铁的化合物在生产生活和科学实验中应用广泛。请按要求回答下列问题:
(1)一定条件下Fe2O3与甲烷反应制取纳米级铁,同时生成CO和H2。已知:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1=-27.6kJ/mol
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH2=+206.4kJ/mol
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.0kJ/mol
①反应Fe2O3(s)+3CH4(g)
2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)的ΔH=_____________ 。
②若该反应在5 L的密闭容器中进行5 min 后达到平衡,测得体系中固体质量减少0.96 g,则该段时间内CO的平均反应速率为________________ 。
③该反应的化学平衡常数的负对数pK随反应温度T的变化曲线如图。试用平衡移动原理解释该曲线的变化规律:______________ 。若700°C时测得平衡时,H2浓度为1.0 mol·L-1,则CH4的平衡转化率为____________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/21/cad14c18-1bc2-4f3a-b154-630786e148ec.png?resizew=241)
(2)常温下FeCO3的溶度积常数为Ksp(FeCO3),H2CO3的一级电离常数和二级电离常数分别为Ka1和Ka2。已知菱铁矿的主要成分是FeCO3,实验室中可以通过FeSO4与足量NaHCO3溶液混合制得FeCO3,常温下该反应的平衡常数K=__________ [用含有Ksp(FeCO3)、Ka1和Ka2的代数式表示]。
(3)Na2FeO4是一种高效净水剂,工业上以Fe为阳极,NaOH为电解质溶液进行电解制备,请写出阳极的电极反应式:__________________ 。
(4)铁氮化合物因其特殊的组成和结构而具有优异的铁磁性能,某铁氮化合物立方晶胞结构如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/21/40dc6e97-8f99-4935-af48-f74a89fde20c.png?resizew=151)
①若以氮原子为晶胞顶点,则铁原子在晶胞中的位置是____________ 。
②该化合物晶胞中距离最近的铁原子和氮原子的距离为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞的密度为___________ g·cm-3(列式计算即可)。
(1)一定条件下Fe2O3与甲烷反应制取纳米级铁,同时生成CO和H2。已知:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1=-27.6kJ/mol
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH2=+206.4kJ/mol
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.0kJ/mol
①反应Fe2O3(s)+3CH4(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
②若该反应在5 L的密闭容器中进行5 min 后达到平衡,测得体系中固体质量减少0.96 g,则该段时间内CO的平均反应速率为
③该反应的化学平衡常数的负对数pK随反应温度T的变化曲线如图。试用平衡移动原理解释该曲线的变化规律:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/21/cad14c18-1bc2-4f3a-b154-630786e148ec.png?resizew=241)
(2)常温下FeCO3的溶度积常数为Ksp(FeCO3),H2CO3的一级电离常数和二级电离常数分别为Ka1和Ka2。已知菱铁矿的主要成分是FeCO3,实验室中可以通过FeSO4与足量NaHCO3溶液混合制得FeCO3,常温下该反应的平衡常数K=
(3)Na2FeO4是一种高效净水剂,工业上以Fe为阳极,NaOH为电解质溶液进行电解制备,请写出阳极的电极反应式:
(4)铁氮化合物因其特殊的组成和结构而具有优异的铁磁性能,某铁氮化合物立方晶胞结构如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/21/40dc6e97-8f99-4935-af48-f74a89fde20c.png?resizew=151)
①若以氮原子为晶胞顶点,则铁原子在晶胞中的位置是
②该化合物晶胞中距离最近的铁原子和氮原子的距离为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞的密度为
更新时间:2023-03-17 16:26:32
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【推荐1】将CO2转化为有经济价值的产物,可以推动经济高质量发展和改善生态环境质量,实现碳中和。请回答下列问题:
(1)以CO2为原料加氢合成二甲醚(CH3OCH3)、甲醇(CH3OH)有利于实现碳中和。已知:
①CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.01kJ·mol-1
②2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-24.52kJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H3=+41.17kJ·mol-1
则反应④2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g)的△H4=____ kJ·mol-1。
(2)在一定条件下,向恒容密闭容器中通入一定量的CO2和H2仅发生反应④,下列能说明反应④已达到平衡状态的是____ (填标号)。
(3)温度为T℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中通入1molCO2和1molH2,仅发生反应③,10min后达到平衡时氢气的体积分数为25%,则0~10min内,v(CO2)=____ mol·L-1·min-1,该反应的平衡常数为____ 。若该反应中v正=k正•c(CO2)•c(H2),v逆=k逆•c(CO)•c(H2O),其中k正、k逆为速率常数,仅与温度有关,当反应过程中CO2的物质的量为0.6mol时,v正∶v逆=____ 。
(4)CO2催化加氢生成乙烯也是CO2的热点研究领域。
2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g) △H<0
a.达到平衡后,欲提高乙烯(C2H4)的产率,并加快反应的速率,可采取的措施是____ (写出其中符合条件的一种)。
