________ ,c= ___________ pm (列出计算式即可)。
28. 如图所示的装置中,两个相同的玻璃管中盛满NaCl溶液(滴有酚酞溶液),a、b为多孔石墨电极。闭合一段时间后,a电极附近溶液逐渐变红;断开,闭合,电流表指针发生偏转。
(1)NaCl熔点为800.8℃,工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na,电解反应方程式:,加入的目的是______。
(2)闭合后发生反应的离子方程式为_____。
(3)断开,闭合后,a电极的电极反应式为_____。
(4)锂锰电池的体积小、性能优良,是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示,其中电解质为,溶于混合有机溶剂中,通过电解质迁移入晶格中,生成。回答下列问题:
外电路的电流方向是由_____极流向_____极(填字母),电池正极反应式为_____,是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?_____(填“是”或“否”),原因是_____。
29. 乙二酸俗称草酸,在实验研究和化学工业中应用广泛。
(1)25°C时,向溶液中逐滴加入溶液,溶液中含碳微粒的物质的量分数随溶液pH变化如图所示:
①等浓度的和混合溶液显_____性(填“酸”、“碱”、“中”);25℃时,草酸的电离平衡常数分别是Ka1、Ka2,则_____.
②a点溶液中,_____(填“>”“=”或“<”),此时溶液的pH=_____。
(2)①酸性高锰酸钾应该用______(填“酸式”或“碱式”)滴定管盛放。
②若要测定草酸亚铁晶体的x值,步骤如下:称取0.5400g草酸亚铁晶体溶于一定浓度的硫酸中,用酸性溶液滴定,达到滴定终点时,消耗的酸性溶液18.00mL。滴定终点的现象为:_____,x=_____。
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陕西师大附中2023—2024学年度第一学期第二次月考
(12月)高二年级化学试题
一、单选题(共25小题,每小题2分,共计50分)
1. 科教兴国,“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”。下列说法正确的是
A. “天舟六号”为中国空间站送去推进剂气,是第族元素
B. 火星全球影像彩图显示了火星表土颜色,表土中赤铁矿主要成分为
C. 创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”,其原料中的与互为同位素
D. “深地一号”为进军万米深度提供核心装备,制造钻头用的金刚石为金属晶体
【答案】C
【解析】
【详解】A.化学符号Xe,原子序数54,在元素周期表中处于第5周期0族,故A错误;
B.赤铁矿的主要成分是Fe2O3,不是FeO,故B错误;
C.与具有相同的质子数,不同的中子数,互为同位素,故C正确;
D.金刚石是共价晶体,故D错误;
故选C。
2. 右丙氧芬具有镇痛作用,结构如图。下列说法错误的是
A. 碳碳单键比碳氧单键键长长,键能小
B. 第一电离能:
C. 分子中氮原子对应键角与氨分子中键角相同
D. 分子中含有两个手性碳原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳原子半径大于氧原子半径,键长越长,键能越小,所以碳碳单键比碳氧单键键长长,键能小,A正确;
B.同一周期元素,第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,所以第一电离能:,B正确;
C.该分子中N原子和氨气分子中N原子价电子对数都是4,且都含有1个孤电子对,N原子采用sp3杂化,则两个N原子都呈三角锥形结构,C-N之间成键电子离N较远,C-N键长比H-N长,所以键角比氨气分子中大,C错误;
D.手性碳原子是指碳原子周围连有4个不同的原子团,该分子中手性碳原子如图,所以该分子中含有2个手性碳原子,D正确;
故选C。
3. 标准汽油是由异辛烷和正庚烷组成的,汽油中异辛烷()的含量越高,抗爆性能越好。下列叙述错误的是
A. 正庚烷的分子式为 B. 异辛烷能使酸性溶液褪色
C. 正庚烷和异辛烷互为同系物 D. 异辛烷的一氯代物有4种
【答案】B
【解析】
【详解】A.正庚烷的分子式为C7H16,A正确;
B.异辛烷属于烷烃,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B错误;
C.正庚烷C7H16和异辛烷C8H18,碳原子都为饱和,都符合CnH2n+2,互为同系物,C正确;
D.中有4中等效氢,一氯代物有4种,D正确;
故答案为:B。
4. 下列说法不正确的是
A. 和的最外层电子都形成了8个电子的稳定结构
