高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四节 化学反应的调控习题

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四节 化学反应的调控习题，共16页。试卷主要包含了4化学反应的调控同步练习题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题
1．氮及其化合物的转化过程如图甲所示，其中图乙为反应①过程中能量变化的曲线图。下列分析合理的是
A．的电子式为
B．反应①的热化学方程式为
C．傕化剂a、b能提高反应①、②的化学反应速率和平衡转化率
D．反应②中生成时转移的电子数为
2．向甲、乙两个体积均为2L的恒容密闭容器中分别充入20ml的M，发生反应： ，维持容器的温度分别为℃和℃不变，反应过程中M的转化率随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A．
B．维持温度不变，向平衡后的甲容器中充入一定量的M，平衡不移动
C．℃时，反应的平衡常数：
D． ℃时，向平衡后的乙容器再充入16ml M和2ml N，反应正向进行
3．在合成氨工业中，为增加NH3的日产量，实施下列目的的变化过程中与平衡移动无关的是
A．不断将氨分离出来
B．使用催化剂
C．采用700K左右的高温而不是900K的高温
D．采用2×107～5×107Pa的压强
4．下列图示的相关论述及得出的结论均合理的是
A．图甲为C(金刚石，s)=C(石墨，s) 反应过程的能量变化曲线，说明金刚石比石墨稳定
B．图乙为碳酸钙与盐酸反应生成CO2气体体积随时间的变化曲线，说明b→c时间段内反应速率最快
C．图丙为一定温度时某反应的平衡常数K随压强增大而保持不变，说明该反应反应前后气体体积一定不变
D．图丁为反应的反应速率随时间变化的曲线，说明t1时刻改变的条件可能是升高温度
5．2 ml A与2 ml B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)＋3B(g)2C(g)＋zD(g)，若2 s后，A的转化率为50%，测得v(D)＝0.25 ml·L－1·s－1，下列推断正确的是
A．v(C)＝0.2 ml·L－1·s－1
B．z＝3
C．B的转化率为75%
D．反应前后压强之比为7:8
6．工业上用和合成： 。反应的平衡常数如下表：
下列说法错误的是
A．
B．该反应的
C．时，某时刻容器中含、和，此时
D．时，向密闭容器中投入和，平衡时转化率为50%
7．两个恒容密闭容器中平衡体系2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)和3O2(g)⇌2O3(g)的反应物平衡转化率分别为α1和α2，反应物的平衡浓度分别为c1和c2，在温度不变的情况下，均增加反应物的物质的量，下列叙述正确的是
A．α1不变、α2增大，c1、c2均增大
B．α1、α2均增大，c1、c2均增大、
C．α1减小，α2增大，c1、c2均增大
D．α1不变、α2增大，c1不变、c2增大
8．已知在制备高纯硅的过程中发生反应：
。一定条件下，在2L的密闭容器中充入一定量反应物进行该反应，下列有关说法正确的是
A．升温可提高SiHCl3的产率
B．平衡后加压(缩小容器体积)，化学平衡逆向移动
C．向容器中加入Si，可使SiCl4的转化率增大
D．该反应的平衡常数
9．COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g) ΔH>0，达到平衡时，下列措施能提高COCl2转化率的是
A．恒容通入COCl2(g)B．使用催化剂
C．降低温度D．恒压通入He
10．在一密闭容器中，反应达到平衡后，改变以下条件，下列说法正确的是
A．增加A的浓度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大
B．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动
C．恒温恒容充入Ne，容器内压强增大，V（正）、V（逆）均增大
D．增加B的用量，正、逆反应速率不变，平衡不移动
