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解题方法
1 . 除去废水中Cr(Ⅵ)的方法有多种。请按要求回答下列问题。
(1)室温下,含Cr(Ⅵ)的微粒在水溶液中存在如下平衡:
H2CrO4(aq)H+(aq)+(aq) ΔH1
(aq)H+(aq)+(aq) ΔH2
2(aq)H2O(l)+(aq) ΔH3
①室温下,反应2(aq)+2H+(aq)(aq)+H2O(l)的ΔH=___________ (用含ΔH1、ΔH2或ΔH3的代数式表示)。
②室温下,初始浓度为1.0mol/L的Na2CrO4溶液中c()随c(H+)的变化如图。根据A点数据计算反应2+2H++H2O的K=___________ ,下列关于该反应的说法正确的是___________ 。
A.加水稀释,平衡正向移动
B.若达到A点的时间为5s,则v()=0.1mol/(L·s)
C.若升高温度,溶液中的平衡转化率减小,则该反应的ΔH>0
(2)NaHSO3与熟石灰除Cr(Ⅵ)法:向酸性废水中加入NaHSO3,再加入熟石灰,使Cr3+沉淀。
①实验中的NaHSO3作用是___________ 。
②Cr(Ⅲ)在水溶液中的存在形态分布如图1所示。当pH>12时,Cr(Ⅲ)去除率下降的原因可用离子方程式表示为___________ 。(3)微生物法:
①用硫酸盐还原菌(SRB)处理含Cr(Ⅵ)的废水时,Cr(Ⅵ)去除率随温度的变化如图2所示。55℃时,Cr(Ⅵ)的去除率很低的原因是___________ 。②水体中,Fe合金在SRS存在条件下腐蚀的机理如图3所示,Fe腐蚀后生成FeS的过程可描述为:Fe失去电子转化为Fe2+,H2O得到电于转化为H,___________ 。
(1)室温下,含Cr(Ⅵ)的微粒在水溶液中存在如下平衡:
H2CrO4(aq)H+(aq)+(aq) ΔH1
(aq)H+(aq)+(aq) ΔH2
2(aq)H2O(l)+(aq) ΔH3
①室温下,反应2(aq)+2H+(aq)(aq)+H2O(l)的ΔH=
②室温下,初始浓度为1.0mol/L的Na2CrO4溶液中c()随c(H+)的变化如图。根据A点数据计算反应2+2H++H2O的K=
A.加水稀释,平衡正向移动
B.若达到A点的时间为5s,则v()=0.1mol/(L·s)
C.若升高温度,溶液中的平衡转化率减小,则该反应的ΔH>0
(2)NaHSO3与熟石灰除Cr(Ⅵ)法:向酸性废水中加入NaHSO3,再加入熟石灰,使Cr3+沉淀。
①实验中的NaHSO3作用是
②Cr(Ⅲ)在水溶液中的存在形态分布如图1所示。当pH>12时,Cr(Ⅲ)去除率下降的原因可用离子方程式表示为
①用硫酸盐还原菌(SRB)处理含Cr(Ⅵ)的废水时,Cr(Ⅵ)去除率随温度的变化如图2所示。55℃时,Cr(Ⅵ)的去除率很低的原因是
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111次组卷
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3卷引用:湖北省武昌实验中学2023届高三下学期高考适应性考试化学试题
2 . 近两年来,碳中和连续成为两会期间最受关注的议题之一,的回收和利用对于改善环境,实现绿色发展至关重要。
(1)甲烷化反应最早由化学家PaulSabatier提出。已知:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
①的结构式为_______ 。
②甲烷化反应是_______ (填“吸热”或“放热”)反应。
③反应Ⅰ的和为速率常数,与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度,则_______ (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)一定条件下,与反应可合成乙烯:。该反应分两步进行:
ⅰ.
ⅱ.
,压强恒定为时,将的混合气体和催化剂投入反应器中,达平衡时,部分组分的物质的量分数如表所示。
的平衡转化率为_______ ,反应ⅰ的平衡常数_______ (是以分压表示的平衡常数,分压总压物质的量分数)。
(3)一种以和甲醇为原料,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。①为_______ 极,电解过程中阴极的电极反应式为_______ 。
②设为阿伏加德罗常数的值,当电路中转移电子时,装置中生成和的数目共为_______ 。
(1)甲烷化反应最早由化学家PaulSabatier提出。已知:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
①的结构式为
②甲烷化反应是
③反应Ⅰ的和为速率常数,与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度,则
(2)一定条件下,与反应可合成乙烯:。该反应分两步进行:
ⅰ.