B. 石英和金刚砂(SiC)都是原子间通过共价键结合形成的共价晶体
C. 浓H2SO4和H2O混合时放出热量与微粒之间的作用力有关
D. 易分解是因为分子间作用力弱
【答案】D
【解析】
【详解】A.核外共10个电子、核外共18个电子,二者最外层电子数均为8,都形成了8电子稳定结构,A正确;
B.石英()和金刚砂()都属于共价晶体,原子间通过共价键结合形成空间网状结构,B正确;
C.浓与混合时,硫酸分子发生水合等过程,微粒间作用力的变化伴随热量放出,因此该放热现象与微粒之间的作用力有关,C正确;
D.分解属于化学变化,断裂的是分子内的共价键,分子间作用力仅影响物质的物理性质(如熔沸点等),与化学稳定性无关,易分解是因为其分子内共价键键能较小,易断裂,D错误;
故选D。
5. 下列有关元素单质或化合物的叙述正确的是
A. 分子呈正四面体,键角为
B. NaCl焰色试验为黄色,与Cl电子跃迁有关
C. Cu基态原子核外电子排布符合构造原理
D. 是由极性键构成的极性分子
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子呈正四面体,磷原子在正四面体的四个顶点处,键角为,A错误;
B.NaCl焰色试验为黄色,与Na电子跃迁有关,B错误;
C.Cu基态原子核外电子排布不符合构造原理,考虑了半满规则和全满规则,价电子排布式为3d104s1,这样能量更低更稳定,C错误;
D. 的构型是V形,因此是由极性键构成的极性分子,D正确;
故选D。
6. 化学学科核心素养中提出了宏观辨识与微观探析,要求能从不同层次认识物质的多样性,能从微粒水平认识物质的组成、结构等。下列叙述的化学用语或图示表达正确的是
A. 基态钛原子的外围电子排布式:3d24s2
B. SO3的VSEPR模型:
C. 用电子式表示HCl的形成过程:
D. 异丁烷的球棍模型:
【答案】A
【解析】
【详解】A.Ti是22号元素,根据构造原理,可知基态Ti原子的外围电子排布式是:3d24s2,A正确;
B.SO3分子中的中心S原子价层电子对数是3+=3,无孤电子对,因此SO3的VSEPR模型是平面三角形,B错误;
C.HCl分子中H、Cl原子之间以共价键结合,其形成过程用电子式表示为: ,C错误;
D.异丁烷也就是2-甲基丙烷的俗称,其球棍模型为 ,D错误;
故合理选项是A。
7. 关于性质的解释合理的是
选项
性质
解释
A
比容易液化
分子间的范德华力更大
B
NH3熔点高于
键的键能比大
C
能与以配位键结合
中氮原子有孤电子对
D
氨水中存在
是离子化合物
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.和都属于同一主族是氢化物,分子晶体的沸点与其相对分子质量成正比,但氨气中含有氢键, PH3不含氢键,氢键的存在导致氨气的沸点升高,故A错误;
B.熔点高于,是因为氨气中含有氢键,氢键的存在导致氨气的熔点升高,不是键的键能比大,故B错误;
C.中氮原子有孤电子对,使和以配位键结合形成[Ag(NH3)2]+,故C正确;
D.是共价化合物,是弱碱,在水溶液中部分电离出和OH-,故D错误;
答案选C。
8. 短周期元素W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,W与Y、X与Z 位于同一主族。W 与X 可形成共价化合物WX2,Y原子的内层电子总数是其最外层电子数的2.5 倍。下列叙述中不正确的是
A. WZ2分子中所有原子最外层都为8 电子结构
B. WX2、ZX2的化学键类型和晶体类型都相同
C. WX2是以极性键结合成的非极性分子
D. 原子半径大小顺序为X <W<Y<Z
【答案】D
【解析】
【分析】短周期元家W、X、Y、Z的原子序数依次增大,Y原子的内层电子总数是其最外层电子数的2.5倍,则Y有3个电子层,最外层电子数为10/2.5=4,即Y为Si,W与Y位于同一主族,所以W为C;W与X可形成共价化合物WX2,则X为O,X与Z位于同一主族,所以Z为S,然后利用元素及其单质、化合物的性质来解答。
【详解】A.C原子最外层4个电子, S原子最外层6个电子,则CS2分子中所有原子最外层都为8电子结构,故A正确;
B. CO2、SO2的构成微粒都是分子,都属于分子晶体,且都只含有共价键,故B正确;
C.CO2分子中含有C=O极性键,结构对称,正负电荷的中心重合,属于非极性分子,故C正确;
D.电子层越多,半径越大,同周期从左向右原子半径在减小,则原子半径为Y>Z>W>X ,故D错误;
综上所述,本题选D。
9. 下列说法正确的是
A. 甲烷可以与氯水在光照下发生取代反应
B. 系统命名为:3,3,5—三甲基己烷
C. 立方烷()的六氨基(—)取代物有3种
D. C5H12的同分异构体中沸点最低的是正戊烷
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲烷需与氯气()在光照下发生取代反应,与氯水不反应,A错误;
