到目前为止,由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的主要能源。
(1)从能量变化角度研究反应:。下图能正确表示该反应中能量变化的是___________ (填字母)。
(2)从断键和成键角度分析上述反应中能量的变化。部分化学键的键能如下表:
则生成放出热量___________ kJ。
(3)将Z棒和Cu棒用导线连接后,放入某电解质溶液中,构成如图所示装置。
①若电解质溶液为稀硫酸,则Zn棒为原电池的___________ (填“正”或“负”)极,可观察到Cu棒上有气泡生成,写出Cu棒上的电极反应式___________ 。若反应过程中Zn棒减少的质量为3.25g,则生成的氢气在标准状况下的体积为___________ L。
②若电解质为硫酸铜溶液,则Cu棒上发生___________ (填“氧化”或“还原”)反应,Zn棒上发生的电极反应式为___________ 。
(1)从能量变化角度研究反应:。下图能正确表示该反应中能量变化的是
(2)从断键和成键角度分析上述反应中能量的变化。部分化学键的键能如下表:
化学键 | |||
键能(kJ/mol) | 436 | 496 | 463 |
(3)将Z棒和Cu棒用导线连接后,放入某电解质溶液中,构成如图所示装置。
①若电解质溶液为稀硫酸,则Zn棒为原电池的
②若电解质为硫酸铜溶液,则Cu棒上发生
更新时间:2023-03-12 20:21:28
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解答题-原理综合题
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【推荐1】工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。
I.合成氨反应为:。一定条件下,在2L密闭容器中充入一定量的、。测得各物质的浓度随时间变化如下表所示。
(1)2min时,=_______ mol。0~5min内,以的浓度变化表示反应的平均速率:_______ 。
(2)下列能说明该反应达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.的质量保持不变
B.
C.的含量保持不变
D.容器中的压强不随时间变化
E.、和的物质的量之比为1:3:2
(3)如图所示是反应过程中的能量变化图。由图可知,该反应是_______ 反应。(填“吸热”或“放热”)
II.合成氨反应可能的微观历程如图所示:
(4)过程③形成是_______ 能量(填“吸收”或“放出”)。的化学键类型是_______ 共价键(填“极性”或“非极性”)。
(5)吸附在催化剂表面的物质用*标注。已知过程③可以表示为,则过程②可以表示为_______ 。
I.合成氨反应为:。一定条件下,在2L密闭容器中充入一定量的、。测得各物质的浓度随时间变化如下表所示。
物质的量/(mol) 时间 | |||
0 | 2.0 | 6.0 | 0 |
2min | 1.6 | ||
5min | 3.0 |
(2)下列能说明该反应达到平衡状态的是
A.的质量保持不变
B.
C.的含量保持不变
D.容器中的压强不随时间变化
E.、和的物质的量之比为1:3:2
(3)如图所示是反应过程中的能量变化图。由图可知,该反应是
II.合成氨反应可能的微观历程如图所示:
(4)过程③形成是
(5)吸附在催化剂表面的物质用*标注。已知过程③可以表示为,则过程②可以表示为
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解答题-实验探究题
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(0.65)
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解题方法
【推荐2】化学反应伴随有能量的变化,获取反应能量变化有多条途径,按要求回答下列问题:
(1)下列反应中,属于吸热反应的是___________(填字母)。
(2)用如图所示的装置进行中和反应反应热的测定。
①仪器X的名称为___________ 。
②下列说法正确的是___________
A.为了使反应充分进行,药品可以分多次加入
B.完成一次中和反应反应热平行样的测定,温度计需要使用3次
C.测量NaOH与不同种类的酸中和反应的反应热,数值可能不同
D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
③取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如表。
请填写表中的空白:
近似认为0.50mol/LNaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g∙℃)。则△H=___________ kJ/mol(保留整数)。
(3)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4),N2O4作氧化剂。用氟气代替四氧化二氮作氧化剂,反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知:①
②
③
请写出液态肼和气态氟气反应的热化学方程式:___________ 。