b.如图所示,向甲、乙两个密闭容器中分别充入1molCO2和3molH2(其中甲为恒容容器,乙为恒压容器),发生CO2催化加氢生成乙烯的反应,起始温度、体积相同(T1℃、4L密闭容器),达到平衡时,乙容器的容积为2.8L,则平衡时甲容器中CO2的物质的量____ (填“大于”、“小于”或“等于”)0.2mol。
(1)以CO2为原料加氢合成二甲醚(CH3OCH3)、甲醇(CH3OH)有利于实现碳中和。已知:
①CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
②2CH3OH(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
③CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
则反应④2CO2(g)+6H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
(2)在一定条件下,向恒容密闭容器中通入一定量的CO2和H2仅发生反应④,下列能说明反应④已达到平衡状态的是
A.CO2、H2、CH3OCH3分子数之比为2∶6∶1 |
B.混合气体的平均摩尔质量保持不变 |
C.单位时间内,每断裂2个C=O键,同时形成3个O-H键 |
D.混合气体的密度不再变化 |
(4)CO2催化加氢生成乙烯也是CO2的热点研究领域。
2CO2(g)+6H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
a.达到平衡后,欲提高乙烯(C2H4)的产率,并加快反应的速率,可采取的措施是
b.如图所示,向甲、乙两个密闭容器中分别充入1molCO2和3molH2(其中甲为恒容容器,乙为恒压容器),发生CO2催化加氢生成乙烯的反应,起始温度、体积相同(T1℃、4L密闭容器),达到平衡时,乙容器的容积为2.8L,则平衡时甲容器中CO2的物质的量
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【推荐2】地球是我们入类共同的家园,保护环境人人有责。请根据要求回答下列环境治理有关问题:
(1)关于汽车尾气三元催化原理分析
已知:碳的燃烧热为393.5kJ/mol。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56fb6302d852ba01d4ab7ad4d45dea3f.png)
。
则反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
_______ kJ/mol。
(2)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物,某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应
,在
℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下表:
①根据上表数据分析
℃时,该反应在0~10min内的平均反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17fccbdb09377a7afaf30689feadea43.png)
_______
;计算该反应在
℃时的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be67926dcdcae9406c284c19b51258b9.png)
_______ 。
②若30min后只改变某一条件,据上表中的数据判断改变的条件可能是_______ (填序号)。
A.适当缩小容器的体积 B.加入合适的催化剂
C.通入一定量的NO D.加入一定量的活性炭
③若30min后将温度降低至
℃,达到平衡时,容器中NO、
、
的浓度之比为2∶5∶5,则达到新平衡时NO的转化率_______ (填“升高”或“降低”),![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
_______ 0(填“>”或“<”)。
(3)据文献报道,一种利用微生物处理有机废水(废水中的有机物以
代替)并实现海水脱盐综合利用的原电池装置如图所示,其中X、Y为选择性离子交换膜,请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/14/166dfc74-0095-420c-ab95-7ec520670bc9.png?resizew=325)
①电极A为_______ 极,其电极反应是_______ 。
②该装置中Y为_______ 离子交换膜(填“阴”或“阳”),工作一段时间后左室溶液的pH会_______ (填“升高”“降低”或“不变”)。
③当电路中转移2mol电子时,可以脱去海水(假设只含有NaCl)中氯化钠的质量是_______ g。
(1)关于汽车尾气三元催化原理分析
已知:碳的燃烧热为393.5kJ/mol。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e9bb2b06f6da033c7cdccad8d5cd0e68.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56fb6302d852ba01d4ab7ad4d45dea3f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b18adbc00b113844181c4ecc0ef3c0d8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/79181ed1d0438c151b8108e04e8ff102.png)
则反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/319e4021e6749176bdec45dbc4857881.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
(2)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物,某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7304feba8568d0f718a95b35099e0fc8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/baa24a8004d0095ac9d9382113732970.png)
时间/min 浓度 ![]() | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
NO | 2.0 | 1.16 | 0.40 | 0.40 | 0.6 |
![]() | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 1.2 |