B.烷烃命名应使取代基位次和最小,该有机物正确命名为2,4,4—三甲基己烷,选项命名不符合规则,B错误;
C.立方烷共有8个氢原子,六氨基取代物的种类数与二氨基取代物种类数相同,二取代有相邻、面对角线、体对角线3种结构,故六氨基取代物共3种,C正确;
D.烷烃同分异构体中支链越多沸点越低,的同分异构体中沸点最低的是新戊烷,D错误;
故答案选C。
10. 有机物M、N、Q的转化关系如图所示,下列说法正确的是
A. M的名称为3—甲基丁烷
B. M能使溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液褪色
C. Q的所有碳原子一定共面
D. N的同分异构体有7种
【答案】D
【解析】
【详解】A.M的主链含4个碳原子,甲基位于2号碳,正确名称为2-甲基丁烷,A错误;
B.M为烷烃,仅含饱和碳碳单键,不能与溴的四氯化碳溶液发生加成,也不能被酸性溶液氧化,无法使两种溶液褪色,B错误;
C.Q结构简式中,支链连接的碳原子属于杂化,空间构型为四面体,利用三点确定一个平面、乙烯是平面形,因此Q中所有碳原子可能共面,但不一定共面,C错误;
D.的同分异构体共8种,除去N本身,剩余7种,即N的同分异构体有7种,D正确;
故选D。
11. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1.4g乙烯和环丙烷的混合气体中所含碳原子数为0.2NA
B. 1mol异戊烷中含有键的数目为12NA
C. 1mol棱晶烷中含有9NA个共价键
D. 标准状况下,2.24L含有的分子数为0.1NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙烯和环丙烷的最简式均为,1.4g混合气体中的物质的量为,所含碳原子数为,A错误;
B.异戊烷的分子式为,每个分子中含12个键,1mol异戊烷中键数目为,B正确;
C.棱晶烷的分子式为,每个分子含9个键和6个键,总共价键数为15,1mol棱晶烷含共价键数目为,C错误;
D.在标准状况下为液体,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,2.24L的物质的量不是0.1mol,分子数不为,D错误;
故选B。
12. 下列说法中正确的有:
①含有离子的晶体一定是离子晶体
②离子键是阴、阳离子间的相互吸引作用
③金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关
④共价键的强弱决定分子晶体熔、沸点的高低
⑤共价晶体中一定含有共价键
⑥分子晶体的熔点一定比金属晶体低
⑦NaCl 晶体中,阴离子周围紧邻的阳离子数为6
⑧硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【答案】D
【解析】
【详解】①金属晶体由金属阳离子和电子构成,所以含有离子的晶体不一定是离子晶体,也可能是金属晶体,①错误;
②离子键是阴、阳离子间的强烈的相互作用,既包括相互吸引,又包括相互排斥,②错误;
③给金属晶体加电压时,晶体中的自由电子定向移动形成电流;自由电子的移动能传递热能,熔融状态时离子晶体能电离,所以能导电,③正确;
④共价键影响分子晶体的稳定性,但不影响晶体熔沸点,晶体熔沸点与分子间作用力成正比,④错误;
⑤共价晶体是原子通过共价键结合而成,所以共价晶体中含有共价键,⑤正确;
⑥分子晶体的熔点不一定比金属晶体低,如Hg的熔点小于碘,⑥错误;
⑦在NaCl晶体中,每个氯离子周围紧邻6个钠离子,每个钠离子周围紧邻6个氯离子,⑦正确;
⑧在共价晶体中,原子半径越小,键长越短,其硬度越大。由于键长C-C<C-Si<Si-Si,所以硬度大小顺序是:金刚石>碳化硅>晶体硅,⑧正确;
可见说法正确的有③⑤⑦⑧,共4个,故合理选项是D。
13. 关于下列实验的说法错误的是
A.CH3COO-的水解程度增大
B.混合液中c(CH3COO-)和c(CH3COOH)之和大于c(Na+)
C.NH4Cl可促进CH3COO-的水解
D.溶液的pH减小是CH3COO-水解平衡移动的结果
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.CH3COONa在溶液中存在水解平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,加水稀释,水解平衡正向移动,导致CH3COO-的水解程度增大,A正确;
B.在CH3COONa在溶液中存在物料守恒:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),当向CH3COONa中加入CH3COOH后,c(CH3COOH)会增大,导致溶液中微粒浓度关系为:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)>c(Na+),B正确;