11．工业上利用还原可制备金属铁，其反应原理为。在不同温度(、)下，向装有足量固体的恒容密闭容器中通入，测得反应体系中的体积分数随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．由图分析可知
B．b点时，的转化率为20%
C．b点和d点的化学平衡常数：
D．反应达到平衡后，保持温度不变，将从反应体系中移走可提高的转化率
12．将和充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生反应，反应达到平衡时，测得为0.4ml，下列说法正确的是
A．的平衡转化率为50%
B．该反应的平衡常数K=5
C．的物质的量分数为40%
D．保持其他条件不变，再充入和，此时v(正)>v(逆)
13．温度为T时，将(s)置于抽成真空的容器中，当达到平衡时，测得体系总压强为6kpa，则此条件下该反应的平衡常数Kp为
A．6B．9C．12D．36
14．已知反应2N2O(g)⇌2N2(g)+O2(g)，速率方程为。N2O在金(Au)表面分解的实验数据如表所示。
已知：①k为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关；
②时，该反应为0级反应，时，该反应为1级反应，以此类推，n可以为整数，也可以为分数；
③浓度消耗一半所用的时间叫半衰期(t1/2)
下列说法不正确的是
A．表格中
B．该反应为0级反应
C．该反应的速率常数
D．保持其他条件不变，若起始浓度为，则半衰期为100min
15．一定条件下，反应：6H2(g)+2CO2(g)⇌C2H5OH(g)+3H2O(g)的数据如图所示。
下列说法正确的是
A．该反应为吸热反应
B．达平衡时，v正(H2)=v逆(CO2)
C．b点对应的平衡常数K值大于c点
D．a点对应的H2的平衡转化率为90%
二、填空题
16．反应A（g）+ B（g） C（g）+ D（g）的能量变化如图所示。
完成下列填空：
(1)该反应是________反应(选填“吸热”或“放热”)；
(2)当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率______(选填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是________________________________；
(3)反应体系中加入催化剂对反应热（Q）是否有影响?_________ ，原因是_________。
17．一定温度下，在容积为V L的密闭容器中进行反应，M、N两种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示：
(1)该反应的生成物是___________；
(2)该反应的化学反应方程式为_____________ ；
(3)到t2时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率为____________ ；
(4)若达到平衡状态的时间是4 min，N物质在该4 min内的平均反应速率为1.5ml·L-1·min-1，则此容器的容积V=____________L。
(5)达到平衡状态时，反应物的转化率为____________ ；
18．如图所示为工业合成氨的流程图。下列有关生产条件的调控作用分析正确的是____(填序号)。
(1)步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
(2)步骤②中“加压”可以加快反应速率
(3)步骤②采用的压强是2×107Pa，因为在该压强下铁触媒的活性最大
(4)步骤③，选择高效催化剂是合成氨反应的重要条件
(5)目前，步骤③一般选择控制反应温度为700℃左右
(6)步骤④⑤有利于提高原料的利用率，能节约生产成本
19．把6 mlA气体和5 mlB气体混合放入4L恒容密闭容器中。在一定条件下发生反应：3A（g）+B（g）2C（g）+x（g），经过5 min后达到化学平衡，此时生成2 mlC。又知在此时D的平均速率为0.15ml•L-1•min-1。
求：(1)平衡时A的物质的量浓度；
(2)B的转化率；
(3)x的值。（要求写出计算过程）
20．工业脱硫得到的在不同条件下发生不同的反应，从而实现废物的综合利用，变废为宝。硫酸钙在高温下能被CO还原，发生的反应如下：