ⅱ.
,压强恒定为时,将的混合气体和催化剂投入反应器中,达平衡时,部分组分的物质的量分数如表所示。
组分 | |||
物质的量分数 |
(3)一种以和甲醇为原料,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。①为
②设为阿伏加德罗常数的值,当电路中转移电子时,装置中生成和的数目共为
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3 . 新质生产力本身就是绿色生产力,开展绿色低碳技术攻关,实现“双碳”目标,催化加氢的主要过程包括如下反应:
. kJ⋅mol
. kJ⋅mol
.
回答下列问题:
(1)利用焦炉气中的作为原料,需要清除其中的硫化物,其目的是___________ 。
(2)___________ kJ⋅mol。
(3)温度对上述化学反应平衡常数的影响如图所示,其中对应的曲线是___________ (填标号)。(4)在3.0MPa、作催化剂的条件下,以的原料比通入反应物,的转化率和的选择性随温度的变化如图所示[甲醇的选择性]。①随温度升高,的选择性下降,可能的原因是___________ 。
②200∼280°C范围内随温度升高,的产率先增大后减小,其原因是___________ 。
③P点时,的分压是___________ MPa,___________ 。
. kJ⋅mol
. kJ⋅mol
.
回答下列问题:
(1)利用焦炉气中的作为原料,需要清除其中的硫化物,其目的是
(2)
(3)温度对上述化学反应平衡常数的影响如图所示,其中对应的曲线是
②200∼280°C范围内随温度升高,的产率先增大后减小,其原因是
③P点时,的分压是
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解题方法
4 . 甲烷干重整反应可以强化碳酸钙分解.
I.碳酸钙分解:
Ⅱ.甲烷干重整:
(1)是指由稳定单质生成化合物的焓变,依据下表数据计算___________ .
(2)甲烷干重整反应机理可能如下,其中*代表活性中心,补全反应机理;
I. Ⅱ.
Ⅲ.___________ IV. V.
(3)在某温度下,压强恒定为P,向一密闭容器中投入等物质的量和;
①下列能说明反应达到平衡状态的是___________ (填字母);
a. b.和的体积比保持不变
c.每生成消耗 d.气体的体积保持不变
②反应达到平衡时,的转化率为的转化率为,则反应I的平衡常数___________ ;(用含和的式子表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(4)在该耦合反应体系中,碳酸钙分解转化率与反应速率常数的关系如下:(其中k为速率常数,C为常数)分别在得到的的曲线如图所示:其中的曲线是曲线___________ ,用碰撞理论解释原因___________ ;
(5)在某温度下,催化剂活性良好,加入一定量的,通入,和的流速为,发生上述反应.甲烷转化率、出口的百分含量随时间的变化关系如图,结合图像解释时刻后,甲烷转化率降低的原因是___________ 。
I.碳酸钙分解:
Ⅱ.甲烷干重整:
(1)是指由稳定单质生成化合物的焓变,依据下表数据计算
0 |
(2)甲烷干重整反应机理可能如下,其中*代表活性中心,补全反应机理;
I. Ⅱ.
Ⅲ.