C.CH3COONa是强碱弱酸盐,在溶液中存在水解平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,CH3COO-水解产生OH-使溶液显碱性。NH4Cl是强酸弱碱盐,在溶液中存在水解平衡:+H2ONH3·H2O+H+,水解使溶液显酸性。当向CH3COONa溶液中加入NH4Cl溶液时,NH4Cl溶液中的H+会中和CH3COONa溶液中OH-,使CH3COONa溶液中的水解平衡正向移动,因而CH3COO-的水解程度增大,C正确;
D.CH3COONa在溶液中存在水解平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,水解使溶液显碱性。盐水解反应是吸热反应,升高温度,水解平衡向吸热的正反应方向移动,导致溶液中c(OH-)增大,水的电离也吸热,升温同样促进水的电离,且升温对水的电离的影响更大,Kw增大,c(H+)也增大,溶液pH减小,但溶液的pH减小并不是CH3COO-水解平衡移动的结果,D错误;
故合理选项是D。
14. LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,可在乙醚中制得: 4LiH+AlCl3 =LiAlH4+3LiCl。下列说法错误的是
A. Al2Cl6为 AlCl3的双聚分子,氯原子提供给铝原子孤对电子
B. [AlH4]-空间构型是正四面体
C. LiAlH4中存在离子键、σ键、配位键
D. Li+半径大于H-半径
【答案】D
【解析】
【详解】A.Al2Cl6为AlCl3的双聚分子,Cl原子提供孤电子对,铝原子提供空轨道,形成配位键,故A正确;
B.[AlH4]-中Al有4对价层电子对,是sp3杂化,[AlH4]-是正四面体结构,故B正确;
C.LiAlH4是离子化合物,存在Li+和[AlH4]-,[AlH4]-中存在σ键、配位键,故LiAlH4中存在离子键、σ键、配位键,故C正确;
D.Li+和H-结构相同,但Li+核电荷数大,半径小,Li+半径小于H-半径,故D错误;
故答案为D。
15. 甲醛能与的水溶液发生反应:,下列说法错误的是
A. 中由Zn提供空轨道,提供孤电子对
B. 分子中H-O-H的键角大于HCHO分子中H-C-O的键角
C. 分子内只含极性键
D. 和中σ键数目之比为2:3
【答案】BC
【解析】
【详解】A.配位键的形成条件为中心离子提供空轨道,配体提供孤电子对,中提供空轨道,提供孤电子对,A正确;
B.分子中心为杂化,存在2对孤电子对,孤电子对的斥力大于成键电子对,键角约为;分子中心为杂化,为平面三角形结构,键角约为,前者键角小于后者,B错误;
C.分子中存在非极性共价键,C错误;
D.中含4个结构中的键和4个配位键,共8个键;中含4个配位键,每个含2个键,总键数为,二者键数目之比为,D正确;
故选BC。
16. 科学家进行了利用CaF2晶体中释放出的Ca2+和F-脱除硅烷的研究,拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。下列说法正确的是
A. F、Si和Ca三种元素均位于元素周期表的p区
B. 键能:Si-O键>Si-Si键,因此自然界中硅元素以二氧化硅或硅酸盐形式存在为主
C. CaF2晶胞中,A处原子分数坐标为,则B处原子分数坐标为
D. 脱除硅烷反应速率高度依赖晶体提供自由氟离子的能力,因此脱除硅烷能力:
【答案】B
【解析】
【详解】A.F、Si位于元素周期表的p区,Ca位于元素周期表的s区,故A错误;
B.硅属于亲氧元素,Si元素的半径大于O元素,则键长:Si—O<Si—Si,键能:Si—O>Si—Si,所以硅在自然界中不能以单质存在,主要以二氧化硅和硅酸盐存在,故B正确;
C.B处位于底面面心,坐标为(,,),故C错误;
D.根据该选项所描述的情况,可知与氟原子结合能力越弱,则脱硅能力越强,所以同主族金属元素原子半径越大,与氟原子的结合能力越弱,所以脱硅能力应该是氟化钡大于氟化钙大于氟化镁,故D错误;
故选B。
17. 某含锰着色剂的化学式为,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,结构如图所示。下列说法正确的是
A. 键角: B. 简单氢化物沸点:
C. 第一电离能: D. 最高价氧化物对应的水化物酸性:
【答案】C
【解析】
【分析】由题意,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,可知为,故Y为H,X为N;同时分析结构,可知Q正常情况应该成两根键,Q为ⅥA的元素,同时Z也成5根键,Z为ⅤA的元素,故Q为O,Z为P。