Ⅰ.平衡常数
Ⅱ.平衡常数
Ⅲ.平衡常数
(1)平衡常数___________(用、表示)。
(2)在恒温恒容条件下，反应Ⅱ达到化学平衡的标志有___________。
A．气体压强不再变化B．气体密度不再变化
C．气体的平均摩尔质量不再变化D．
(3)上述反应平衡常数的对数值(lgK)与温度(T)的关系如图所示。
①___________(填“>”或“<”)0，理由是___________。
②若只发生反应Ⅰ，A点___________ (填数值)。
③在345℃时，若只发生反应Ⅲ，图中A点v(正)___________v(逆)(填“>”、“<”、“=”)
④若只发生反应Ⅱ，在一密闭刚性容器中控制恒定温度T，开始充入1 ml CO和足量的，此时压强为，当达平衡测得CO的转化率为a，则用分压表达该反应化学平衡常数为___________(用含和a的表达式表示)
21．某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
完成下列填空：
(1)写出反应的化学方程式_____，还原剂是_____，实验2中的反应电子转移数目为______NA(NA为阿伏加 德罗常数)。
(2)根据上表中的实验数据，可以得出的结论是：________。
(3)利用实验1中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示反应速率v(KMnO4)=______。
(4)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+)时间变化趋势的示意图，如图1所示。但有同学查阅了已有实验资料发现，该实验过程中n(Mn2+)随时间变化的趋势应如图2所示。
①根据图2所示信息提出你的假设：________。
②设计实验证明你的假设(无需具体过程)________。温度/℃
100
200
300
平衡常数
100
13
1
t/min
0
20
40
60
80
120
0.100
0.080
0.060
a
0.020
0
实验编号
室温下，试管中所加试剂及其用量/mL
室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6ml/LH2C2O4溶液
H2O
3ml/L稀硫酸
0.05ml/LKMnO4溶液
1
3.0
2.0
2.0
3.0
1.5
2
2.0
3.0
2.0
3.0
2.7
3
1.0
4.0
2.0
3.0
3.9
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：A．N2的电子式为，A错误；
B．由图乙可知，反应①的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=(508-600)kJ⋅ml-1=-92kJ⋅ml-1，B错误；
C．傕化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，但不能使平衡移动，不改变平衡转化率，C错误；
D．在反应②中，氮元素化合价由NH3中-3价升高到NO中+2价，则生成1mlNO 时，转移5ml电子，转移电子数为5NA，D正确；
故选D。
2．B
解析：A．升高温度，化学反应速率会增大，达到平衡的时间会缩短，图中可看出T1＞T2，A说法正确；
B．维持温度不变，向平衡后的甲容器中充入一定量的M，浓度增大，此时反应向正反应方向进行，B说法错误；
C．从图中信息可以看出，T2℃时达到平衡M的转化率为20%，则：
则平衡常数K==，C说法正确；
D．℃时，向平衡后的乙容器再充入16ml M和2ml N，Qc=，反应正向移动，D说法正确；
答案为B。
3．B
解析：A．氨分离出来是减小生成物浓度，有利于平衡右移，不符合题意，A项错误；
B．使用催化剂是为了增大反应速率，与平衡无关，B项正确；
C．合成氨反应是放热反应，相对900K，较低温度700K更利于反应正向进行，不符合题意，C项错误；
D．该反应是气体物质的量减小的反应，尽可能采取高压利于正反应的进行，不符合题意，D项错误；
答案选B。
4．D
解析：A．由图甲可知金刚石的能量大于石墨的能量，一般的，能量越高越不稳定，故石墨比金刚石稳定，A错误；
B．碳酸钙与盐酸反应，盐酸浓度越来越低，故反应速率越来越慢，B错误；