(1)下列反应中,属于吸热反应的是___________(填字母)。
A.碳与水蒸气反应 | B.铝和氧化铁反应 | C.碳酸氢钠和盐酸反应 | D.锌与盐酸反应 |
①仪器X的名称为
②下列说法正确的是
A.为了使反应充分进行,药品可以分多次加入
B.完成一次中和反应反应热平行样的测定,温度计需要使用3次
C.测量NaOH与不同种类的酸中和反应的反应热,数值可能不同
D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
③取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如表。
请填写表中的空白:
温度 实验次数 | 起始温度t1/℃ | 终止温度t2/℃ | 温度差平均值(t1-t2)/℃ | ||
H2SO4 | NaOH | 平均值 | |||
1 | 26.2 | 26.0 | 26.1 | 30.1 | |
2 | 27.0 | 27.4 | 27.2 | 33.3 | |
3 | 25.9 | 25.9 | 25.9 | 29.8 | |
4 | 26.4 | 26.2 | 26.3 | 30.4 |
(3)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4),N2O4作氧化剂。用氟气代替四氧化二氮作氧化剂,反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知:①
②
③
请写出液态肼和气态氟气反应的热化学方程式:
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解答题-原理综合题
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【推荐3】完成下列问题。
(1)下图是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出CO和NO2反应的热化学方程式_______ 。
(2)常温常压下,1克乙醇完全燃烧生成CO2气体和液态水放出的热量为52.0kJ,写出乙醇燃烧热的热化学方程式:_______ 。
(3)写出硫酸和烧碱的稀溶液反应生成1摩尔水时的中和热的热化学反应方程式__________ (中和热为57.3kJ/mol)。
(4)同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。已知:
P4(白磷,s)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH=-2983.2kJ/mol ①
P(红磷,s)+O2(g)=P4O10(s) ΔH=-738.5kJ/mol ②
则白磷转化为红磷的热化学方程式为_______ 。相同状况下,能量状态较低的是_______ ;白磷的稳定性比红磷_______ (填“高”或“低”)。
(5)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。
反应A:4HCl+O22Cl2+2H2O
已知:此条件下反应A中,4molHCl被氧化,放出115.6kJ的热量。
①写出此条件下,反应A的热化学方程式_______ 。
②断开1molH-O键与断开1molH-Cl键所需能量相差约为_______ kJ,H2O中H-O键比HCl中H-Cl键_______ (填“强”或“弱”)。
(1)下图是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出CO和NO2反应的热化学方程式
(2)常温常压下,1克乙醇完全燃烧生成CO2气体和液态水放出的热量为52.0kJ,写出乙醇燃烧热的热化学方程式:
(3)写出硫酸和烧碱的稀溶液反应生成1摩尔水时的中和热的热化学反应方程式
(4)同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。已知:
P4(白磷,s)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH=-2983.2kJ/mol ①
P(红磷,s)+O2(g)=P4O10(s) ΔH=-738.5kJ/mol ②
则白磷转化为红磷的热化学方程式为
(5)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。
反应A:4HCl+O22Cl2+2H2O
已知:此条件下反应A中,4molHCl被氧化,放出115.6kJ的热量。
①写出此条件下,反应A的热化学方程式
②断开1molH-O键与断开1molH-Cl键所需能量相差约为
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【推荐1】近年来,以清洁的氢气选择性催化还原引起研究者的青睐,某研究以贵金属Pt为主要催化剂,催化还原主要发生在金属(Pt)表面、金属与载体界面(Pt-HY)和载体(HY)表面,反应机理如下:(1)在金属Pt表面,NO被还原为_______ ,NO在空气中容易和氧气发生反应,结合下表数据,请写出NO与反应的热化学方程式:_____ 。