(3)在某温度下,压强恒定为P,向一密闭容器中投入等物质的量和;
①下列能说明反应达到平衡状态的是
a. b.和的体积比保持不变
c.每生成消耗 d.气体的体积保持不变
②反应达到平衡时,的转化率为的转化率为,则反应I的平衡常数
(4)在该耦合反应体系中,碳酸钙分解转化率与反应速率常数的关系如下:(其中k为速率常数,C为常数)分别在得到的的曲线如图所示:其中的曲线是曲线
(5)在某温度下,催化剂活性良好,加入一定量的,通入,和的流速为,发生上述反应.甲烷转化率、出口的百分含量随时间的变化关系如图,结合图像解释时刻后,甲烷转化率降低的原因是
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5 . (Ⅰ)铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。(1)催化丙烷脱氢过程中,部分反应历程如图,过程的焓变为___ (列式表示)。
(2)该反应_______ 0(填“>”或“=”或“<”)。
(Ⅱ)2022年11月29日23时08分,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号F遥十五火箭,成功将神舟十五号载人飞船发射升空,是空间站建造阶段最后一次载人飞行任务。
(3)火箭发射时可以用肼(,液态)作燃料,作氧化剂,二者反应生成和水蒸气。已知:① kJ/mol② kJ/mol请写出与反应的热化学方程式_______ 。③ ,与进行大小比较:_______ (填“>”、“<”或“=”)。
(4)二甲醚()是一种新型能源,被誉为“21世纪的清洁燃料”。用CO和合成二甲醚的反应为: kJ/mol。
①改变下列“量”,一定会引起发生变化的是_______ (填代号)。
a.化学计量数 b.反应物浓度 c.催化剂
②采用新型催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金)制备二甲醚。催化剂中对合成二甲醚的影响情况如下图所示。当时,二甲醚的选择性(选择性)为85.8%,此时二甲醚的产率为_______ 。(保留3位有效数字)
反应III: kJ·mol
在反应Ⅱ中,若标准状况下有33.6 L气体与水蒸气完全反应生成液态硫酸和固态硫单质,则放出的热量为______ kJ。
(2)该反应
(Ⅱ)2022年11月29日23时08分,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号F遥十五火箭,成功将神舟十五号载人飞船发射升空,是空间站建造阶段最后一次载人飞行任务。
(3)火箭发射时可以用肼(,液态)作燃料,作氧化剂,二者反应生成和水蒸气。已知:① kJ/mol② kJ/mol请写出与反应的热化学方程式
(4)二甲醚()是一种新型能源,被誉为“21世纪的清洁燃料”。用CO和合成二甲醚的反应为: kJ/mol。
①改变下列“量”,一定会引起发生变化的是
a.化学计量数 b.反应物浓度 c.催化剂
②采用新型催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金)制备二甲醚。催化剂中对合成二甲醚的影响情况如下图所示。当时,二甲醚的选择性(选择性)为85.8%,此时二甲醚的产率为
(5)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:反应Ⅰ: kJ·mol
反应III: kJ·mol
在反应Ⅱ中,若标准状况下有33.6 L气体与水蒸气完全反应生成液态硫酸和固态硫单质,则放出的热量为
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6 . 环氧乙烷(,简称)是有机合成常用的试剂。常温下易燃易爆,其爆炸极限为。工业上常用乙烯、氧气、氮气混合气投料的乙烯氧化法制备。涉及反应有:
主反应:副反应:
(1)主反应的活化能(正)
(2)已知,则的燃烧热为
(3)在温度为T,压强为的环境下,欲提高乙烯的平衡转化率,理论上需
(4)以Ag为催化剂的反应机理如下:
反应I: 慢
反应Ⅱ: 快
反应Ⅲ: 快
①一定能够提高主反应反应速率的措施有
A.移出 B.增大浓度 C.降低温度 D.增大浓度
②加入二氯乙烷会发生反应。一定条件下,反应经过一定时间后,产率及选择性[]与二氯乙烷浓度关系如图。1,2-二氯乙烷能使产率先增加后降低的原因可能是
(5)一定温度下,假定体系内只发生主反应,设的平衡分压为p,的平衡转化率为x,用含p和x的代数式表示主反应的
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2024-04-29更新
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52次组卷
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2卷引用:湖北省黄冈市2023-2024学年高二上学期期末调研考试化学试题
7 . 氙及其化合物在工业生产中有重要用途。
(1)1962年,化学家巴特利特合成了氙的第一个化合物,其在熔化时电离出和。Xe和混合制得的反应可以表示如下:已知:①在标准状态下将1mol离子型晶体(如NaCl)拆散为1mol气态阳离子()和1mol气态阴离子()所需要的能量叫做晶格能,的晶格能为。
②Xe的第一电离能为。
③ 。
根据以上信息,计算反应___________ 。
(2)不久,在三个不同实验室里又分别合成了、、三种简单化合物。其中一种化合物的晶体属四方晶系,晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,表示阿伏伽德罗常数的值。则该化合物的化学式为___________ ,中心原子的价层电子对数为___________ ,晶体密度为___________ 。(3)一定条件下,向恒容密闭容器中充入Xe和混合气体,反应体系中存在的平衡及相应部分数据如下表所示。
已知:分压=总压×该组分物质的量分数;
对于反应
其中,、、、为各组分的平衡分压。
①___________ 0(填“>”或“<”)。为提高平衡混合物中的含量,应___________ 投料比(填“增大”或“减小”)。
②673K时充入23.77molXe和,达平衡时容器内总压强,各产物的物质的量如下表所示:
则平衡转化率___________ (保留三位有效数字),___________ 。
(1)1962年,化学家巴特利特合成了氙的第一个化合物,其在熔化时电离出和。Xe和混合制得的反应可以表示如下:已知:①在标准状态下将1mol离子型晶体(如NaCl)拆散为1mol气态阳离子()和1mol气态阴离子()所需要的能量叫做晶格能,的晶格能为。
②Xe的第一电离能为。
③ 。
根据以上信息,计算反应
(2)不久,在三个不同实验室里又分别合成了、、三种简单化合物。其中一种化合物的晶体属四方晶系,晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,表示阿伏伽德罗常数的值。则该化合物的化学式为
已知:分压=总压×该组分物质的量分数;
对于反应
其中,、、、为各组分的平衡分压。
标准压强平衡常数 反应平衡 | ||
反应I: | 360 | |
反应II: | ||
反应III: |
②673K时充入23.77molXe和,达平衡时容器内总压强,各产物的物质的量如下表所示:
化学式 | |||
物质的量/mol | 3.60 | 19.80 | 0.36 |
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2024-04-29更新
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357次组卷
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2卷引用:湖北省第九届2023-2024学年高三下学期4月四调(三模)考试化学试卷
8 . 含氮化合物广泛存在于自然界,是一类常见的化合物。
(1)汽车尾气是城市空气的主要污染物之一,汽车内燃机工作时发生反应:N2(g)+O2(g)=2NO(g),H2可以催化还原NO以达到消除污染的目的。
已知反应Ⅰ、N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180.5kJ·mol-1;
Ⅱ、2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH=-571.6kJ·mol-1。
写出H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(1)的热化学方程式:___________ ,该反应自发进行的条件为___________ (填“高温”或“低温”)。
(2)已知当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。如图所示为其他条件不变时,反应2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)中c(NO)随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线:
①该反应的ΔH___________ (填“>”或“<”)0。
②若催化剂的表面积S1>S2,在该图中画出该反应在T1、S2条件下达到平衡过程中c(NO)的变化曲线___________ 。
(3)尿素是一种重要的化工原料,工业上可用氨和二氧化碳合成尿素:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g),ΔH<0,一定条件下,向10L恒容密闭容器中充入2molNH3和1molCO2。
①该反应10min后达到平衡,测得容器中气体密度为4.8g·L-1,则平衡常数K=___________ 。
②达到平衡后,再向容器中加入2molNH3(g)和1molCO2(g),则再次达到平衡时反应物NH3的转化率___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
③下列说法中,可以说明该反应已经达到平衡状态的有___________ (填序号)。
A.NH3和CO2的浓度之比为2∶1 B.2v正(NH3)=v逆(H2O)
C.气体的密度不变 D.容器内总压强不变
(4)N2O5是一种新型绿色硝化剂,其制备可以采用电解法。图甲是NaBH4燃料电池,图乙是电解制备N2O5装置,已知电解时电极a与电极d相连,电极c的反应式为___________ ,若制得10.8g N2O5,则消耗NaBH4的质量为___________ g。
(1)汽车尾气是城市空气的主要污染物之一,汽车内燃机工作时发生反应:N2(g)+O2(g)=2NO(g),H2可以催化还原NO以达到消除污染的目的。
已知反应Ⅰ、N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180.5kJ·mol-1;
Ⅱ、2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH=-571.6kJ·mol-1。
写出H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(1)的热化学方程式:
(2)已知当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。如图所示为其他条件不变时,反应2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)中c(NO)随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线:
①该反应的ΔH
②若催化剂的表面积S1>S2,在该图中画出该反应在T1、S2条件下达到平衡过程中c(NO)的变化曲线
(3)尿素是一种重要的化工原料,工业上可用氨和二氧化碳合成尿素:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g),ΔH<0,一定条件下,向10L恒容密闭容器中充入2molNH3和1molCO2。
①该反应10min后达到平衡,测得容器中气体密度为4.8g·L-1,则平衡常数K=
②达到平衡后,再向容器中加入2molNH3(g)和1molCO2(g),则再次达到平衡时反应物NH3的转化率
③下列说法中,可以说明该反应已经达到平衡状态的有
A.NH3和CO2的浓度之比为2∶1 B.2v正(NH3)=v逆(H2O)
C.气体的密度不变 D.容器内总压强不变