![]() | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 1.2 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/baa24a8004d0095ac9d9382113732970.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17fccbdb09377a7afaf30689feadea43.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5547f6339f968a7af10c5c0c781308a9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/baa24a8004d0095ac9d9382113732970.png)
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②若30min后只改变某一条件,据上表中的数据判断改变的条件可能是
A.适当缩小容器的体积 B.加入合适的催化剂
C.通入一定量的NO D.加入一定量的活性炭
③若30min后将温度降低至
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
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(3)据文献报道,一种利用微生物处理有机废水(废水中的有机物以
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①电极A为
②该装置中Y为
③当电路中转移2mol电子时,可以脱去海水(假设只含有NaCl)中氯化钠的质量是
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【推荐3】党的二十大报告提出:积极稳妥推进碳达峰、碳中和,坚持先立后破,有计划、分步骤实施碳达峰行动。实现CO2的有效转化成为科研工作者的研究热点,研究发现,一定条件下CO2可以通过化学反应制备甲酸。
(1)工业上利用甲酸的能量关系转换图如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/15/efd21623-4f6f-4e37-b2ba-9d6c902beb17.png?resizew=399)
反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e358767a9cb47ff4fc978f41cd45df09.png)
___________ 。
(2)温度为
时,在体积为
的恒容密闭容器中充入
和
发生反应:
,实验测得反应前容器内的总压强为
,平衡时容器内总压强变为原来的
。已知:
,
,
为速率常数。
①
时,
的平衡转化率为___________ ;上述反应的化学平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be67926dcdcae9406c284c19b51258b9.png)
___________ 。
②
时,当测得容器内总压强为0.8
时,
=___________ 。
③其他条件相同时,改变温度为
。此时
,则
时平衡压强___________ (填“>”“<”或“=”)
。理由是___________ 。
(3)一种以
和
为原料,利用
和
纳米片
作催化电极,制备甲酸(甲酸盐)的电化学装置的工作原理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/15/f731d7fb-e6a1-43e0-b44f-83668d9c94fb.png?resizew=341)
①电解过程中阳极电极反应式为___________ 。
②当有
通过质子交换膜时,装置中生成
和
总共___________
。
(1)工业上利用甲酸的能量关系转换图如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/15/efd21623-4f6f-4e37-b2ba-9d6c902beb17.png?resizew=399)
反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e358767a9cb47ff4fc978f41cd45df09.png)
(2)温度为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de637c61a4f06a67470721f1395dc327.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3d8038d203755bf2f870740f1a7ea217.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/868312b989f924910af849375f525853.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/409a46c41661fe5d7d7f8dc4122737fa.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ce1bcb3123fdaf457223e71a7ec9b4f8.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d911f1184ad20b9e3033a0e3d507c0a0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/731c7dc8fd8225cc5dc76c4d666546ff.png)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de637c61a4f06a67470721f1395dc327.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be67926dcdcae9406c284c19b51258b9.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de637c61a4f06a67470721f1395dc327.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bab39c42608379bb6638b1aed32ef421.png)
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③其他条件相同时,改变温度为
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(3)一种以
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①电解过程中阳极电极反应式为
②当有
