2026年上海高考化学二轮复习讲练测专题09化学反应速率与化学平衡(复习讲义)(原卷版)_第1页
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专题09化学反应速率与化学平衡目录01析·考情精解 302构·知能架构 403破·题型攻坚 4题型一化学反应速率 4真题动向与工业生产生活结合、与真实应用情境结合必备知识知识1化学反应速率知识2影响化学反应速率的外因知识3理论解释——有效碰撞理论关键能力能力化学反应速率常数拓展命题预测考向1化学反应速率应用与计算考向2反应机理题型二化学平衡 12真题动向与工业生产生活结合、与真实应用情境结合必备知识知识1化学反应的方向知识2影响化学平衡的因素知识3化学平衡状态的快速判断法知识4勒夏特列原理关键能力能力化学平衡计算解题思维模型命题预测考向化学平衡的综合应用与计算命题轨迹透视从近三年高考试题来看,试题以选择题和填空题为主,题目难度大。命题趋势:从基础公式计算,转向图像关联分析,再到真实工业情境综合,突出对“证据推理”“变化观念”素养的考查,摒弃机械计算,重实际应用。考点频次总结考点2025年2024年化学反应速率上海卷T1(5)(7)上海卷T1(6)(8)化学平衡上海卷T1(4)(6)(8),上海卷T5(6)(7)上海卷T5(2)(3)(4)2026命题预测预计在2026年高考中,命题始终紧扣“真实情境+能力融合+素养导向”的逻辑主线。情境设置上,将延续以上海地域科技特色或工业生产案例为背景的风格,如结合硫酰氯合成、Deacon制氯等反应考查原理应用。单一考点考查减少,更侧重与热化学、电化学等模块的交叉融合,凸显知识衔接性。核心考点聚焦三大方向:一是速率与平衡的定性分析,如基于碰撞理论解释温度、催化剂的影响,结合“变量不变”原则判断平衡状态,特别关注恒容与恒压下惰性气体加入的不同影响;二是定量计算,“三段式”模型仍是基础,平衡常数、转化率的计算为高频考点;三是图像分析,需从浓度-时间、速率-压强等曲线中提取数据,分析多因素对平衡移动的综合影响。命题将进一步强化信息加工、逻辑推理能力考查,渗透变化观念与平衡思想等核心素养,对术语规范与计算严谨性要求更高。考点一化学反应速率1.(2025上海,T1(5)(7))碳酸丙烯酯()简称PC,是一种重要的有机化合物,具有多种工业通途。环氧丙烷与二氧化碳催化合成法是目前最常用的生产方法。已知:反应①:(g)+CO2(g)(l)

反应②:C(s)+O2(g)=CO2(g)

反应③:

反应④:

(5)下列措施可以增加反应物分子中活化分子百分数的是_______。A.通入惰性气体 B.增加CO2浓度 C.缩小容器体积 D.升高温度(7)反应4h后,液体体积为10mL,碳酸丙烯酯的选择性为95%,则环氧丙烷的化学反应速率v(环氧丙烷)=mol·L-1·h-1(精确到小数点后2位)环氧丙烷生成的过程中可能会发生副反应。已知:①碳酸丙烯酯的选择性=②M(碳酸丙烯酯);ρ(碳酸丙烯酯)。命题解读新情境:以环氧丙烷与CO₂合成碳酸丙烯酯的工业方法为载体,将热化学、速率、选择性等原理嵌入实际生产场景,打破教材“理想化反应”的局限,呼应上海高考“化学服务工业”的命题导向,考查学生对化学实用性的认知。新考法:第(5)题围绕“活化分子百分数”,并非直接设问,而是结合可逆反应的条件(通惰性气体、变浓度/体积、升温)设置干扰项,要求学生跳出“死记影响因素”的思维,结合反应体系特点(恒容/恒压隐含条件)分析,考查概念的灵活迁移,符合上海高考“重应用轻记忆”的考法。新角度:第(7)题整合“选择性”新定义、密度-质量-物质的量换算、速率计算,需从陌生公式中提取“转化量=消耗量×选择性”的逻辑,将多维度信息串联计算,考查“信息获取-数据加工-定量推理”的综合素养,是上海高考近年强化的“证据推理与模型认知”能力的体现。2.(2024上海,T1(6)(8))从1771年获得氟化氢到1886年通过电解法制备氟单质,经历一百多年时间。目前,含氟化合物已广泛应用于医药、材料等领域。PtF6的极强的氧化剂,历史上Xe和PtF6在一定条件制备了稀有气体离子化合物[XeF]+[Pt2F11]-。其制备的反应历程①~⑤如图所示:(6)由上述反应历程可知,该反应的催化剂是___________。A.PtF B.PtF C.F- D.XeF在一定温度下,Xe与F2能形成气态氟化氙XeFn(n=2,4,6)。(8)向50L的恒容密闭容器中充入1.0mol的Xe和9.0mol的F2,反应10min后,混合气体的物质的量变为8.9mol,其中三种氟化氙的物质的量的比n(XeF2):n(XeF4):n(XeF6)=1:6:3,则0~10min内v(XeF4)=mol·L-1·min-1。知识1化学反应速率(1)表示方法通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。(2)数学表达式及单位v=eq\f(Δc,Δt),单位为mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。(3)化学反应速率与化学计量数的关系同一反应在同一时间内,用不同物质来表示的反应速率可能不同,但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。如在反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中,存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶【易错提醒】(1)化学反应速率是某一段时间内的平均速率,而不是瞬时速率。(2)进行化学反应速率的相关计算时,不能用某物质的物质的量代替其物质的量浓度,比较速率大小时易忽视各物质的反应速率的单位是否一致,单位书写是否正确。(3)一般不用纯固体或纯液体物质的变化来表示化学反应速率,但若将固体颗粒变小(增大固体的接触面积),则化学反应速率会加快。知识2影响化学反应速率的外因【易错提醒】(1)正确区分外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响。如对ΔH<0的反应,升高温度,平衡逆向移动,正、逆反应速率都增大。(2)改变温度,使用催化剂,反应速率一定发生变化,其他外界因素的改变,反应速率不一定发生变化。(3)比较离子浓度大小时,一定要比较混合液中的离子浓度,此时溶液的体积为混合后溶液的体积。(4)气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时对反应速率的影响。①恒容:充入“惰性气体”→总压增大→物质浓度不变(活化分子浓度不变)→反应速率不变。②恒压:充入“惰性气体”→体积增大→物质浓度减小(活化分子浓度减小)→反应速率减小。知识3理论解释——有效碰撞理论能力化学反应速率常数拓展(1)概念:对于一个基元反应:αA+βD=γG+hH其化学反应速率常数数学表达式为:v=kcα(A)cβ(D)上式中的k称为反应速率常数又称速率常数。(2)k的物理意义:在一定的条件下(温度、催化剂),反应物浓度为1mol·L-1时的反应速率。k与反应物浓度无关。反应不同,k值不同。同一反应,温度不同k值不同。同一反应,温度一定时,有无催化剂k也是不同的。不同反应有不同的速率常数,速率常数与反应温度、反应介质(溶剂)、催化剂等有关,甚至会随反应器的形状、性质而异。与浓度无关,但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。3.速率常数与平衡常数的关系两者的关系:对于基元反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),v正=k正·ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cc(C)·cd(D),平衡常数K=eq\f(cc(C)·cd(D),ca(A)·cb(B))=eq\f(k正·v逆,k逆·v正),反应达到平衡时v正=v逆,故K=eq\f(k正,k逆)。两者的区别:①反应速率常数通过量化化学反应速率,来表示反应的快慢;其影响因素包括温度和反应物性质等。②平衡常数属于平衡程度的标志,表示反应进行的最大限度;平衡常数只受温度的影响,而与反应物的浓度无关。考向1化学反应速率应用与计算1.(25-26高三上·上海杨浦·期中)和是两种主要的温室气体。恒温恒压密闭容器中,投入不同物质的量之比的混合气,若只发生反应①和反应②,投料组成与和的平衡转化率之间的关系如下图。(7)在2L密闭容器中投入4mol,4mol,2molAr,反应4h后达到平衡,的反应速率为mol/(L·h);反应②的平衡常数(保留小数点后三位)。(8)投料组成中Ar含量降低,平衡体系中的值将;A.增大