C．平衡常数K只与温度有关，C错误；
D．由图丁可知正逆速率都增大,平衡逆向移动，，说明t1时刻改变的条件可能是升高温度，D正确；
故选D。
5．C
解析：A．若2 s后，A的转化率为50%，则A的浓度变化量为0.5ml/L，v(A)==0.25 ml·L－1·s－1，根据速率与系数成正比，则v(C)＝0.25 ml·L－1·s－1，A项错误；
B．根据速率与系数成正比，，则z=2，B项错误；
C．A的浓度变化量为0.5ml/L，则B转化了1.5ml，则，转化率是75%，C项正确；
D．若2 s后，A、B、、C、D剩余物质的量是1ml、0.5ml、1ml、1ml。同温同体积下，体系压强与气体总物质的量成正比，，D项错误；
故答案选C。
6．C
解析：A．由表格中数据可知，温度越高，K越小，则升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，故，A正确；
B．该反应为气体分子数减小的反应，，B正确；
C．时，某时刻容器中含 、和 ，此时Q=＞平衡常数=1，，C错误；
D．时，列三段式： 平衡常数K=，解得x=0.5，平衡时转化率为50%，D正确；
故答案选C。
7．A
解析：对于2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)，该反应为气体体积不变的反应，增加反应物的物质的量，达到新的平衡，与原平衡为等效平衡，则α1不变，但c1增大，反应3O2(g)⇌2O3(g)增大压强，平衡正向移动，所以α2增大，但平衡时反应物和生成物的浓度都原平衡的浓度大，则c2均增大，A正确；
故选A。
8．A
解析：A．该反应焓变大于0为吸热反应，升高温度平衡正向移动，可以提高SiHCl3的产率，A正确；
B．该反应前后气体系数之和相等，加压不能使平衡发生移动，B错误；
C．Si为固体，Si足量后再加入Si不能改变SiCl4的转化率，C错误；
D．根据平衡常数的定义可知该反应的平衡常数为，D错误；
综上所述答案为A。
9．D
解析：A．恒容时通入COCl2，所有反应物只有COCl2，故相当于增大压强，平衡逆向移动，COCl2转化率降低，故A错误；
B．使用催化剂，对化学平衡无影响，平衡转化率不变，故B错误；
C．正反应是吸热反应，降低温度，平衡向逆反应方向进行，COCl2转化率降低，故C错误；
D．恒压通入非反应物质，造成容器的体积增大，组分浓度降低，相当于减小压强，平衡向正反应方向移动，COCl2转化率增大，故D正确；
答案选D。
10．D
解析：A．增加A的浓度，平衡向正反应方向移动，但平衡常数只与温度有关，所以平衡常数不变，A错误；
B．升高温度，正逆反应速率均增大，B错误；
C．温恒恒容充入Ne，虽然容器内压强增大，但由于容器体积不变，反应体系中的气体的浓度则不变化，故正逆反应速率均不变，C错误；
D．B是固体，增加B的用量，浓度不变，故正逆反应速率均不变，平衡也不移动，D正确；
正确答案选D。
11．C
解析：A．由图像可知，温度T2先达到平衡，因为图像“先拐先平数值大”，故T1 < T2，A错误；
B．恒温恒压下体积比等于物质的量之比，b点时，CO的转化了xml，平衡时CO、CO2的物质的量分别为(2 - x) ml、xml，则 ，解得x= 1.6ml，b点时，CO的转化率为：，B错误；
C．温度越高，二氧化碳体积百分含量越低，说明升高温度，平衡逆向移动，故K值越小，化学平衡常数：，C正确；
D．由于为固体，将从反应体系中移走，平衡不发生移动，不能提高CO的转化率，D错误；
故本题选C。
12．A
【分析】根据题意列出“三段式”：
，以此解答。
解析：A．的平衡转化率为=50%，故A正确；
B．该密闭容器的体积未知，无法计算各反应物的浓度，不能计算该反应的平衡常数，故B错误；
C．的物质的量分数为=20%，故C错误；
D．保持其他条件不变，设体积为VL，K=，再充入和，Q==K，平衡不移动，此时v(正)=v(逆)，故D错误；
正确答案是A。
13．B
解析：根据反应可知，体系中NH3和H2S的物质的量相等，故二者的平衡分压也相等，即p(NH3)=p(H2S)=3kpa，故该反应的压强平衡常数为：Kp=p(NH3)×p(H2S)=3kpa×3kpa=9，故答案为：B。
14．C
解析：A．由表格数据知，N2O的浓度变化与时间成正比，该反应是匀速反应，，A正确；