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a350693567e3caabf16e407ee9d3072a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2196ccc5b76e998c136fb5da50394e4a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e06b60f5d0be1cd442c0065e4c794b76.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐1】某温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体随时间变化的曲线如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/16/2701290968350720/2701780117004288/STEM/d7f08793-ea2f-49d0-a836-46dbe6afb4d2.png?resizew=261)
请回答下列问题:
(1)由图中数据分析:该反应的化学方程式为___________ 。
(2)反应开始至2min,Z的平均反应速率为___________ 。
(3)5min时Z的生成速率与6min时Z的生成速率相比较,前者___________ 后者(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)上述反应过程中,如果降低温度,则其正反应速率___________ (填“增大”、“减少或“不变)。如果使用合适的催化剂,则其逆反应速率___________ (填“增大”“减小”或“不变)。
(5)下列各项中不可以说明上述反应达到平衡的是___________ (填字母)。
a.混合气体的密度不变
b.混合气体的压强不变
c.同一物质的正反应速率等于逆反应速率
d.X的浓度保持不变
e.生成1molZ和同时生成1.5molX
f.X、Y、Z的反应速率之比为3∶1∶2
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/16/2701290968350720/2701780117004288/STEM/d7f08793-ea2f-49d0-a836-46dbe6afb4d2.png?resizew=261)
请回答下列问题:
(1)由图中数据分析:该反应的化学方程式为
(2)反应开始至2min,Z的平均反应速率为
(3)5min时Z的生成速率与6min时Z的生成速率相比较,前者
(4)上述反应过程中,如果降低温度,则其正反应速率
(5)下列各项中不可以说明上述反应达到平衡的是
a.混合气体的密度不变
b.混合气体的压强不变
c.同一物质的正反应速率等于逆反应速率
d.X的浓度保持不变
e.生成1molZ和同时生成1.5molX
f.X、Y、Z的反应速率之比为3∶1∶2
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解答题-工业流程题
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(0.4)
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【推荐2】镓(Ga)被誉为“电子工业脊梁”,高纯GaAs(砷化)可用于芯片制造,以砷化镓废料(含80%GaAs、8%Fe2O3、7%Al2O3和5%CaCO3)制备高纯GaAs的流程如下:
已知:常温下
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a38fa24f43e36134863bfb05e59ae624.png)
回答下列问题:
(1)Ga与Al同族,位于元素周期表的________ 区。写出Ga的核外电子排布式________ 。
(2)滤渣1的主要成分有___________ 。
(3)通入CO2调节pH的目的是___________ 。
(4)为探究“沉淀转溶”中
在氨水中能否溶解,计算反应
的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/077b39b4d746da3b31a1ea037cc0b347.png)
___________ 。
(5)产物纯度分析:将得到的产物进行X射线衍射测试。通过X射线衍射得到的数据与已知晶胞的边长进行对照,可以测定制备的GaAs是否纯净。GaAs的立方晶胞如图所示,其中Ga的配位数为___________ ;该晶体密度为
,设
为阿伏加德罗常数的值,晶胞边长为___________ pm。
(6)芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示,其中致密保护膜可阻止H2O2刻蚀液与下层GaAs反应。
①刻蚀后AlAs层会形成砷酸(H3AsO4)和一种常见的致密氧化物保护膜。写出反应的化学方程式是___________ 。
②有研究人员提出可以用过硫酸钾K2S2O8代替H2O2做刻蚀液,
的结构如图:
推测氧化性:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/161d60b5763e8b75803350aac26728ce.png)
___________ H2O2 (填“>”“<”或“=”)。
资料:O-O键越易断裂,过氧化物的氧化性越强。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/12/20338157-897c-4dd8-ab99-7150756757c1.png?resizew=566)
已知:常温下
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/832848b48565f87b523b231b26e5cae6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1375380fef541f017a6ddd1b75d4a225.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09caf931d74292fa8e05e6121cdbccf3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/01c4c1fa850db438e585ed12ed3e64f4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a38fa24f43e36134863bfb05e59ae624.png)
回答下列问题:
(1)Ga与Al同族,位于元素周期表的
(2)滤渣1的主要成分有
(3)通入CO2调节pH的目的是
(4)为探究“沉淀转溶”中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/19fba495655044d23cd1b20574957567.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/558a222e4d7df115dc558aad0703de69.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/077b39b4d746da3b31a1ea037cc0b347.png)