【详解】A.和都是sp3杂化,但是中有一对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用更大,在一个是三角锥形结构,而是正四面体结构,故键角:<,A错误;
B.X、Q、Z分别为N、O、P,沸点顺序为,正确顺序为Q>X>Z,B错误;
C.同主族元素从上到下第一电离能减小,同周期从左到右第一电离能有增大的趋势,故第一电离能:N>O>Mn,C正确;
D.Z的最高价氧化物对应的水化物为,X最高价氧化物对应的水化物为,前者为中强酸而后者为强酸,D错误;
故选C。
18. 常温时,用滴定某一元酸,滴定过程中变化曲线如图所示。
下列说法错误的是
A. 溶液显酸性的原因是
B. 点a:
C. 点c:
D. a、b、c三点对应的水的电离程度逐渐增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,HX的pH>1,所以HX为弱酸,所以HX溶液显酸性的原因是,A项正确;
B.点a加入的NaOH体积为5mL,加入NaOH的物质的量为,此时反应的HX的物质的量为,剩余HX的物质的量为,所以a点,,B项错误;
C.根据物料守恒,,c点时溶液总体积为40mL,所以,C项正确;
D.水解会促进水的电离,a、b、c生成的NaX越来越多,所以a、b、c三点对应的水的电离程度逐渐增大,D项正确;
故选B。
19. 常温下,下列有关电解质溶液的说法错误的是
A. 在溶液中,
B. 相同浓度的CH3COOH和CH3COONa两溶液等体积混合后pH约为4.7,则溶液中
C. FeS溶于稀硫酸,而CuS不溶于稀硫酸,则
D. 相同浓度的 HCOONa和NaF两溶液,前者的pH较大,则
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.在1mol•L-1Na2S溶液中存在物料守恒,硫元素守恒得到守恒关系,c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=1mol•L-1,故A正确;
B.常温下相同浓度的CH3COOH和CH3COONa两溶液等体积混合后pH约为4.7,溶液显酸性,说明醋酸电离程度大于醋酸根离子的水解程度,溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故B正确;
C.FeS溶于稀硫酸,而CuS不溶于稀硫酸,对于组成相似的物质,溶解性越大,Ksp越大,所以Ksp(FeS)>Ksp(CuS),故C正确;
D.酸性越弱,其相应离子的水解程度越大;相同浓度的HCOONa和NaF两溶液,前者的pH较大,说明HCOO-的水解程度大于F-的水解程度,HCOOH的酸性弱于HF的酸性,酸性越弱,Ka越小,所以Ka(HCOOH)<Ka(HF),故D错误;
故选:D。
20. 负载有和的活性炭,可选择性去除实现废酸的纯化,其工作原理如图。下列说法正确的是
A. 作原电池正极
B. 电子由经活性炭流向
C. 表面发生的电极反应:
D. 每消耗标准状况下的,最多去除
【答案】B
【解析】
【分析】在Pt得电子发生还原反应,Pt为正极,Ag失去电子与溶液中的Cl-反应,Ag为负极。
【详解】A.由分析可知,Ag失去电子与溶液中的Cl-反应生成AgCl,Ag为负极,A错误;
B.电子由负极经活性炭流向正极,B正确;
C.溶液为酸性,故表面发生的电极反应为,C错误;
D.每消耗标准状况下的,转移电子2mol,而失去2mol电子,故最多去除,D错误。
故选B。
21. 氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示(电极均为石墨电极)。下列说法正确的是
A. M为电源的负极 B. 通电使氯化钠发生电离
C. 电解一段时间后,阴极区pH降低 D. 产物之一的从d口获得
【答案】D
【解析】
【详解】A.左侧电极生成,发生失电子的氧化反应为阳极,阳极应与电源正极相连,故M为电源正极,A错误;
B.在水溶液中本身就会发生电离产生自由移动的离子,通电的作用是使离子定向移动发生电极反应,并非使氯化钠电离,B错误;
C.阴极反应为,反应生成,阴极区升高,C错误;
D.阴极区生成,通过阳离子交换膜移向阴极区,二者结合生成,故产物从d口获得,D正确;
故答案选D。
22. 下列有关2个电化学装置的叙述正确的是
A. 装置①中,电流形成的完整过程是:负极,电子经导线流向正极,正极
B. 装置①用替换,用石墨替换棒,总反应不改变
C. 装置②(惰性电极)通电后,由于向阳极迁移,导致阳极附近升高
D. 若装置②用于铁棒镀铜,则N极为铁棒
【答案】B
【解析】
【详解】A.电流形成的完整过程包括外电路电子的定向移动和内电路(盐桥、电解质溶液)中离子的定向移动,该选项仅描述了外电路的过程,内容不完整,A错误;
B.替换后负极仍为失电子生成,正极石墨上仍为得电子生成,总反应仍为,总反应不改变,B正确;