B.减小

C.不变其原因是。2.(25-26高三上·上海杨浦·期中)尿素常温下是白色晶体,熔点,是一种含氮量较高的氮肥,也是重要的化工原料。工业上,合成尿素的总反应分两步进行。氨基甲酸铵熔点。①

(1)写出总反应的热化学方程式。(2)尿素水溶性非常好,原因是。(3)尿素中含有的三种元素的电负性大小顺序为___________。A.N>O>H B.O>N>H C.O>H>N D.N>H>O在固定体积的密闭容器中投入4mol氨气和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分随时间的变化如图所示:(4)合成尿素总反应的速率由反应___________决定A.① B.② C.①和② D.不确定(5)下列情况不能证明反应一定达到平衡状态的是___________。A.消耗速率等于生成速率 B.的体积分数不随时间变化C.气体总压强不随时间变化 D.气体密度不随时间变化在恒容密闭容器中充入和,在不同催化剂(Cat1、Cat2)作用下合成尿素,5分钟时氨的转化率与温度的变化关系如图所示。(只考虑总反应)(6)下列叙述正确的是___________。A.b点达到平衡状态,平衡后升温,平衡向左移动B.其他条件相同时,Cat2的催化效能大于Cat1,工业生产宜选择Cat2C.100-400℃时升温,Cat1作用下活化分子百分数增大D.bc段氨转化率快速降低的原因是反应物相对能量降低(7)a点坐标为,则5分钟内,a点条件下的平均速率。3.(25-26高三上·上海·期中)乙酸是一种重要的有机化工原料,在催化剂的作用下甲醇羰基化是工业生产乙酸的主要方法之一,涉及的相关反应如下:主反应:

副反应:

(1)主反应能在______条件下自发进行。A.高温 B.低温 C.任意温度 D.不能进行现在向容积为2L的密闭容器中充入2molCH3OH(g)和2mol,在一定温度下发生上述两个反应,测得容器内的压强随时间变化如下所示:t/min02468101214p/kPa(2)该条件下,0~4min内的消耗速率。(3)以下可以证明达到平衡的是______。(不定项)A.容器内质量保持不变 B.CO物质的量分数保持不变C.K保持不变 D.研究表明,Rh(Ⅰ)-邻氨基苯酚催化剂能有效提高主反应的选择性。Rh(Ⅰ)-邻氨基苯酚催化甲醇羰基化制乙酸的反应历程如下(其中TS表示过渡态,Rh(Ⅰ)配合物简写为TN):(4)反应历程中起催化作用的是______。(不定项)A.LiOH B.LiIC. D.(5)关于以上反应历程说法正确的是。(不定项)A.CO作为配体时,C的配位能力强于OB.增大Rh(Ⅰ)-邻氨基苯酚的用量,甲醇的平衡转化率增大C.经定量测定,反应历程中物质TN3含量最少,可能原因是TN3→TN4活化能较低(6)进一步研究发现,极性溶剂可以帮助维持催化剂的稳定性,故甲醇羰基化反应可在______中进行。(不定项)A.水 B.四氯化碳 C.苯 D.甲苯通过计算机模拟对反应历程进行模拟,得到如下图像:(7)上图的反应历程中,表示使用了Rh(Ⅰ)-邻氨基苯酚催化剂的是线。A.虚

B.实(8)上图的反应历程中,主要决定总反应速率快慢的是______。A. B.C. D.(9)当体系中CO浓度不足时,会被碘离子氧化形成沉淀,结合题干信息和反应历程图,从反应速率角度说明甲醇羰基化制乙酸时CO须保持较高浓度的原因。4.【热门话题与学科知识结合】(25-26高三上·上海·期中)的转化和利用是实现碳中和的有效途径,其中利用制取甲醛的热化学方程式为