(5)产物纯度分析:将得到的产物进行X射线衍射测试。通过X射线衍射得到的数据与已知晶胞的边长进行对照,可以测定制备的GaAs是否纯净。GaAs的立方晶胞如图所示,其中Ga的配位数为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/476b4f8c5c936971895fa69dadb34382.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/004d5c84e9636ffab4f1825ea166307d.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/12/2d9c385c-075a-4468-8ed7-a7e1391d9af7.png?resizew=193)
(6)芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示,其中致密保护膜可阻止H2O2刻蚀液与下层GaAs反应。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/12/9c089a51-7159-4ed8-a22f-92e199b6a04c.png?resizew=405)
①刻蚀后AlAs层会形成砷酸(H3AsO4)和一种常见的致密氧化物保护膜。写出反应的化学方程式是
②有研究人员提出可以用过硫酸钾K2S2O8代替H2O2做刻蚀液,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/161d60b5763e8b75803350aac26728ce.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/12/c3bfd7e1-6f02-4f59-98f7-a7ab505b0938.png?resizew=172)
推测氧化性:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/161d60b5763e8b75803350aac26728ce.png)
资料:O-O键越易断裂,过氧化物的氧化性越强。
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【推荐3】双加压法工艺流程是世界上先进的制硝酸工艺。请回答相关问题:
(1)部分物质的∆fH
如下表所示(注:∆fH
表示在25℃、标准压力下,由稳定的单质生成单位物质的量该物质的焓变)。
4NH₃(g)+5O₂(g)=4NO(g)+6H₂O(g) △H=_______ kJ/mol,该反应_______ (填“一定”、“一定不”或“不一定”)能自发进行。
(2)氨催化氧化后的取样气体中有2.8 mol NO、9.7 mol N2、1.45 mol O2,将该气体冷却到160℃,恒容条件下继续发生如下两个反应:
i.2NO+O2
2NO2 △H₁<0
ii.2NO2
N2O4
①下列可以作为体系达到平衡状态的标志是_______ 。
A.容器内气体的密度不变 B.反应i 中v正(O2)=2v逆(NO2)
C.气体的压强不变 D.反应i 和ii的平衡常数均不变
E.容器内气体颜色不变
达到平衡时气体的总压强为0.8 MPa,体系中N2O4、O2均为0.1mol,则反应ii的平衡常数KP=____ MP-1。
②测得温度、压强对NO平衡转化率的影响如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/24/9d13f10a-49aa-4191-88e5-69d3e30d413c.png?resizew=155)
根据图像可知:P1____ P2(填“>”“<”或“=”);反应i 的平衡常数Ka、Kb、Kc的大小关系为____ 。
(3)从吸收塔出来的尾气中主要含有NO,NO与 NH3,在一定质量的催化剂( Mn-ZrOx)作用下,生成N2和H2O。发生的反应为:4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O,v(NO)表示NO的转化速率,转化速率方程为v(NO)=k·cx(NO)cy(NH3)cz(O2)[k表示NO 的转化速率常数]。
①根据表中数据可知y=_______ ,Z =_______ 。
②NO 的去除率与N2的选择率如下图所示,当反应温度高于380 ℃时,NO 的去除率明显下降的原因可能有:a.平衡逆向移动;b._____ ;c._____ 。
(1)部分物质的∆fH
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/569d56de2ef457fe59499e62923e6f10.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/569d56de2ef457fe59499e62923e6f10.png)
物质 | NH3 | O2 | NO | H2O |
∆fH![]() | —45.8 | 0 | +90.3 | —241.9 |
(2)氨催化氧化后的取样气体中有2.8 mol NO、9.7 mol N2、1.45 mol O2,将该气体冷却到160℃,恒容条件下继续发生如下两个反应:
i.2NO+O2
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
ii.2NO2
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
①下列可以作为体系达到平衡状态的标志是
A.容器内气体的密度不变 B.反应i 中v正(O2)=2v逆(NO2)
C.气体的压强不变 D.反应i 和ii的平衡常数均不变
E.容器内气体颜色不变
达到平衡时气体的总压强为0.8 MPa,体系中N2O4、O2均为0.1mol,则反应ii的平衡常数KP=
②测得温度、压强对NO平衡转化率的影响如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/24/9d13f10a-49aa-4191-88e5-69d3e30d413c.png?resizew=155)
根据图像可知:P1
(3)从吸收塔出来的尾气中主要含有NO,NO与 NH3,在一定质量的催化剂( Mn-ZrOx)作用下,生成N2和H2O。发生的反应为:4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O,v(NO)表示NO的转化速率,转化速率方程为v(NO)=k·cx(NO)cy(NH3)cz(O2)[k表示NO 的转化速率常数]。
c(NH3)(mmol/L) | c(NO)(mmol/L) | c(O2)(mmol/L) | v(NO)[mmol/(g·min)] |
0.1 | 1.0 | 1.0 | 1.0 k |