B．为直线方程，说明，该反应是0级反应，B正确；
C．该反应的速率常数等于反应速率，可根据任何一段时间求速率，，C错误；
D．设起始浓度为，，，半衰期与起始浓度成正比，根据表格数据知，起始浓度为0.100ml·L-1时半衰期为50min，温度不变，速率常数不变，则起始浓度为0.200ml·L-1时，半衰期为100min，D正确；
答案选C。
15．D
解析：A．由图像可知，升高温度，CO2的平衡转化率降低，平衡逆向移动，所以该反应为放热反应，故A错误；
B．达平衡时，正逆反应速率比等于系数比，即v正(H2)=3v逆(CO2)，故B错误；
C．正反应放热，升高温度，平衡常数减小，b点对应的平衡常数K值小于c点，故C错误；
D．曲线ⅠH2、CO2的投料比为2∶1，设投入H2、CO2的物质的量分别是2ml、1ml，a点CO2的平衡转化率为60%，则消耗CO20.6ml、消耗H21.8ml，所以a点对应的H2的平衡转化率为，故D正确；
答案选D。
二、填空题
16． 放热 减小 该反应正反应为放热反应，升高温度使平衡向逆反应方向移动 不影响 催化剂只降低反应所需活化能，不改变反应热，反应热只与反应初态和末态物质能量有关；
【分析】(1)主要看反应物能量与生成物能量谁高谁低。
(2)当反应达到平衡时，升高温度，平衡向吸热反应移动即逆向移动，A的转化率减小。
(3)反应体系中加入催化剂，催化剂只降低反应所需活化能，不改变反应热。
解析：(1)反应物能量高，生成物能量低，因此该反应是放热反应；故答案为：放热。
(2)当反应达到平衡时，升高温度，平衡向吸热反应移动即逆向移动，A的转化率减小，原因是该反应正反应为放热反应，升高温度使平衡向逆反应方向移动；故答案为：减小；该反应正反应为放热反应，升高温度使平衡向逆反应方向移动。
(3)反应体系中加入催化剂，催化剂只降低反应所需活化能，不改变反应热，反应热只与反应物质初态和末态能量有关；故答案为：不影响；催化剂只降低反应所需活化能，不改变反应热，反应热只与反应物质初态和末态能量有关。
17． M 2N⇋M 2/(V·t2) ml/(L·min) 1 75%
【分析】(1)随着反应进行，反应物的量不断减小，生成物的量不断增加进行判断；
(2)方程式中各物质的系数比和速率成正比，据此写出该反应方程式；
(3)根据v=∆c/∆t进行计算；
(4)根据v=∆c/∆t=∆n/V∆t进行计算；
(5)根据转化率=N的变化量/N起始量×100%进行计算。
解析：(1)由图象可以知道,随着反应进行，N的物质的量减少,M的物质的量增加,所以N是反应物,M是生成物；
因此，本题正确答案是: M 。
(2)反应进行到某一时间后，反应物N的物质的量为定值且不为零,所以该反应为可逆反应,且∆n(N): ∆n(M)=(8-2)：（5-2）=2:1,则反应的化学方程式为:2NM；
因此，本题正确答案是:2NM。
(3) 到t2时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率为v=∆c/∆t=[(4-2)/V ]/ t2=2/(V·t2) ml/(L·min)；
综上所述，本题答案是：2/(V·t2) ml/(L·min)。
(4)若达到平衡状态的时间是4 min，N物质在该4 min内的平均反应速率为1.5ml·L-1·min-1，N的变化量为1.5×4×Vml；根据图象可知：1.5×4×V=8-2=6，V=1L；
综上所述，本题答案是：1。
(5)达到平衡状态时，根据图象可知反应物N的变化量为8-2=6ml，N转化率为6/8×100%=75%；
综上所述，本题答案是：75%。
18．(1)(2)(4)(6)
解析：略
19．(1)0.75ml/L
(2)20%
(3)3
解析：根据各物质的量可列出三段式：；
(1)平衡时A的物质的量浓度为：；
(2)B的转化率为：；
(3)根据三段式可以解得B的平均速率为：；各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，D的平均速率为0.15ml•L-1•min-1，则有1：x=0.05:0.15，故x=3。
20．(1)
(2)ABC
(3) > 升高温度平衡常增大，平衡正向移动，故ΔH3>0 1×10-4 <
解析：（1）利用盖斯定律，（反应Ⅰ+反应Ⅲ）/4得到反应Ⅱ，化学计量数缩小4倍，新平衡常数是原来的n次方根，两方程相加，新平衡常数为两者之积，则平衡常数为；