(2)研究表明,当催化剂表面有Pt活性位且有相邻的氧空位时,与Pt活性位直接吸附NO相比,更有利于的生成。下图是和改良后的催化剂的活性比较,请结合题干信息说明改良后的催化剂活性明显高于的原因_______ 。(3)研究表明,新型催化剂(Pt/SSZ-13)的使用温度对的脱除率和反应机理的关系图如下,下列有关说法正确的是_______。(填标号)
(4)理论上和也可以作为还原剂进行的脱除,下图为和在1200℃下、过量空气系数(直接反映为氧气浓度)为0~1.2时NO还原率的变化。随着过量空气系数的增加,对NO的脱除率趋势为______ ;请结合所学及题干信息,推测趋势呈现的原因:_______ 。(5)对比、、及CO作为还原剂,在相同条件不同温度下进行的脱除,脱除率如下图:①以上四种还原剂中在相对较低温度下可以实现NO脱除的还原剂为______ (填化学式)。
②在还原NO时,一般在有氧环境下进行,主要存在以下两个竞争反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
实验室利用计算机在10L的容器中模拟1350℃时还原NO,原始投料:的物质的量为10mol,NO的物质的量为5mol,的物质的量为16mol,反应达到平衡时,NO脱除率为64%,转化率为80%,则此反应条件下反应Ⅱ的平衡常数K:______ 。
物质 | |||
1mol物质中化学键断裂所需要的能量/kJ | 631 | 498 | 937 |
(2)研究表明,当催化剂表面有Pt活性位且有相邻的氧空位时,与Pt活性位直接吸附NO相比,更有利于的生成。下图是和改良后的催化剂的活性比较,请结合题干信息说明改良后的催化剂活性明显高于的原因
A.在低温区,NO与催化剂表面的吸附O结合为,最终转化为 |
B.高温区,NO先被还原为,再转化为,最终转化为 |
C.适当增大的用量,有利于在催化剂表面形成吸附O,在一定范围内提高的脱除率 |
D.在恒温恒容密闭容器中,通入惰性气体以增加体系压强,有利于提升的脱除率 |
(4)理论上和也可以作为还原剂进行的脱除,下图为和在1200℃下、过量空气系数(直接反映为氧气浓度)为0~1.2时NO还原率的变化。随着过量空气系数的增加,对NO的脱除率趋势为
②在还原NO时,一般在有氧环境下进行,主要存在以下两个竞争反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
实验室利用计算机在10L的容器中模拟1350℃时还原NO,原始投料:的物质的量为10mol,NO的物质的量为5mol,的物质的量为16mol,反应达到平衡时,NO脱除率为64%,转化率为80%,则此反应条件下反应Ⅱ的平衡常数K:
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐2】一定条件下,发生下列过程:
请回答下列有关问题:
(1)①上述条件下,,当生成时,要_______ (填“吸收”或“放出”)能量。
②上述条件下,对于反应,生成时,反应_______ (填“吸收”或“放出”)_______ 能量。下图中能表示该反应能量变化关系的是_______ (填标号)。
(2)若依据反应设计原电池,其工作原理示意图如图。
①极为_______ (填“正极”或“负极”)。
②溶液中向_______ (填“”或“”)极移动。
③电极上的电极反应式为_______ 。
④每转移,消耗标准状况下的_______ L。
请回答下列有关问题:
(1)①上述条件下,,当生成时,要
②上述条件下,对于反应,生成时,反应
(2)若依据反应设计原电池,其工作原理示意图如图。
①极为
②溶液中向
③电极上的电极反应式为
④每转移,消耗标准状况下的
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【推荐3】随着科技的进步,合理利用资源、保护环境成为当今社会关注的焦点。甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)用作全固态钙钛矿敏化太阳能电池的敏化剂,可由CH3NH2、PbI2及HI为原料合成,回答下列问题:
(1)制取甲胺的反应为CH3OH(g)+NH3(g)⇌CH3NH2(g)+H2O(g) ΔH。已知该反应中相关化学键的键能数据如下:
则该反应的ΔH=_________ kJ·mol-1。
(2)上述反应中所需的甲醇工业上利用水煤气合成,反应为CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g) ΔH <0。在一定条件下,将1 mol CO和2 mol H2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:
①平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,则CO的转化率为_________ 。
②X轴上a点的数值比b点_________ (填“大”或“小”)。某同学认为上图中Y轴表示温度,你认为他判断的理由是________________________________ 。
(3)工业上可采用CH3OHCO+2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国学者采用量子力学方法,通
过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。
甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程,有两种可能方式:
方式 A:CH3OH* →CH3O* +H* Ea= +103.1kJ·mol-1
方式 B:CH3OH* →CH3* +OH* Eb= +249.3kJ·mol-1
由活化能E值推测,甲醇裂解过程主要历经的方式应为_________ (填A、B)。
下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。
该历程中,放热最多的步骤的化学方程式为______________________________________________ 。
(4)常温下,PbI2饱和溶液(呈黄色)中c(Pb2+)=1.0×10-3 mol·L-1,则Ksp(PbI2)=_________ 。
(1)制取甲胺的反应为CH3OH(g)+NH3(g)⇌CH3NH2(g)+H2O(g) ΔH。已知该反应中相关化学键的键能数据如下:
共价键 | C—O | H—O | N—H | C—N | C—H |
键能/kJ·mol-1 | 351 | 463 | 393 | 293 | 414 |
则该反应的ΔH=
(2)上述反应中所需的甲醇工业上利用水煤气合成,反应为CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g) ΔH <0。在一定条件下,将1 mol CO和2 mol H2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:
①平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,则CO的转化率为
②X轴上a点的数值比b点
(3)工业上可采用CH3OHCO+2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国学者采用量子力学方法,通
过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。
甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程,有两种可能方式:
方式 A:CH3OH* →CH3O* +H* Ea= +103.1kJ·mol-1
方式 B:CH3OH* →CH3* +OH* Eb= +249.3kJ·mol-1
由活化能E值推测,甲醇裂解过程主要历经的方式应为
下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。
该历程中,放热最多的步骤的化学方程式为
(4)常温下,PbI2饱和溶液(呈黄色)中c(Pb2+)=1.0×10-3 mol·L-1,则Ksp(PbI2)=
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解题方法
【推荐1】运用所学知识,回答下列问题:
(1)某温度下,在2L恒容密闭容器中充入一定量A,发生反应aA(g)⇌B(g)+cC(g)。反应达平衡时,测得c(B)=0.2mol·L-1,A、C的物质的量浓度随时间的变化如下图所示:
①a=_____ ,M点时,v正_____ v逆(填“>”“<”或“=”),10秒内用C表示的反应速率为_____ 。
②反应开始与达平衡时容器内的压强之比为______ 。
③可加快该反应速率的措施有_______ 。
A.增大容器的体积 B.恒容时充入Ne
C.适当升高温度 D.恒压时充入Ne
(2)某种燃料电池的工作原理示意图如图所示,a、b均为惰性电极。
①空气从_____ (填“A”或“B”)口通入,溶液中OH-移向______ 极(填“a”或“b”)。
②若使用的燃料是甲烷,则负极的电极反应式为______ 。
(1)某温度下,在2L恒容密闭容器中充入一定量A,发生反应aA(g)⇌B(g)+cC(g)。反应达平衡时,测得c(B)=0.2mol·L-1,A、C的物质的量浓度随时间的变化如下图所示:
①a=
②反应开始与达平衡时容器内的压强之比为
③可加快该反应速率的措施有
A.增大容器的体积 B.恒容时充入Ne
C.适当升高温度 D.恒压时充入Ne
(2)某种燃料电池的工作原理示意图如图所示,a、b均为惰性电极。
①空气从
②若使用的燃料是甲烷,则负极的电极反应式为
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【推荐2】乙烯是重要的工业原料,通过以下途径分别制备乙醇、乙醛等有机化合物,请回答下列问题:
I.(1)乙烯气相直接水合法生成乙醇
①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1=-23.9 kJ·mol-1
②2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) △H2=-29.1 kJ·mol-1
③C2H5OH(g)=CH3OCH3(g) △H3=+50.7 kJ·mol-1
乙烯气相直接水合法生成乙醇的热化学方程式为___________ 。
(2)已知等物质的量的C2H4和H2O的混合气体在一定的条件下反应,乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图。
①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点(P2=7.85MPa)的平衡常数Kp=___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