C.装置②阳极发生反应,被消耗,阳极附近增大,pH降低,C错误;
D.铁棒镀铜时,镀件铁棒需作阴极,与电源负极相连,装置中N极接电源正极为阳极,若N为铁棒,铁会失电子溶解,无法实现镀铜,D错误;
故答案选B。
23. 我国科学家研发了一种室温下可充电的Na - CO2电池,示意图如图。放电时,Na2CO3与C均沉积在碳纳米管中,下列说法错误的是
A. 充电时,阴极反应为:
B. 充电时,电源b极为正极,向钠箔电极移动
C. 放电时,转移电子,碳纳米管电极增重
D. 放电时,电池的总反应为
【答案】C
【解析】
【分析】根据图示可知,放电时Na被氧化,CO2被还原,所以放电时Na为负极,反应式为Na-e-=Na+,碳纳米管为正极吸收CO2,反应式为3CO2+4e-═2+C;充电时Na为阴极,碳纳米管为阳极释放CO2,据此分析解答。
【详解】A.放电时Na为负极,反应式为Na-e-=Na+,充电时,阴极反应为:Na++e-═Na,A正确;
B.结合分析可知,充电时右侧为阳极,则b为正极,Na+向钠箔电极(阴极)移动,B正确;
C.反应式为3CO2+4e-═2+C,由于碳酸钠和C均沉积在碳纳米管,当转移0.4mol电子时,沉积0.1molC和0.2mol碳酸钠,总质量为0.1×12g+0.2×106g=22.4g,C错误;
D.放电时Na为负极,反应式为Na-e-=Na+,正极吸收CO2,反应式为3CO2+4e-═2+C,则总反应方程式为3CO2+4Na═2Na2CO3+C,D正确;
故答案为:C。
24. 溶于一定量水中,溶液呈浅棕黄色(a)。加入少量浓,黄色加深(b)。
已知:(黄色);浓度较小时(用表示)几乎无色
取溶液进行如下实验,对现象的分析不正确的是
A. 测溶液a的,证明发生了水解
B. 将溶液a滴入沸水中并加热,有丁达尔效应,说明加热能促进水解
C. 加入浓,与对溶液颜色变化、浓度大小的影响是一致的
D. 向b中加入后,黄色褪至几乎无色,说明能抑制水解
【答案】C
【解析】
【详解】A.Fe2(SO4)3溶液的pH≈1.3,证明Fe3+发生了水解:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,使溶液中c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性,A项正确;
B.将溶液a滴入沸水中并加热,有丁达尔效应,说明生成了胶体,说明加热促进Fe3+水解生成了Fe(OH)3胶体,B项正确;
C.加入浓HCl,H+的浓度增大,抑制Fe3+的水解,使Fe3+的浓度增大,Cl-浓度增大,促进Fe3++4Cl-[FeCl4]-(黄色)正向移动,使Fe3+的浓度减小,H+与Cl-对溶液颜色变化、Fe3+浓度大小的影响不一致,C项错误;
D.向b中加入AgNO3后,发生反应Ag++Cl-=AgCl↓,Cl-的浓度减小,平衡Fe3++4Cl-[FeCl4]-逆向移动,溶液的黄色应变浅,而b中加入AgNO3后黄色褪至几乎无色,结合题给粒子的颜色,说明与此同时溶液中H+浓度大,H+能抑制Fe3+水解使溶液几乎无色,D项正确;
答案选C。
25. 常温下,一元酸的。在某体系中,与离子不能穿过隔膜,未电离的可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中,当达到平衡时,下列叙述正确的是
A. 溶液Ⅰ中
B. 溶液Ⅱ中的HA的电离度为
C. 溶液Ⅰ和Ⅱ中的不相等
D. 溶液Ⅰ和Ⅱ中的之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A.常温下溶液I的pH=7.0,则溶液I中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,c(H+)<c(OH-)+c(A-),A错误;
B.常温下溶液II的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),则=1.0×10-3,解得=,B正确;
C.根据题意,未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,C错误;
D.常温下溶液I的pH=7.0,溶液I中c(H+)=1×10-7mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液I中c总(HA)=(104+1)c(HA),溶液II的pH=1.0,溶液II中c(H+)=0.1mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液II中c总(HA)=1.01c(HA),未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,溶液I和II中c总(HA)之比为[(104+1)c(HA)]∶[1.01c(HA)]=(104+1)∶1.01≈104,D错误;