。(1)若该反应的逆反应活化能表示为a,则a___________。A.小于1.9 B.等于1.9 C.大于1.9 D.无法确定(2)推断该反应___________。A.高温下自发 B.低温下自发 C.任意温度有自发 D.任意温度自发(3)已知

,的燃烧热()为,则燃烧热()为。一定温度下,将体积比为1:2的和混合气体充入恒容密闭容器中发生反应:,测得容器内气体压强如图1所示:(4)M点逆反应速率___________点正反应速率。A.小于 B.等于 C.大于 D.无法确定(5)已知:气体X的分压总压。用的分压变化表示该反应的平均反应速率为。5.(25-26高三上·上海·月考)中国政府承诺努力争取2060年前实现“碳中和”。是重要的含碳资源,将转化为清洁燃料甲醇是当前的研究热点。一定条件下,和可发生如下两个平行反应:反应I:

反应Ⅱ:

(1)已知相关物质的键能数据如表:化学键键能()4364648031072反应I的。(2)反应Ⅱ的反应历程如图所示(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)。决速步骤对应的化学方程式为。(3)在一定温度下,按体积比向恒压密闭容器中充入和,若只发生反应Ⅱ,能判断反应到达平衡状态的标志是_______。(不定项)A.反应物不再转化为生成物B.气体平均相对分子质量不再变化C.和的物质的量之比为D.气体的密度不再变化(4)一定条件下,向恒容密闭容器中充入和,若只发生反应,后,容器中浓度为,用表示内的平均反应速率。6.(25-26高三上·上海·月考)科学家利用多聚物捕获转化成甲醇的过程中涉及以下反应:①

(1)反应①,则下列温度下反应①可自发进行的是___________。A.240K B.270K C.300K D.330K(2)已知:

。根据信息计算反应的焓变。(3)恒容密闭容器中,充入CO与过量,能说明反应达到平衡状态的是___________。A. B.物质总质量保持不变C.气体密度保持不变 D.气体平均摩尔质量保持不变在一定条件下,将0.1mol和0.3mol2L恒容密闭容器中发生反应:(4)下列措施可以增加反应物分子中活化分子百分数的是___________。A.缩小容器体积 B.增加浓度C.升高温度 D.移去生成物甲醇已知:甲醇选择性[]

(5)反应30min,达到平衡,加压液化,收集到1.6mL甲醇液体,此时甲醇的选择性为79%,则0-30min内,氢气的反应速率为。(保留2位有效数字)(6)此时,甲醇和水均为液态,若只发生①、②两个反应,计算此时反应①的平衡常数K=。(保留2位有效数字)(7)恒压容器内,以、(x代表物质的量分数)进料,反应达平衡时二氧化碳的转化率与温度的结果如图中曲线b所示。若保持压强不变,以、、进料,则平衡时二氧化碳的转化率与温度的结果是曲线。A.a

B.c判断的依据是。7.(25-26高三上·上海·阶段练习)石油开采的天然气含有。综合利用天然气制氢是实现“碳中和”的重要途径。和重整制氢的主要反应如下:反应I:反应Ⅱ:反应Ⅲ:(1)分子的电子式为。(2)电负性由大到小的顺序为。(3)反应I中属于极性分子的是______(不定项)。A. B. C. D.(4)反应Ⅳ:kJ/mol。(5)保持反应器进料口的气体总压强不变,分别以物质的量之比与(不通入He)进料。平衡转化率与温度的关系如图,含有He的曲线为(填“M”或“N”),理由是。假设在10L的恒温刚性容器中,通入0.3mol和发生反应I、Ⅱ和Ⅲ,起始总压为。和的转化率与时间的关系如图;(6)内的化学反应速率为。(7)5min时,容器内总压为。(8)与传统天然气制氢中需要脱硫将转化为硫磺和水相比,上述方法优点是:。8.(25-26高三上·上海·阶段练习)的资源化利用有利于实现碳中和。向两个容积固定为的密闭容器中分别充入比例相同,但总量不同的和气体,进行如下反应:,的平衡转化率与初始充入物质的量(n)、反应温度(T)的关系如图所示。(1)若时,向容器中充入气体(和),反应至时达到平衡,则0~5min内的平均反应速率。(2)判断图中、相对大小,。(填“>”“=”或“<”)加氢制的主要反应如下:①②③(3)反应②的_______。A.41 B.4 C.-4 D.-41(4)为了使反应①自发进行,应将温度控制在。A.较高温度B.较低温度C.任何温度(5)在恒容容器内,发生反应③,以下可以说明反应达到平衡的是_______。(不定项)A.B.混合气体的平均相对分子质量保持不变C.混合气体的密度保持不变D.断开1根H-H键的同时断开3根C-H键在下,将的原料气匀速通过如图所示装有催化剂的新型膜反应器。(6)已知平衡转化率随温度升高而上升,可能的原因是。(7)与未使用新型膜反应器相比,该装置中的平衡转化率明显提高,可能的原因是。催化加氢制依次经历步骤ⅰ、ⅱ,如图所示:(8)Ce正价有+3和+4。x=0.2时,催化剂中,若此时参与“步骤ⅱ”反应,写出该反应的化学方程式。考向2反应机理1.(25-26高三上·上海·阶段练习)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中,M为中间产物。其他条件相同时(恒容密闭容器),下列说法不正确的是A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行B.反应达平衡后,升高温度,R的浓度减小C.使用Ⅰ和Ⅱ时,反应的焓变相同D.使用Ⅱ时,生成M的速率更快2.(25-26高三上·上海·阶段练习)将二氧化硫与氧气的混合气体加热到一定温度(),再通过适当的催化剂(如等),二氧化硫转化为三氧化硫并放出大量热。这便是接触法制硫酸的核心步骤。使用催化剂时,反应的可能机理为:以下说法正确的是A.二氧化硫的催化氧化属于基元反应 B.通过改变反应途径降低了活化能C.温度越高,反应速率就会越大 D.使用催化剂后活化分子百分数增大3.(25-26高三上·上海·月考)氨硼烷能与水在催化作用下发生脱氢反应,历程如下:(1)上述历程的总反应可以表示为:。(2)上述历程涉及的各元素中,第一电离能最大的是_______。A.氢 B.硼 C.氮 D.氧(3)氨硼烷水溶液在室温下非常稳定,加入催化剂后立刻快速释氢,原因是加入催化剂后_______。A.使原本不自发的反应变得自发 B.增大了反应物分子的平均能量C.增加了单位体积内活化分子百分数 D.增加了反应的活化能4.(25-26高三上·上海·阶段练习)在催化剂作用下,丙烯酸乙酯与氨气反应也可以制得丙烯腈,反应机理如图,实验过程中几乎检测不到(g)的存在,其可能的原因为。5.(25-26高三上·上海·开学考试)中国科学院大学以Bi为电极材料,利用电化学催化还原CO2制备HCOOH。用计算机模拟CO2在电极材料表面发生还原反应的历程如图乙(*表示微粒与Bi的接触位点)所示。根据反应历程图中的数据,你认为电化学催化还原CO2生成HCOOH的选择性(填“高于”或“低于”)生成CO的选择性,原因是。6.(25-26高三上·上海嘉定·期中)尿素是常用的化肥与工业原料。尿素生产一般控制在下进行,主要分以下两步:反应①:(氨基甲酸铵)反应②某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在固定体积密闭容器中投入和,实验测得反应中各组分物质的量随时间变化如下图所示:(1)合成尿素反应过程的能量变化示意图可能是______。A. B.C. D.(2)合成尿素总反应进行到约min时达到平衡。(3)中间产物氨基甲酸铵具有强还原性,会严重破坏镍制容器表面的氧化膜,使容器表面的腐蚀速率加快。在工业生产尿素过程中,可通入适量氧气来防止这一现象。若生产时通入的气体中混有少量,则在有氧气存在的条件下,容器表面腐蚀反应的速率会比无氧气时更快,其原因可能是。(4)尿素在结晶过程中主要副反应是尿素发生脱氨反应。其反应历程如下:反应③(快)反应④:(缩二脲)(慢)已知共价键的极性强弱会影响成键原子的电子云密度。在缩二脲的结构式()中圈出电子云密度最小的H原子。(5)在尿素结晶过程中,反应③可视为处于平衡状态。实验表明,在合成尿素的体系中,的浓度越高,缩二脲生成速率越慢,其原因是。(6)含有结晶水的(硼酸镍)晶体表面存在“”结构。用加热后的晶体作催化剂,以、为原料,电解溶液可获得尿素。电解法制尿素时向一侧电极通入和,在该电极上生成尿素。生成尿素的电极名称为;另一电极上有两种气体生成,电极反应式为。(7)加热后的硼酸镍晶体表面会因键断裂而产生位点,位点与相邻的位点共同形成FLP位点,其催化机理(部分)如下图所示。实验表明,在下加热硼酸镍晶体得到的催化剂催化效果最好,温度过高或过低催化效果会降低,原因是;溶液中若存在会极大地降低催化剂的活性,结合催化机理解释原因。(25-26高三上·上海·期中)通过甲酸分解可获得超高纯度的CO。甲酸有两种可能的分解反应如下:①②7.反应的。8.甲酸分子中的O原子采取的杂化方式为。(不定项)A.sp杂化