②图中压强(P1,P2,P3)由小到大顺序为___________ 。
③已知:C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的反应速率表达式为v正=k正c(C2H4)·c(H2O),v逆=k逆c(C2H5OH),其中,k正、k逆为速率常数,只与温度有关。则在温度从250℃升高到350℃的过程中,下列推断合理的是___________ (填选项字母)
a.k正增大,k逆减小 b.k正减小,k逆增大
c.k正增大的倍数大于k逆 d.k正增大的倍数小于k逆
④若保持其他条件不变,将容器改为恒压密闭容器,则300℃时,C2H4(g)的平衡转化率___________ 10%(填“>”“<”或“=”)
(3)乙烯与PdCl2发生氧化反应生成CH3CHO和Pd等化合物,其化学反应方程式为:_______ 。
(4)乙烯氧化生成乙醛的过程设计成如图所示的燃料电池,下列叙述正确的是________ 。
A.电子移动方向:由电极b经过负载至电极a
B.负极的电极反应式为CH2=CH2+H2O+2e-=CH3CHO+2OH-
C.当有0.1 mol O2反应时,会有0.4 mol H+迁移
D.a极是负极,b极是正极
I.(1)乙烯气相直接水合法生成乙醇
①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1=-23.9 kJ·mol-1
②2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) △H2=-29.1 kJ·mol-1
③C2H5OH(g)=CH3OCH3(g) △H3=+50.7 kJ·mol-1
乙烯气相直接水合法生成乙醇的热化学方程式为
(2)已知等物质的量的C2H4和H2O的混合气体在一定的条件下反应,乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图。
①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点(P2=7.85MPa)的平衡常数Kp=
②图中压强(P1,P2,P3)由小到大顺序为
③已知:C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的反应速率表达式为v正=k正c(C2H4)·c(H2O),v逆=k逆c(C2H5OH),其中,k正、k逆为速率常数,只与温度有关。则在温度从250℃升高到350℃的过程中,下列推断合理的是
a.k正增大,k逆减小 b.k正减小,k逆增大
c.k正增大的倍数大于k逆 d.k正增大的倍数小于k逆
④若保持其他条件不变,将容器改为恒压密闭容器,则300℃时,C2H4(g)的平衡转化率
(3)乙烯与PdCl2发生氧化反应生成CH3CHO和Pd等化合物,其化学反应方程式为:
(4)乙烯氧化生成乙醛的过程设计成如图所示的燃料电池,下列叙述正确的是
A.电子移动方向:由电极b经过负载至电极a
B.负极的电极反应式为CH2=CH2+H2O+2e-=CH3CHO+2OH-
C.当有0.1 mol O2反应时,会有0.4 mol H+迁移
D.a极是负极,b极是正极
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解题方法
【推荐3】Ⅰ.在一定温度下将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g),2分钟末反应达到平衡状态,生成了0.8 mol D,请填写下面空白。
(1)用D表示2 min内的平均反应速率为________ ,A的转化率为________ 。
(2)如果缩小容器容积(温度不变),则平衡体系中混合气体的密度________ (填“增大”、“减
少”或“不变”)。
(3)若开始时只加C和D各4/3 mol,要使平衡时各物质的质量分数与原平衡相等,则还应加
入______ mol B物质。
(4)若向原平衡体系中再投入1 mol A和1 mol B,平衡________ (填“右移”、“左移”或“不
移动”)。
Ⅱ.有人设计出利用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧,则:
①每消耗1 mol CH4可以向外电路提供____ mol e-;
②负极电极反应式为__________________________________________ ;
③电池放电后,溶液的pH不断________ 。
(1)用D表示2 min内的平均反应速率为
(2)如果缩小容器容积(温度不变),则平衡体系中混合气体的密度
少”或“不变”)。
(3)若开始时只加C和D各4/3 mol,要使平衡时各物质的质量分数与原平衡相等,则还应加
入
(4)若向原平衡体系中再投入1 mol A和1 mol B,平衡
移动”)。
Ⅱ.有人设计出利用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧,则:
①每消耗1 mol CH4可以向外电路提供
②负极电极反应式为
③电池放电后,溶液的pH不断
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