（2）反应Ⅱ反应前后气体分子个数增加，所以达到平衡时气体分子个数不在发生变化压强不变，反应物的气体密度和生成物的气体密度不一样，气体密度不在变化可以表示反应达到平衡，反应物的气体平均摩尔质量和生成物的气体平均摩尔质量不一样，气体平均摩尔质量不在变化可以表示反应达到平衡，反应消耗一氧化碳和生成二氧化碳的物质的量之比为1：1，所以不论反应是否平衡，它们的速率都相同；
（3）①升高温度增大，K值平衡常增大，平衡正向移动，故ΔH3>0；
②若只发生反应Ⅰ，A（345，16）, ；
③在345℃时，若只发生反应Ⅲ，图中A点的K值大于此温度下反应Ⅲ的平衡常数KⅢ，所以反应逆向进行，v(正) < v(逆)；
④若只发生反应Ⅱ，在一密闭刚性容器中控制恒定温度T，开始充入1 ml CO和足量的，此时压强为，同一容器中气体压强之比就等于气体物质的量之比，当达平衡测得CO的转化率为a，，平衡常数为，1mlCO的压强为p0，平衡时气体总物质的量为ml，平衡时总压为，CO、SO2、CO2的分压分别为、、，压强平衡常数为。
21． 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O H2C2O4 7.5×10-4 其他条件相同时，增大H2C2O4浓度(或反应物浓度)，反应速率增大 1.0×10-2ml/(L•min) 反应生成的Mn2+有催化作用 按下列方案进行实验，若t小于1.5mn，说明假设成立；反之则不成立。
【分析】本实验通过控制变量法探究外界条件对化学反应速率的影响，涉及的反应为酸性高锰酸钾和草酸溶液的反应，根据氧化还原反应规律进行方程式的书写与配平，并进行相关的计算，结合表格数据分析，得出结论并计算反应速率，根据物质的量随时间变化的趋势图分析提出假设并设计实验验证。
解析：(1)本实验涉及的反应为酸性高锰酸钾和草酸溶液的反应，反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水，其化学方程式为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O，其中H2C2O4的化合价升高，作还原剂，实验2中H2C2O4的物质的量为1.2×10-3ml，KMnO4的物质的量为0.15×10-3ml，可知H2C2O4过量，则以KMnO4为标准进行计算，KMnO4中Mn的化合价由+7价降低至+2价，则0.15×10-3ml KMnO4转移的电子数为5×0.15×10-3ml×NA=7.5×10-4NA；
(2)根据实验数据可知，3组实验中草酸的浓度不同，因此该实验探究的是浓度对化学反应速率的影响，本实验中可得出结论，其他条件相同时，增大H2C2O4浓度(或反应物浓度)，反应速率增大；
(3)实验1中，0.15×10-3ml KMnO4完全反应，耗时1.5min，若忽略体积变化，则用KMnO4的浓度变化表示反应速率v(KMnO4)=；
(4)①根据图1可知，Mn2+浓度先增大后不变，反应没有达到限度时化学反应速率不变，而图2中反应一段时间后Mn2+突然增大很快，说明反应速率加快，可能是因为反应生成的Mn2+有催化作用；
②为证明可能是因为反应生成的Mn2+有催化作用，可设计如下实验：
若t小于1.5mn，说明假设成立；反之则不成立。
实验编号
室温下，试管中所加试剂及其用量/mL
室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6ml/LH2C2O4溶液
H2O
3ml/L稀硫酸
0.05ml/LKMnO4溶液
MnSO4固体(g)
1
3.0
2.0
2.0
3.0
0
1.5
2
3.0
3.0
2.0
3.0
少量
t
实验编号
室温下，试管中所加试剂及其用量/mL
室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6ml/LH2C2O4溶液
H2O
3ml/L稀硫酸
0.05ml/LKMnO4溶液
MnSO4固体(g)
1
3.0
2.0
2.0
3.0
0
1.5
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少量
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