B.杂化

C.杂化常温下,,从分子结构角度分析两种电离常数大小差异的原因。9.一定温度下,向恒容密闭容器中通入一定量的,发生上述两个分解反应,下列说法中能表明反应达到平衡状态的是___________。(不定项)A.气体密度不变 B.气体总压强不变C.的浓度不变 D.CO和的物质的量相等10.一定温度下,使用某催化剂时反应历程如下图,反应①的选择性接近100%,原因是;升高温度,反应历程不变,反应①的选择性下降,可能的原因是。(反应①的选择性)甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(CO和)的重要方法,主要反应有:③④⑤11.恒温恒容条件下,可提高平衡转化率的指施有。A.增加原料中的量B.增加原料中的量C.通入Ar气恒温恒压密闭容器中,投入不同物质的量之比的混合气,投料组成与和的平衡转化率之间的关系如图。12.投料组成中Ar含量下降,平衡体系中的值将___________。A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断13.若平衡时Ar的分压为pkPa,根据a、b两点计算反应⑤的平衡常数(用含p的代数式表示,是用分压代替浓度计算的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。14.(25-26高三上·上海·阶段练习)是一种重要的氧化剂,可用于某些污染物(如、)的处理。可对烟气中、进行协同氧化脱除,涉及的部分反应及速率常数如下(其他条件相同时,越大速率越快):I.II.III.IV.(1)反应IV的历程如图所示,该历程中最大活化能。(2)适当增加的浓度,的氧化速率会明显增大的原因。可由左图所示装置制备(电极不反应)。阴极上产生的机理如右图所示(A、B均为含氯微粒,其他微粒未标出)。(3)电解时阳极附近溶液的pH(填“减小”“增大”或“不变”)。(4)由B与A生成的基元反应方程式为。15.(25-26高三上·上海·阶段练习)电喷雾方法可得到的M+(Fe+、Co+、Ni+等)与O3反应可得MO+。MO+分别与CH4、CD4反应,体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似,图中以CH4示例)。(1)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是___________。A.Ⅰ B.Ⅱ C.Ⅰ和IⅡ都涉及 D.Ⅰ和Ⅱ都不涉及(2)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,则MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线。A.c

B.d(3)MO+与CH2D2反应,氘代甲醇的产量CH2DODCHD2OH(填“>”“<”或“=”)。A.>

B.<

C.=(4)若MO+与CHD3反应,生成的氘代甲醇有___________种。A.1 B.2 C.3 D.4(25-26高三上·上海·期中)丙烯是有机化工中的重要原料,可用丙烷为原料进行制备。方法Ⅰ:直接脱氢工艺

已知有关物质的燃烧热数据如下:物质燃烧热16.。17.、下,向装有催化剂的恒压密闭容器中以投料,发生直接脱氢反应,丙烷的平衡转化率。(1)判断体系达到平衡状态的标志是。(不定项)A.单位时间内,的消耗速率等于的生成速率B.体系中气体的密度不再改变C.单位体积内气体的分子数不再改变D.与之和保持不变(2)已知600℃、0.4MPa时气体总浓度为,达到平衡时容器体积为。则的平衡浓度。(3)达到平衡后时刻向体系中充入,时达到新平衡,此过程中丙烷的转化率()随时间(t)变化的曲线为。A.