答案选B。
二、非选择题(共四大题,共计50分)
26. 按要求填空:
(1)下列物质中,互为同系物的是_____,互为同分异构体的是_____,互为同素异形体的是_____,属于同位素的是_____。
① ②白磷 ③ ④ ⑤红磷 ⑥ ⑦2,3—二甲基丁烷
(2)的名称为______;
(3)相对分子质量为86的烷烃的分子式______;
(4)环丙烷在光照条件下与氯气反应生成一氯取代物的化学方程式_____;
(5)3—甲基戊烷的一氯取代产物有_____种(不考虑立体异构)。
【答案】(1) ①. ①③⑦ ②. ③⑦ ③. ②⑤ ④. ④⑥
(2)3,3-二甲基戊烷
(3)
(4) (5)4
【解析】
【分析】本题依次利用物质类别、分子式、结构和对称性判断。先根据烷烃、同素异形体和同位素的定义比较①—⑦;再按最长碳链、最低位次原则命名支链烷烃;烷烃通式为,由相对分子质量确定碳原子数;环烷烃的一氯取代反应需保留碳环并替换一个氢原子;一氯取代物数等于分子中不等效氢原子的种类数。
【小问1详解】
同系物要求结构相似、分子组成相差若干个原子团,①为丙烷,③、⑦均为含6个碳的烷烃,符合要求;同分异构体要求分子式相同、结构不同,③是2,2-二甲基丁烷,⑦是2,3-二甲基丁烷,分子式均为,结构不同;同素异形体是同种元素形成的不同单质,白磷、红磷都是磷元素的单质;同位素是质子数相同、中子数不同的原子,和质子数均为17,中子数不同,符合要求。因此,同系物为①③⑦,同分异构体为③⑦,同素异形体为②⑤,同位素为④⑥。
【小问2详解】
以最长的五碳链为主链,从离支链最近的一端开始编号,两个甲基均位于3号碳原子上,因此名称为3,3-二甲基戊烷。
【小问3详解】
烷烃通式为,设碳原子数为n,则相对分子质量14n+2=86,解得n=6,所以分子式为。
【小问4详解】
环丙烷分子中的6个氢原子等效,在光照条件下,氯气取代其中一个氢原子,生成一氯代环丙烷和氯化氢,反应方程式为: 。
【小问5详解】
3-甲基戊烷的结构中,1号与5号碳原子上的甲基等效,2号与4号碳原子上的亚甲基等效;3号碳原子上的次甲基、支链甲基各形成一类氢原子,共有4种不等效氢原子,因此一氯取代产物有4种。
主观题
27. 氢气的生产、存储是氢能应用的核心。目前较成熟的生产、存储路线之一为:利用CH3OH和H2O在某Cu/Zn-Al催化剂存在下生产H2, H2与Mg在一定条件下制得储氢物质X。
回答问题: .
(1) Al在周期表中的位置______________ 。基态Zn的价层电子排布式___________。
(2)水分子中氧原子的杂化轨道类型_______________。
(3)键能是衡量共价键稳定性的参数之一。 CH3OH键参数中有_________种键能数据。CH3OH可以与水以任意比例互溶的原因是___________________ 。
(4) X的晶胞结构如图所示(晶胞参数:α =β =γ=90º,a=b=450.25 pm),密度为1.4g cm-3, H-的配位数为______________, X的储氢质量分数是______________ ,c= ___________ pm (列出计算式即可)。
【答案】 ①. 第三周期第ⅢA族 ②. 3d104s2 ③. sp3 ④. 三 ⑤. 水与醇均具有羟基,彼此可以形成氢键,根据相似相溶的原则,甲醇可与水以任意比例混溶 ⑥. 3 ⑦. 7.7% ⑧.
【解析】
【详解】(1)Al是13号元素,在周期表中的位置是:第三周期第ⅢA族;Zn是30号元素,根据核外电子排布规律可知,Zn的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2则价层电子排布式为3d104s2,故答案为:第三周期第ⅢA族;3d104s2;
(2)水分子中O原子的价层电子数=2+(6−2×1)=4,且含有2对孤电子对,所以采取sp3方式杂化,故答案为:sp3;
(3)甲醇分子含有C-H、C-O、O-H三种键能数据;水与醇均具有羟基,彼此可以形成氢键,根据相似相溶的原则,甲醇可与水以任意比例混溶;故答案为:三;水与醇均具有羟基,彼此可以形成氢键,根据相似相溶的原则,甲醇可与水以任意比例混溶;
(4)由晶胞结构可知,晶胞内的H-周围等距离的Mg2+有3个,即H-的配位数为3;晶胞中的H-数目为2+4=4,Mg2+数目为1+8=2,该晶胞的化学式为MgH2,则X的储氢质量分数是=7.7%;由X的晶胞结构可知,一个晶胞的质量为:,密度为1.4g cm-3,则晶胞的体积为:cm3=(a×b×c×10-30),则c=pm,故答案为:3;7.7%;。
【点睛】本题涉及晶胞的计算,晶胞密度计算公式是,利用晶胞参数可计算晶胞体积(V),根据相对分子质量(M)、晶胞中粒子数(Z)和阿伏加 德罗常数NA,可计算晶体的密度。