(4)N2O5是一种新型绿色硝化剂,其制备可以采用电解法。图甲是NaBH4燃料电池,图乙是电解制备N2O5装置,已知电解时电极a与电极d相连,电极c的反应式为
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9 . 联氨(又称肼,N2H4无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料,回答下列问题:
(1)联氨分子是___________ 分子(填“极性”或“非极性”),其中氮的杂化方式为___________ 。
(2)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(1) H1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(1) H2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) H3
④2N2H4(1)+N2O4(1)=3N2(g)+4H2O(g) △H4=-1048.9kJ/mo1
上述反应热效应之间的关系式为△H4=___________ ,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为___________ 。
(3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,联氨第一步电离反应的平衡常数值为___________ (已知:N2H4+H+的K=8.7×107;Kw=1.0×10-14);联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为___________ 。
(4)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是固体逐渐变黑,并有气泡产生﹐发生的化学方程式为___________ 。联氨可用于处理高压锅炉水中的氧。防止锅炉被腐蚀。理论上2kg的联氨可除去水中溶解的O2___________ kg。
(1)联氨分子是
(2)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(1) H1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(1) H2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) H3
④2N2H4(1)+N2O4(1)=3N2(g)+4H2O(g) △H4=-1048.9kJ/mo1
上述反应热效应之间的关系式为△H4=
(3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,联氨第一步电离反应的平衡常数值为
(4)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是固体逐渐变黑,并有气泡产生﹐发生的化学方程式为
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10 . 我国科学家成功利用光伏发电,将电解水获得的与反应合成甲醇,再由甲醇经若干酶促反应合成淀粉。该研究成果已在国际学术期刊《科学》上发表。回答下列问题:
(1)人工合成转化为淀粉只需要11步,其中前两步涉及的反应如图所示。反应的__________ (用含、、、的代数式表示)。
(2)有学者结合实验和计算机模拟结果,得出的一种反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“·”标注,TS1、TS2、TS3、TS4均为过渡态。决速步骤对应的化学方程式为__________ ;TS3对应的步骤适合在__________ (填“高温”或“低温”)条件下进行。(3)在密闭容器中充入一定量的和,发生反应 ,在催化剂作用下单位时间内的转化率与温度、催化剂的关系如图所示。①a点时,的生成速率__________ (填“>”“<”或“=”,下同)的消耗速率;催化效率:Cat2__________ Cat1。
②b点之后的转化率降低,可能的原因是__________ 。
(4)已知催化加氢的主要反应如下:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
①230℃时,将和按物质的量之比为1:3混合通入恒温刚性密闭容器中,在催化剂作用下同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,容器内压强随时间的变化如下表所示。
平衡时,则该温度下反应Ⅰ的化学平衡常数__________ (用含的代数式表示)。
②二氧化碳催化加氢合成甲醇反应往往伴随副反应Ⅱ。一定温度和压强条件下,为了提高反应速率和甲醇选择性,应当__________ 。
(1)人工合成转化为淀粉只需要11步,其中前两步涉及的反应如图所示。反应的
(2)有学者结合实验和计算机模拟结果,得出的一种反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“·”标注,TS1、TS2、TS3、TS4均为过渡态。决速步骤对应的化学方程式为
②b点之后的转化率降低,可能的原因是
(4)已知催化加氢的主要反应如下:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
①230℃时,将和按物质的量之比为1:3混合通入恒温刚性密闭容器中,在催化剂作用下同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,容器内压强随时间的变化如下表所示。
时间/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
压强/MPa |
②二氧化碳催化加氢合成甲醇反应往往伴随副反应Ⅱ。一定温度和压强条件下,为了提高反应速率和甲醇选择性,应当
您最近一年使用:0次
2024-03-30更新
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385次组卷
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5卷引用:湖北省九师联盟2024届高三下学期3月质量检测(W-G)化学试卷