B.C.

D.方法Ⅱ:氧化脱氢工艺

18.如图能正确表示丙烷氧化脱氢反应与温度关系图像的是_____。A. B.C. D.19.丙烷氧化脱氢反应历程分为如下四步(其中“·”表示基团含有的单电子):i.(慢)ii.(快)iii.(快)iv.……(快)(1)步骤iv的反应式为。(2)决定丙烷氧化脱氢反应整体反应速率大小的步骤是。A.步骤i

B.步骤ii

C.步骤iii

D.步骤iv氧化脱氢除生成外,还会生成、等物质。在某催化剂作用下,相同反应时间内的转化率和的产率随温度变化关系如图所示。20.图中的转化率随温度升高而上升的原因可能是_____。(不定项)A.温度升高,平衡正向移动 B.温度升高,有效碰撞频率增大C.温度升高,催化剂活性增大 D.温度升高,正向自发程度增大21.575℃时,的选择性为(保留3位有效数字)。()22.结合图中信息与相关知识,提出两条能提高氧化脱氢反应中选择性的措施:、。(25-26高三上·上海·阶段练习)苯乙烯是重要的有机化工原料,可用乙苯为原料制备苯乙烯。常见的方法有直接脱氢法和氧化脱氢法。反应原理表示如下:反应①(氧化脱氢):反应②(直接脱氢):23.又知的气化焓为,计算可得的燃烧热为_______。A. B. C. D.24.判断反应①能否自发进行,并说明理由。25.欲提高反应①中乙苯平衡转化率,可采用的措施有、。某温度下,向容器中通入气态乙苯与发生反应①,后反应达到平衡,此时混合气体中乙苯和苯乙烯的物质的量相等。26.下列条件可以判断反应①达到化学平衡状态的标志是_______。A.正反应与逆反应不再进行 B.气体密度不再改变C.体系压强不再改变 D.与之和保持不变27.从开始反应至达到平衡时间段内平均反应速率。中国化学家提出了在某催化剂表面反应②的机理(Ph-代表苯基,*代表吸附态):28.虚线框内化学反应速率最慢的一步活化能的值为_______。A.11.5 B.17.3 C.63.5 D.102.129.关于上述反应历程说法正确的是_______。A.物质吸附在催化剂表面时通常比其形成的过渡态稳定B.使用催化剂后,有效提升了乙苯的平衡转化率C.状态ii→状态iii过程中形成了碳碳双键D.状态iii→状态iv的能量变化说明形成H-H键是吸热过程30.乙苯催化脱氢过程中发生积碳反应:。积碳反应可能导致的后果为(任写两条)。31.(25-26高三上·上海·期中)乙酸是一种重要的有机化工原料,在催化剂的作用下甲醇羰基化是工业生产乙酸的主要方法之一,涉及的相关反应如下:主反应:

副反应:

研究表明,Rh(Ⅰ)-邻氨基苯酚催化剂能有效提高主反应的选择性。Rh(Ⅰ)-邻氨基苯酚催化甲醇羰基化制乙酸的反应历程如下(其中TS表示过渡态,Rh(Ⅰ)配合物简写为TN):(4)反应历程中起催化作用的是______。(不定项)A.LiOH B.LiIC. D.(5)关于以上反应历程说法正确的是。(不定项)A.CO作为配体时,C的配位能力强于OB.增大Rh(Ⅰ)-邻氨基苯酚的用量,甲醇的平衡转化率增大C.经定量测定,反应历程中物质TN3含量最少,可能原因是TN3→TN4活化能较低(6)进一步研究发现,极性溶剂可以帮助维持催化剂的稳定性,故甲醇羰基化反应可在______中进行。(不定项)A.水 B.四氯化碳 C.苯 D.甲苯通过计算机模拟对反应历程进行模拟,得到如下图像:(7)上图的反应历程中,表示使用了Rh(Ⅰ)-邻氨基苯酚催化剂的是线。A.虚

B.实(8)上图的反应历程中,主要决定总反应速率快慢的是______。A. B.C. D.(9)当体系中CO浓度不足时,会被碘离子氧化形成沉淀,结合题干信息和反应历程图,从反应速率角度说明甲醇羰基化制乙酸时CO须保持较高浓度的原因。题型二化学平衡1.(2025上海,T1(4)(6)(8))碳酸丙烯酯()简称PC,是一种重要的有机化合物,具有多种工业通途。环氧丙烷与二氧化碳催化合成法是目前最常用的生产方法。已知:反应①:(g)+CO2(g)(l)

反应②:C(s)+O2(g)=CO2(g)

反应③:

反应④:

(4)下列关于反应①的随温度T的变化趋势正确的是。一定条件下,在25mL恒容密闭容器中,环氧丙烷气体和过量的CO2发生反应①,制得碳酸丙烯酯液体。(6)能说明上述反应达到化学平衡标志的是_______。A.v正=v正 B.物质总质量保持不变C.压强保持不变 D.气体平均摩尔质量保持不变(8)碳酸丙烯酯相同时间内随温度变化如图所示,请解释产率随温度先变大后下降的原因。(9)制备碳酸丙烯酯还有一种光气法,其原理为利用丙二醇与光气生成碳酸丙烯酯。与光气法相比,请从绿色化学角度写出3点环氧丙烷与二氧化碳合成法的优势。命题解读新情境:以碳酸丙烯酯(PC)的工业合成为载体,将盖斯定律、热力学函数、平衡标志、产率分析嵌入实际生产流程,呼应上海高考“化学服务工业”的导向,打破教材“理想化反应”的局限,考查学生对化学实用性的认知。新考法:第(4)题需先通过盖斯定律计算反应④的ΔH(结合反应①③②推导),再分析反应体系的熵变(气体→液体,ΔS<0),最终推导ΔH-TΔS随温度的变化趋势,将反应热计算、熵变判断、吉布斯自由能规律串联考查,跳出单一概念的记忆,指向“证据推理”素养。新角度:第(6)题针对“气-液反应”(气体反应物→液体产物)分析平衡标志,需突破常规“气-气反应”的思维定式,聚焦气体摩尔质量等变量的变化逻辑;第(8)题解释产率“先升后降”,需兼顾“温度对速率的促进”“放热反应的平衡逆向移动”“副反应增多”的工业实际,体现上海高考对“真实问题综合分析”的考查要求。2.(2025上海,T5(6)(7))铁红是一种常见的铁的化合物。最早,史前人类利用赭石沉淀物获得浅黄色和红色绘画颜料,其主要成分便是伴有少量硫化物的铁红工业盐酸常混有少量Fe3+,会使溶液呈黄色,是因为形成了一系列含铁配合物,这些配合物可简写为[FeClx]3-x(x=1,2,3,4)。室温下,在溶液中Fe3+与Cl-存在平衡:Fe3+(aq)+xCl-(aq)[FeClx]3-x(aq)(6)现加水稀释FeCl3溶液至体积为原来的两倍,则溶液中Fe3+的物质的量。A.增大B.不变C.减小并用离子积Q与平衡常数K的大小关系解释变化的原因。(7)室温下,x取不同值时,对应的平衡常数见下表:x1234K30.20134.9097.721.02某工业盐酸中c(Cl-)=12.00mol·L-1,则c(FeCl3)的摩尔分数为。(用小数表示,精确到小数点后2位)已知:c[(FeClx)3-x]的摩尔分数==命题解读新情境:以工业盐酸中Fe2+与Cl-形成配合物为载体,将铁红的实际应用与溶液配合平衡结合,跳出教材“简单离子反应”的理想化模型,呼应上海高考“化学对接生产或生活实际”的导向,考查学生对化学微观行为服务实际体系的认知。新考法:第(6)题并非直接考查平衡移动方向,而是要求结合稀释后浓度变化计算离子积Q,通过Q与平衡常数K的大小关系,推导n(Fe2+)的变化。打破“勒夏特列原理机械套用”的思维,指向“平衡常数本质(浓度商与K的定量关系)”的深度理解,契合上海高考“重原理应用轻套路”的考法。新角度:第(7)题引入“摩尔分数”陌生定义,需同时结合4组配合平衡的K值,通过设未知数、利用K表达式推导各含铁微粒浓度,最终代入摩尔分数公式计算。考查“陌生信息提取+多平衡模型构建+定量运算”的综合素养,是上海高考近年强化的“证据推理与模型认知”能力的典型体现。3.(2024·上海·高考真题)璀璨多彩的珊瑚礁是重要的海洋资源,也是海洋生态系统的重要组成部分。珊瑚礁的主要成分的碳酸钙,存在方解石和文石两种结构。(2)已知CaCO3(s,文石)CaCO3(s,方解石),该反应的ΔH-TΔS随温度变化趋势如下图所示。关于该反应的ΔH和ΔS判断正确的是___________。A.ΔH>0,ΔS>0 B.ΔH<0,ΔS>0 C.ΔH>0,ΔS<0 D.ΔH<0,ΔS<0珊瑚虫能生成碳酸钙,在海洋中堆积成珊瑚礁,主要反应如下:总反应为:Ca2+(aq)+2HCO(aq)CaCO3(s)+H2CO3(aq)①HCO(aq)H+(aq)+CO(aq)②Ca2+(aq)+CO(aq)CaCO3(s)③H+(aq)+HCO(aq)H2CO3(aq)(3)一定条件下,说明总反应达到化学平衡状态的是___________。A.Ca2+浓度保持不变 B.HCO和H2CO3的浓度比保持不变C.v正(Ca2+):v正(HCO)=1:2 D.v正(H2CO3):v逆(HCO)=2:1(4)珊瑚养殖和移植是重建珊瑚礁的重要方法。适当提高海水的pH,有利于碳酸钙的形成,结合上述反应,从平衡移动的角度解释原因。知识1化学反应的方向ΔHΔSΔH-TΔS反应情况-+永远是负值在任何温度下过程均自发进行+-永远是正值在任何温度下过程均非自发进行++低温为正高温为负低温时非自发,高温时自发--低温为负高温为正低温时自发,高温时非自发知识2影响化学平衡的因素对平衡状态的影响备注其他条件不变升高温度化学平衡向吸热方向移动v正、v逆均增大(程度不同)增大压强化学平衡向气体分子数目减少的方向移动压强变化是通过容器容积的变化实现的浓度增大反应物浓度或降低生成物浓度,平衡向正反应方向移动固体、纯液体的浓度视为常数恒容时加入“惰性”气体对平衡状态无影响(对反应速率也无影响)原来体系中各物质的浓度没有发生变化恒压时加入“惰性”气体相当于减小压强(对反应速率的影响也相当于减小压强)加入的气体会分担一部分压强【易错提醒】催化剂同等程度改变v正、v逆,平衡不移动。知识3化学平衡状态的快速判断法(1)“逆向相等”:反应速率必须一个是正反应的速率,一个是逆反应的速率,且经过换算后同一种物质的正反应速率和逆反应速率相等。特别注意:同一反应方向的反应速率不能判断反应是否达到平衡状态。(2)“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的,当不变时为平衡状态;一个随反应的进行保持不变的量,不能作为是否是平衡状态的判断依据。【易错提醒】不能作为“标志”的四种情况①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。②恒温恒容下的体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不再随时间而变化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。③全是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分子质量不再随时间而变化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。④全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变。知识4勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。能力化学平衡计算解题思维模型1.化学平衡的计算解题思维路径化学平衡常数解题思维路径3.一个模式——“三段式”(1)步骤:书写(写出有关化学平衡的化学反应方程式)→列变量(列出各物质的起始、变化、平衡量)→计算(根据已知条件列方程式计算)。(2)模式:如反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b,达到平衡后,A的消耗量为mx,容器容积为1L。mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始/molab00变化/molmxnxpxqx平衡/mola-mxb-nxpxqx①求平衡常数:K=eq\f((px)p·(qx)q,(a-mx)m·(b-nx)n)②求转化率转化率=eq\f(某参加反应的物质转化的量,某参加反应的物质起始的量)×100%,如α(A)平=eq\f(mx,a)×100%。4.明确三个关系(1)对于同一反应物,起始量-变化量=平衡量。(2)对于同一生成物,起始量+变化量=平衡量。(3)各转化量之比等于各物质的化学计量数之比。5.掌握四个公式(1)反应物的转化率=eq\f(n(转化),n(起始))×100%=eq\f(c(转化),c(起始))×100%。(2)生成物的产率:实际产量占理论产量的百分数。一般来讲,转化率越大,原料利用率越高,产率越大。产率=eq\f(实际产量,理论产量)×100%。(3)某气体组分的体积分数=eq\f(某气体组分的物质的量,混合气体总的物质的量)。考向化学平衡的综合应用与计算1.(25-26高三上·上海·期中)磷化氢在高温下分解生成两种气态物质。在恒容密闭容器内通入磷化氢气体,不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示。(1)磷化氢在高温下分解反应的化学方程式为。(2)温度时,该反应的平衡常数。2.(25-26高三上·上海·阶段练习)由丙烷氧化脱氢法制备丙烯涉及如下反应:①②在一定温度下,将和通入恒容密闭容器中发生上述反应,则得平衡时,,该温度下反应①的平衡常数。3.(25-26高三上·上海·阶段练习)已知一氧化碳和丙烯的燃烧热分别为、,