0.1 | 1.0 | 4.0 | 2.0 k |
0.2 | 1.0 | 4.0 | 2.0 k |
②NO 的去除率与N2的选择率如下图所示,当反应温度高于380 ℃时,NO 的去除率明显下降的原因可能有:a.平衡逆向移动;b.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/24/11197e37-7ada-43c8-baad-618cea496801.png?resizew=221)
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【推荐1】数十年来,化学工作者对氮的氧化物、碳的氧化物做了广泛深入的研究并取得一些重要成果。
I.已知2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)的反应历程分两步:
第一步:2NO(g)
N2O2(g) (快) ∆H1<0;v1正=k1正c2(NO) ;v1逆=k1逆c(N2O2)
第二步:N2O2(g)+O2(g)
2NO2(g) (慢) ∆H2< 0; v2正=k2正c(N2O2)c(O2);v2逆=k2逆c2(NO2)
①2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)的反应速率主要是由______ (填“第一步”或“第二步”)反应决定。
②一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)达到平衡状态,请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K=____________ ;
II.利用CO2和CH4重整不仅可以获得合成气(主要成分为CO、H2),还可减少温室气体的排放(1)已知重整过程中部分反应的热化方程式为:
① CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH>0
② CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH>0
③ CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g) ΔH<0
固定n(CO2)=n(CH4),改变反应温度,CO2和CH4的平衡转化率见图甲。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/27/3d38fd1a-6214-485a-b6c2-11a71fac5404.png?resizew=625)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/27/0be5178a-a9ab-450a-961f-aad2dae01ee4.png?resizew=309)
同温度下CO2的平衡转化率________ (填“大于”“小于”或“等于”)CH4的平衡转化率。
(2)在密闭容器中通入物质的量均为0.1mol的CH4和CO2,在一定条件下发生反应CO2(g) + CH4(g)
2CO(g) + 2H2(g),CH4的平衡转化率与温度及压强(单位Pa)的关系如图乙所示。y点:v(正)_____ v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。已知气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体的物质的量分数。用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp,求x点对应温度下反应的平衡常数Kp=__________________ 。
III.根据2CrO42﹣+2H+
Cr2O72﹣+H2O设计如图丙装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7,图丙中右侧电极连接电源的__ 极,电解制备过程的总反应方程式为__ 。测定阳极液中Na和Cr的含量,若Na与Cr的物质的量之比为a:b,则此时Na2CrO4的转化率为__ 。若选择用熔融K2CO3作介质的甲醇(CH3OH)燃料电池充当电源,则负极反应式为__ 。
I.已知2NO(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
第一步:2NO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
第二步:N2O2(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
①2NO(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
②一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
II.利用CO2和CH4重整不仅可以获得合成气(主要成分为CO、H2),还可减少温室气体的排放(1)已知重整过程中部分反应的热化方程式为:
① CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH>0
② CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH>0
③ CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g) ΔH<0
固定n(CO2)=n(CH4),改变反应温度,CO2和CH4的平衡转化率见图甲。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/27/3d38fd1a-6214-485a-b6c2-11a71fac5404.png?resizew=625)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/27/0be5178a-a9ab-450a-961f-aad2dae01ee4.png?resizew=309)
同温度下CO2的平衡转化率
(2)在密闭容器中通入物质的量均为0.1mol的CH4和CO2,在一定条件下发生反应CO2(g) + CH4(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
III.根据2CrO42﹣+2H+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
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【推荐2】硫及其化合物广泛分布于自然界中,硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位,运用相关原理回答下列问题:
(1)硫酸生产中,根据化学平衡原理来确定的条件或措施有_______ (填序号)。
A.矿石加入沸腾护之前先粉碎
B.使用V2O5作催化剂
C.接触室中不使用很高的温度
D.净化后炉气中要有过量的空气
E.接触氧化在常压下进行