28. 如图所示的装置中,两个相同的玻璃管中盛满NaCl溶液(滴有酚酞溶液),a、b为多孔石墨电极。闭合一段时间后,a电极附近溶液逐渐变红;断开,闭合,电流表指针发生偏转。
(1)NaCl熔点为800.8℃,工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na,电解反应方程式:,加入的目的是______。
(2)闭合后发生反应的离子方程式为_____。
(3)断开,闭合后,a电极的电极反应式为_____。
(4)锂锰电池的体积小、性能优良,是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示,其中电解质为,溶于混合有机溶剂中,通过电解质迁移入晶格中,生成。回答下列问题:
外电路的电流方向是由_____极流向_____极(填字母),电池正极反应式为_____,是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?_____(填“是”或“否”),原因是_____。
【答案】(1)作助熔剂,降低NaCl的熔点,节省能耗
(2)
(3)
(4) ①. b ②. a ③. ④. 否 ⑤. 电极Li是活泼金属,能与水反应
【解析】
【分析】进行电解时,a电极附近酚酞变红,说明a电极为阴极,水得电子生成氢气和氢氧根离子;b电极为阳极,氯离子失电子生成氯气。切换至原电池状态后,两电极上原有产物构成原电池,a电极附近的氢气被氧化。锂锰电池中,锂电极为负极,二氧化锰电极为正极,电子由a极经外电路流向b极,电流方向与电子移动方向相反;锂离子进入二氧化锰晶格,并在正极结合电子生成锰酸锂。
【小问1详解】
氯化钙的熔点低,加入氯化钙可作助熔剂,降低熔盐的熔点,从而降低电解温度,节省能耗。
【小问2详解】
闭合电解开关后,a电极附近酚酞变红,说明水在a电极上得电子,a电极为阴极;b电极为阳极,氯离子在b电极上失电子。阴、阳极反应分别为和;两式相加得。
【小问3详解】
切换至原电池状态后,a电极附近的氢气失电子并与氢氧根离子反应,a电极的电极反应式为。
【小问4详解】
锂电极失电子,电极反应式为,因此a极为负极,b极为正极。电子由a极流向b极,所以外电路的电流方向由b极流向a极。正极上二氧化锰得到电子,同时锂离子进入其晶格,电极反应式为。锂是活泼金属,能与水反应,因此不能用水代替混合有机溶剂。
29. 乙二酸俗称草酸,在实验研究和化学工业中应用广泛。
(1)25°C时,向溶液中逐滴加入溶液,溶液中含碳微粒的物质的量分数随溶液pH变化如图所示:
①等浓度的和混合溶液显_____性(填“酸”、“碱”、“中”);25℃时,草酸的电离平衡常数分别是Ka1、Ka2,则_____.
②a点溶液中,_____(填“>”“=”或“<”),此时溶液的pH=_____。
(2)①酸性高锰酸钾应该用______(填“酸式”或“碱式”)滴定管盛放。
②若要测定草酸亚铁晶体的x值,步骤如下:称取0.5400g草酸亚铁晶体溶于一定浓度的硫酸中,用酸性溶液滴定,达到滴定终点时,消耗的酸性溶液18.00mL。滴定终点的现象为:_____,x=_____。
【答案】(1) ①. 酸 ②. ③. ④.
(2) ①. 酸式 ②. 滴入最后半滴酸性高锰酸钾溶液后,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色 ③. 2
【解析】
【分析】25℃时,向10 mL 0.1 mol∙L-1 H2C2O4溶液中逐滴加入0.1 mol∙L-1NaOH溶液,H2C2O4与NaOH反应生成NaHC2O4和水,继续滴加NaOH,NaHC2O4再与NaOH反应生成Na2C2O4和水,则Ⅰ为,Ⅱ为,Ⅲ为。
【小问1详解】
① 由图可知,曲线I为、曲线II为、曲线III为。的电离平衡常数对应时的,即;的水解平衡常数,的水解平衡常数。等浓度和混合时,的电离程度大于的水解程度,溶液显酸性。
电离常数,当时,故;同理,因此。
②初始物质的量为,根据物料守恒,只有当加入溶液体积为10mL、溶液总体积为20mL时,才有。a点对应加入的体积小于10 mL,溶液总体积小于20 mL,含碳微粒总浓度大于,因此;a点时,结合,可得,故此时溶液pH=2.7。
【小问2详解】
①酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,因此用酸式滴定管盛放。
②高锰酸钾自身为指示剂,当草酸根和亚铁离子完全反应后,过量的使溶液显浅紫红色,因此终点为:滴入最后半滴酸性高锰酸钾溶液,溶液变为浅紫红色,且半分钟内不褪色。
反应中中被氧化为、被氧化为,1mol总共失去3 mol电子;1 mol 得到5 mol电子,因此计量关系为。 ,则。 晶体摩尔质量,因此,解得。
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