则(1)。(2)该反应在下能自发进行。A.高温

B.低温

C.任意温度4.(25-26高三上·上海·阶段练习)氢是清洁能源,硼氢化钠(NaBH4)是环境友好的固体储氢材料,其与水反应生氢气反应方程式如下:(1)该反应能自发进行的条件是___________。A.高温 B.低温 C.任意温度 D.无法判断(2)在2L密闭容器中只加反应物发生上述反应,反应进行到10分钟时达平衡,测得H2的质量为4g,则。(3)该反应比较缓慢,可忽略体积变化的影响。下列措施中可加快反应速率的是___________。A.升高溶液温度 B.加入少量浓NaOH溶液C.加入少量固体硼酸H3BO3 D.增加体系压强(25-26高三上·上海·期中)直接以为原料生产是目前的研究热点,我国科学家用人工合成淀粉时,第一步就需要将转化为。已知:Ⅰ.

Ⅱ.

Ⅲ.

___________5.反应Ⅲ的焓变。6.对于反应Ⅰ,不同温度对的转化率及催化剂的效率影响如图所示。(1)下列有关说法不正确的是。(不定项)A.其他条件不变,若不使用催化剂,则250℃时的平衡转化率仍位于MB.温度低于250℃时,随温度升高甲醇的产率增大C.使用催化剂时,M点的正反应速率小于N点的正反应速率D.M点时平衡常数比N点时平衡常数大(2)若在2L密闭容器中充入和发生反应Ⅰ,则图中M点时,产物甲醇的体积分数为;该温度下,反应的平衡常数。(均保留3位有效数字)上述反应制得的甲醇可以作为燃料电池的燃料使用,下图为KOH溶液为电解质溶液的甲醇-燃料电池示意图。据图回答下列问题:7.电池工作时,甲醇蒸汽通入该电池的(填“b”或“c”)口。8.X电极上的电极反应式为。9.电池工作时,理论上每转移2mol电子,Y电极上消耗L(标准状况下)气体。【热门话题与学科知识结合】(25-26高三上·上海奉贤·期末)DMF(N,N-二甲基甲酰胺,结构简式为)被誉为化工领域的“万能溶剂”,广泛应用于有机合成、材料加工、电子等多个领域。10.在DMF的组成元素中,第一电离能最大的是_____。A.C B.N C.O D.H11.在DMF中()中,键角大小:αβ,简述判断依据。A.>

B.<

C.=以DMA、CO2和H2为原料,在300℃时,某固体催化剂作用下合成DMF,发生的反应如下:①②12.已知:反应①中a=。13.反应②自发进行的条件为。A.高温

B.低温

C.任意温度一定条件下,向2L恒容密闭容器中充入1molDMA(g)、1molCO2(g)和1.34molH2(g),发生反应①和②,一段时间后,反应处于平衡状态。容器中含氮物质的物质的量(n)随时间(t)的变化关系如下图所示:14.根据以上信息,计算0~2min内,υ(H2O)=。15.下列能够说明反应达平衡状态的是_____。(不定项)A.之比保持不变 B.反应①和反应②的ΔH保持不变C.气体总质量保持不变 D.气体总物质的量保持不变DMA与CO2和H2反应生成DMF、TMA,图1是该反应的部分历程,其中吸附在催化剂表面的物质用*表示。图2表示催化剂表面的CO2*与H*形成的一系列物种的转化流程。16.写出过渡态为“TS2”的基元反应方程式。17.在上述反应的产物中,TMA的选择性低,图2中代表生成TMA的反应路径。(选填“a”或“b”)(25-26高三上·上海·期中)2025年9月3日,我国举行了盛大的阅兵仪式纪念抗战胜利80周年。仪式上,“东风-61”洲际导弹亮相,向世界展现了大国风采。导弹的制作需要用到强氧化剂高氯酸铵,可通过高纯氨与高纯高氯酸反应制得。Ⅰ.工业合成氨18.已知:298K时合成氨反应的,该反应的0(填“<”或“>”),在(填“较低温度”、“较高温度”或“任何温度”)下能够自发进行。19.合成氨原料中的由分离液态空气得到,来源于水煤气,反应如下:①