(2)若实验室在537℃、1.01×105Pa和催化剂存在条件下,向某密闭容器中充入2mol SO2和2mol O2,此时体积为10L,在温度和压强 不变条件下20分钟后反应达到平衡,SO3体积分数为0.5。
①该温度下,从反应开始至平衡时氧气的平均反应速率是_______ ;
②该温度下,反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)的平衡常数的值为_______________ 。
(3)工业上冶炼铜主要以黄铜矿(主要成分CuFeS2)为原料,经过多步反应将铜元素还原为铜。其中有一步为:2Cu2S+3O2(g) === 2Cu2O+2SO2。试从反应的自发性判断此反应的ΔH________ 0 (填“>”、“=”或“<”)。
(4)用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义,将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容。如图,是电解产生多硫化物的实验装置:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/3/13/1642934673694720/1643656520826880/STEM/1f98c755721e469788afd69bbd7ecc89.png?resizew=199)
①已知阳极的反应为:(x+1)S2-=== Sx+S2-+2xe-,则阴极的电极反应式是:__________ 。当反应转移xmol电子时,产生的气体体积为_________ (标准状况下)。
②将Na2S·9H2O溶于水中配制硫化物溶液时,通常是在氮气气氛下溶解。其原因是(用离子方程式表示):____________ 。溶液中离子浓度由大到小的顺序____________ 。
(1)硫酸生产中,根据化学平衡原理来确定的条件或措施有
A.矿石加入沸腾护之前先粉碎
B.使用V2O5作催化剂
C.接触室中不使用很高的温度
D.净化后炉气中要有过量的空气
E.接触氧化在常压下进行
(2)若实验室在537℃、1.01×105Pa和催化剂存在条件下,向某密闭容器中充入2mol SO2和2mol O2,此时体积为10L,在
①该温度下,从反应开始至平衡时氧气的平均反应速率是
②该温度下,反应2SO2(g)+O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/3/13/1642934673694720/1643656520826880/STEM/d2cfadc281484ffc959c8438a4e2baae.png?resizew=39)
(3)工业上冶炼铜主要以黄铜矿(主要成分CuFeS2)为原料,经过多步反应将铜元素还原为铜。其中有一步为:2Cu2S+3O2(g) === 2Cu2O+2SO2。试从反应的自发性判断此反应的ΔH
(4)用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义,将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容。如图,是电解产生多硫化物的实验装置:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/3/13/1642934673694720/1643656520826880/STEM/1f98c755721e469788afd69bbd7ecc89.png?resizew=199)
①已知阳极的反应为:(x+1)S2-=== Sx+S2-+2xe-,则阴极的电极反应式是:
②将Na2S·9H2O溶于水中配制硫化物溶液时,通常是在氮气气氛下溶解。其原因是(用离子方程式表示):
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
名校
【推荐3】氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂,是一种白色粉末;微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸。工业用如下流程,从酸性废液(主要含Cu2+、Fe3+、H+、Cl-)中制备氯化亚铜。
请回答下列问题:
(1)写出步骤①中发生的两个主要反应的离子方程式:_________________________ 。
(2)步骤②的操作名称是:_____________ 。
(3)步骤④中所加物质X为:__________ 。
(4)步骤⑤的操作是:___________________________________________________ 。
(5)步骤⑥应调节溶液pH呈酸性,且用乙醇洗涤CuCl晶体,目的是:______________ 。
(6)在CuCl的生成过程中,可以循环利用的物质是______________ ,理论上_____ (填“是”或“否”)需要补充(不考虑调节等消耗);理由是__________________________________ 。
(7)工业上还可以采用以碳棒为电极电解CuCl2溶液得到CuCl。写出电解CuCl2溶液中的阴极上发生的电极反应___________________________________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/2/b6002dac-1322-4a1b-8d63-462a2d98ebdb.png?resizew=568)
请回答下列问题:
(1)写出步骤①中发生的两个主要反应的离子方程式:
(2)步骤②的操作名称是:
(3)步骤④中所加物质X为:
(4)步骤⑤的操作是:
(5)步骤⑥应调节溶液pH呈酸性,且用乙醇洗涤CuCl晶体,目的是:
(6)在CuCl的生成过程中,可以循环利用的物质是
(7)工业上还可以采用以碳棒为电极电解CuCl2溶液得到CuCl。写出电解CuCl2溶液中的阴极上发生的电极反应
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解答题-结构与性质
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(0.4)
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解题方法
【推荐1】(1) 写出镍原子的电子排布式_____________ 。
(2) 丙酮(
)分子中2号碳原子的杂化方式为__________ ;与CS2互为等电子体的阴离子是__________ (写一种)。
(3)含0.1mol[Cr(H2O)Cl]Cl2·H2O的水溶液与足量硝酸银溶液反应生成_______ molAgCl沉淀。
(4)H2O分子的键角比H2S分子的键角大,原因是_______ 。
(5)N,P属于同族元素,但是它们的简单氢化物NH3,PH3在水中溶解度差异很大,其原因是_________