(请填空)。20.合成氨反应的催化机理示意图如下所示,氮气在催化剂上的吸附活化是总反应中的控速步骤,下列说法中正确的是______。A.反应过程中存在极性键的断裂和非极性键的形成B.氮气在催化剂表面吸附活化过程的活化能最高C.可以用降温的方法将脱附后的氢气、氮气液化,使其生成的氨气分离D.相比于氮气,适当增大氢气的浓度,更有利于提高整个反应的反应速率当进料体积比时,测得不同温度下反应达到化学平衡状态时氮气的体积分数与总压强(p)的关系曲线如图所示:21.、、由大到小的顺序为。22.如图所示,、60MPa时,的平衡转化率为。23.在恒温恒压,初始体积为1L的容器中存在1mol、3mol、6mol建立的化学平衡体系保持恒压,向其中充入80mol氮气,简要写出计算过程说明平衡移动的方向。Ⅱ.高氯酸铵的合成通过电解次氯酸水溶液可获得不含金属离子的最强无机酸之一的高氯酸。高氯酸浓度较大或发生反应时易发生爆炸,因此高氯酸浓度达到50%左右时电解即停止。24.写出由次氯酸反应制得高氯酸的电极反应式。25.高纯溶液以小液滴形式喷雾进入结晶反应器,与高纯度氨反应生成,小液滴应从反应器的______进入。A.下部 B.中部 C.上部 D.任何部位都一样研究小组采用太阳能电池来给电解装置充电,太阳能板的主要材料是半导体硅。向半导体硅中掺入硼、氮、磷可形成P型半导体(有带正电的电子空穴)或N型半导体(有富余的自由电子)在P区和N区的交界处,N区的电子会扩散到P区,形成PN结,增强导电性。光照后,经过光生伏特效应可发电。26.向晶体硅中掺入硼原子,形成的是。A.P型半导体

B.N型半导体27.与结合形成的半导体相比于与形成的半导体导电性更强。结合元素周期律解释原因。(25-26高三上·上海·期中)蒸汽转化是以烃类与水蒸气反应制备氢气、一氧化碳和二氧化碳的工艺,其中水碳比是目前研究的关键。水碳比是指原料气中和的物质的量之比,一般用表示,即。用水蒸气重整制氢的总反应为:已知:燃烧热为,燃烧热为,液态水的汽化热为。28.总反应的。用水蒸气重整制氢的总反应可分为以下两个过程:反应Ⅰ.水蒸气重整:反应Ⅱ.水煤气变换:29.在恒容密闭容器中,加入和一定量的,若仅发生反应Ⅰ,的平衡转化率按不同水碳比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是___________(填字母)。A.点a、b、c对应的平衡常数:B.C.下,若容器内比值不变,可判断反应达到平衡D.下达平衡后,压强P:对于反应Ⅱ水煤气变换:,是重要化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。曾有科学家做过如下实验,在下,分别使和还原,得到如下数据:化学方程式平衡后气体的物质的量分数::30.根据上述实验结果判断:①、还原为能力的强弱(填字母)。A.

B.

C.

D.无法判断②反应Ⅱ水煤气变换的化学平衡常数(保留2位小数)。我国学者研发了一种用于低温水煤气变换反应的高效稳定催化剂——原子层金簇负载催化剂,下图表示该催化剂与金催化剂的反应历程:(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)31.使用金催化剂(A)和原子层金簇负载催化剂(B),哪种更有利于该反应进行?(填“A”或“B”),原因是。32.100kPa时,将水碳比的混合气体投入恒压反应器中,平衡时,各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。①图中表示的虚线是曲线(选填“A”或“B”),理由是。②总反应的速率也可用单位时间内分压的变化来描述。若反应在下,2小时达到平衡,则这2小时内的。(注:气体分压总压强气体物质的量分数)③若在,将的混合气投入恒容反应器中,则的平衡物质的量分数0.04(填“”“”或“”)。(25-26高三上·上海·期中)通过生物柴油副产物甘油制取正成为将其高值化利用的一个重要研究方向。生物甘油()水蒸气重整获得过程中的主要反应如下:反应Ⅰ.

反应Ⅱ.

33.重整总反应

。34.反应Ⅰ在___________自发进行。A.高温 B.低温 C.任意温度 D.任意温度都不能在生物甘油重整中,有副反应:反应Ⅲ.

条件下,和发生上述反应达平衡状态时,体系中CO、、和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。35.代表随温度变化的曲线是。A.a

B.b

C.c36.恒温恒容状态下,向容器中加入和,不考虑反应Ⅲ的情况下,能说明反应Ⅱ发生的是___________。A.体系压强逐渐增大B.反应过程中,体积分数逐渐增大C.反应体系达到平衡前,CO和浓度之比随时间变化D.气体平均相对分子质量减小37.根据图中信息计算:600℃时,的平衡转化率为。甘油水蒸气重整制氢时,其他条件不变,在不同水醇比时的平衡产率与温度的关系如下图所示。38.水醇比从大到小的顺序是___________。A. B.C. D.39.保持特定水醇比不变,900K以上时,的平衡产率随温度的升高而减小的主要原因是。40.该工艺中第Ⅲ步反应与反应生成甲烷是主要副反应,实际生产中为抑制的生成,提高氢气的产率,不考虑压强的影响,可采取的措施有(写2点)。41.(25-26高三上·上海·期中)空间站的生命保障系统功能之一是实现氧的再生,其中涉及Sabatier反应:已知:①25℃、100kPa时,和的燃烧热分别为和;②

(1)Sabatier反应的(用含、、的代数式表示)。(2)空间站中氧的再生分两步,Sabatier反应是第一步,第二步在太阳能电池作用下完成。写出第二步的化学方程式:。将原料气按=1:4以一定流速通过Sabatier反应器,测得出口处的物质的量分数与温度的关系如图实线“”所示(虚线“”表示相同温度下平衡曲线,假设反应器中不发生其他反应)。(3)由图可知,Sabatier反应的。A.>0B.<0(4)根据图像,列式计算350℃下原料气通过反应器后的转化率。(精确到0.1%)(5)空间站运行Sabatier反应器时,下列措施能提高转化效率的是_______。A.适当减压 B.反应器前段加热,后段冷却C.提高原料气中所占比 D.合理控制反应器中气体的流速氧再生的另一种途径是利用Bosch反应:

(6)一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是该反应_______。A.反应物能量低于生成物能量B.属于熵减反应,只有在高温下才能自发C.活化能较高D.平衡常数随温度升高而增大(7)一定温度下,向某恒容密闭容器中充入1mol和2mol

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