(6) 由铜与氯形成的一种化合物的晶胞结构如图所示(黑点代表铜原子)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/10/18/2056120753471488/2058412753690624/STEM/33f747bd8efa4a4ab74b998ac5234a7f.png?resizew=166)
①该晶体的化学式为_______ 。
②将晶胞内的4个黑点相互连接所形成的立体构型是_______ 。
③晶体中与一个氯原子距离最近的氯原子有_______ 个。
④已知该晶体的密度为ρg.cm-3,阿伏伽德罗常数的值为NA,则该晶体中铜原子和氯原子之间的最短距离为_______ pm(列出计算式即可)。
(2) 丙酮(
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/10/18/2056120753471488/2058412753690624/STEM/9f833f55ce07437688b113062b0deb78.png?resizew=110)
(3)含0.1mol[Cr(H2O)Cl]Cl2·H2O的水溶液与足量硝酸银溶液反应生成
(4)H2O分子的键角比H2S分子的键角大,原因是
(5)N,P属于同族元素,但是它们的简单氢化物NH3,PH3在水中溶解度差异很大,其原因是
(6) 由铜与氯形成的一种化合物的晶胞结构如图所示(黑点代表铜原子)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/10/18/2056120753471488/2058412753690624/STEM/33f747bd8efa4a4ab74b998ac5234a7f.png?resizew=166)
①该晶体的化学式为
②将晶胞内的4个黑点相互连接所形成的立体构型是
③晶体中与一个氯原子距离最近的氯原子有
④已知该晶体的密度为ρg.cm-3,阿伏伽德罗常数的值为NA,则该晶体中铜原子和氯原子之间的最短距离为
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解答题-结构与性质
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】由金属Na、Cu、C、N、B等元素组成的物质在生活和工业上有着广泛用途。
(1)基态Cu+的外围电子轨道式为_______ 。
(2)H3BNH3是储氢材料,其制备原理为:3CH4+2(HB=NH)3+6H2O→3CO2+6H3BNH3,其中(HB=NH)3是一种六元环状化合物。化合物H3BNH3中B原子的杂化方式为_______ ;1个(HB=NH)3分子中含有 ___ 个σ键。
(3) B、C、N、O原子的第一电离能由大到小的顺序为_____________________ 。
(4)金属晶体的四种堆积如下图,金属钠的晶体堆积模型为____ (填字母)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/8/31/1764068791681024/1764889396723712/STEM/e60c12d1-1a44-4918-9eae-5c0fea38c4e4.png)
(5)已知NaCl的摩尔质量为Mg·mol-1,密度为pg·㎝-3,阿伏伽德罗常数为NA mol-1,在NaCl晶体中,两个距离最近的Cl-中心间的距离为____________ 。
(1)基态Cu+的外围电子轨道式为
(2)H3BNH3是储氢材料,其制备原理为:3CH4+2(HB=NH)3+6H2O→3CO2+6H3BNH3,其中(HB=NH)3是一种六元环状化合物。化合物H3BNH3中B原子的杂化方式为
(3) B、C、N、O原子的第一电离能由大到小的顺序为
(4)金属晶体的四种堆积如下图,金属钠的晶体堆积模型为
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(5)已知NaCl的摩尔质量为Mg·mol-1,密度为pg·㎝-3,阿伏伽德罗常数为NA mol-1,在NaCl晶体中,两个距离最近的Cl-中心间的距离为
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解答题-结构与性质
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较难
(0.4)
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解题方法
【推荐3】中科院大连化物所化学研究团队在化学链合成NH3研究方面取得新进展,该研究中涉及的物质有Ni-BaH2/Al2O3、Fe-K2O-Al2O3、Cs-Ru/MgO等,相关研究成果发表于《自然》上。
请回答下列问题:
(1)基态Fe原子核外电子占据最高能层的符号为___________ ,Ni位于周期表中的___________ 区。
(2)元素的第一电离能:Mg___________ (填“>”或“<”)Al。H、N、O的电负性由大到小的顺序为___________ 。
(3)NH3分子中中心原子的杂化方式为___________ 。
(4)已知MgO的熔点为2852℃,CaO的熔点为2614℃,二者的晶体类型为___________ ,MgO的熔点高于CaO的原因是___________ 。
(5)研究发现,只含Ni、Mg和C三种元素的晶体竟然也具有超导性,该晶体的晶胞结构如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/7/ce59a765-ed86-4088-a9a6-4c6463f028d7.png?resizew=415)
①与C原子紧邻的Ni原子有___________ 个。
②已知该晶胞中a原子的坐标参数为(1,0,0),b原子的坐标参数为(
,
,0),则c原子的坐标参数为___________ 。
③已知该晶体的密度为dg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中Ni原子、Mg原子之间的最短距离为___________ pm(用含d、NA的代数式表示)。
请回答下列问题:
(1)基态Fe原子核外电子占据最高能层的符号为
(2)元素的第一电离能:Mg
(3)NH3分子中中心原子的杂化方式为
(4)已知MgO的熔点为2852℃,CaO的熔点为2614℃,二者的晶体类型为
(5)研究发现,只含Ni、Mg和C三种元素的晶体竟然也具有超导性,该晶体的晶胞结构如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/7/ce59a765-ed86-4088-a9a6-4c6463f028d7.png?resizew=415)
①与C原子紧邻的Ni原子有
②已知该晶胞中a原子的坐标参数为(1,0,0),b原子的坐标参数为(
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③已知该晶体的密度为dg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中Ni原子、Mg原子之间的最短距离为
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