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1、物理化學(xué)習(xí)題答案(二)一.選擇題1 .當(dāng)克勞修斯_克拉貝龍方程應(yīng)用于凝聚相轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵鈺r(shí),則:(C )(A) p必隨T之升高而降低(B) p必不隨T而變(C) p必隨T之升高而變大(D) p隨T之升高可變大或減少2 .水的三相點(diǎn),其蒸發(fā)熱和熔化熱分別為44.82和5.994kJ mol 則在三相點(diǎn)冰的升華熱約為:(B )(A) 38.8 3 kJ?mol-1(B) 50.81 kJ?mol-1(C) -38.83 kJ?mol-1(D) - 50.81 kJ?mol-13 .已知苯一乙醇雙液體系中,苯的沸點(diǎn)是353.3K,乙醇的沸點(diǎn)是 351.6K,兩者的共沸組成為:含乙醇4 7.5%(摩爾分?jǐn)?shù)

2、),沸點(diǎn)為341.2K。今有含乙醇77.5%的苯溶液,在達(dá)到氣、液平衡后,氣相中含乙醇為丫2,液相中含乙醇為 X2。問:下列結(jié)論何者正確?(C )(A) y2 X2(B) y2= X2(C) y2p* B ,則:(A )(A) yA Xa(B) y a yB32 .關(guān)于亨利系數(shù),下列說法中正確的是:(A)其值與溫度、濃度和壓力有關(guān)(C)其值與溫度、溶劑性質(zhì)和濃度有關(guān)33 .已知373K時(shí)液體A的飽和蒸氣壓為(C) Xa yA(D) y b yA(D )(B)其值與溫度、溶質(zhì)性質(zhì)和濃度有關(guān)(D)其值與溫度、溶質(zhì)和溶劑性質(zhì)及濃度的標(biāo)度有關(guān)133.24kPa ,液體B的飽和蒸氣壓為 66.62kPa

3、 。設(shè)A和B形成理想溶液,當(dāng)溶液中 A的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.5時(shí),在氣相中A的物質(zhì)的分?jǐn)?shù)為:(B )(A) 1(B) 2/3(C) 1/2(D) 1/334 .下述說法哪一個(gè)正確?某物質(zhì)在臨界點(diǎn)的性質(zhì)(D )(A)與外界溫度有關(guān)(B)與外界壓力有關(guān)(C)與外界物質(zhì)有關(guān)(D)是該物質(zhì)本身的特性35 . 2mol A 物質(zhì)和3mol B物質(zhì)在等溫等壓下混和形成液體混合物,該系統(tǒng)中A和B的偏摩爾體積分別為1.79 10-5 01 mol-1,2.1510-5 m3 mol-1,則混合物的總體積為:(C )(A) 9.67 105n3(B) 9.85 10-5吊(C) 1.003 10-401(D) 8

4、.95 10-5 036.現(xiàn)有4種處于相同溫度和壓力下的理想溶液:(1) 0.1mol 蔗糖溶于80mL水中,水蒸氣壓力為 p(2) 0.1mol 蔡溶于80mL苯中,苯蒸氣壓為 p20.1mol 葡萄糖溶于40mL水中,水蒸氣壓為(4) 0.1mol 尿素溶于80mL水中,水蒸氣壓為 p4這四個(gè)蒸氣壓之間的關(guān)系為:(B)(A)p1 p2 p3 p4(B)S p1 p4 P3(C)p1 p2p4(1/2) p3(D) p1 p4 2 p3p237 .沸點(diǎn)升高,說明在溶劑中加入非揮發(fā)性溶質(zhì)后,該溶劑的化學(xué)勢(shì)比純劑的化學(xué)勢(shì):(B )(A)升高(B)降低(C)相等(D)不確定38 .液體B比液體A易

5、于揮發(fā),在一定溫度下向純A液體中加入少量純 B液體形成稀溶液,下列幾種說法中正確的是:(C )(A)該溶液的飽和蒸氣壓必高于同溫度下純液體A的飽和蒸氣壓。(B)該液體的沸點(diǎn)必低于相同壓力下純液體A的沸點(diǎn)。(C)該液體的凝固點(diǎn)必低于相同壓力下純液體A的凝固點(diǎn)(溶液凝固時(shí)析出純固態(tài)A)。(D)該溶液的滲透壓為負(fù)值39 .在373.15K和101325Pa?下水的化學(xué)勢(shì)與水蒸氣化學(xué)位的關(guān)系為(A )(A)科(水)=W(7%)(B)科(水)W(汽)(C)科(水)W(7%)(D)無法確定40 .下列哪種現(xiàn)象不屬于稀溶液的依數(shù)性( D )(A)凝固點(diǎn)降低 (B)沸點(diǎn)升高(C)滲透壓(D)蒸氣壓升高41 .

6、真實(shí)氣體的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是:(D )(A) f = p 9的真實(shí)氣體(B) p = p 9的真實(shí)氣體(C) f = p e的理想氣體 (D) p = pe的理想氣體42 .以下各系統(tǒng)中屬單相的是( C )(A)極細(xì)的斜方硫和單斜硫混合物(B)漂白粉 (C)大小不一的一堆單斜硫碎粒(D)墨汁系統(tǒng)的自由度(B )43 . NaCl(s) , NaCl水溶液及水蒸汽平衡共存時(shí)(A) 0(B) 144.對(duì)于相律,下面的陳述中正確的是( (A)相律不適用于有化學(xué)反應(yīng)的多相系統(tǒng) (C)自由度為零意味著系統(tǒng)的狀態(tài)不變(C) 2(D) 3B )(B)影響相平衡的只有強(qiáng)度因素(D)平衡的各相中,系統(tǒng)包含的每種物質(zhì)都不缺

7、少時(shí)相律才正確45 .關(guān)于三相點(diǎn),下面的說法中正確的是(D )(A)純物質(zhì)和多組分系統(tǒng)均有三相點(diǎn)(B)三相點(diǎn)就是三條兩相平衡線的交點(diǎn)(C)三相點(diǎn)的溫度可隨壓力改變(D)三相點(diǎn)是純物質(zhì)的三個(gè)相平衡共存時(shí)的溫度和壓力所決定的相點(diǎn)46 .二組分系統(tǒng)的最大自由度是( C )(A) 1(B) 2(C) 3(D) 447 .區(qū)別單相系統(tǒng)和多相系統(tǒng)的主要根據(jù)是( D )(A)化學(xué)性質(zhì)是否相同(B)物理性質(zhì)是否相同(C)物質(zhì)組成是否相同(D)物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)是否都相同48 . Clapeyron方程不適用于(D )理想溶液中任一組分的液-氣可逆相變純物質(zhì)在等溫等壓下的不可逆相變(B)任何純固體物質(zhì)都有熔點(diǎn)(

8、A)純物質(zhì)固(a )=純物質(zhì)固(3 )可逆相變(B)(C)純物質(zhì)固-氣可逆相變(D)49 .對(duì)于下述結(jié)論,正確的是(D )(A)在等壓下有確定沸點(diǎn)的液態(tài)系統(tǒng)一定是純物質(zhì)(C)在一定溫度下,純液體的平衡蒸氣壓與液體所受外壓力無關(guān)(D)純固體物質(zhì)的熔點(diǎn)可以有很多個(gè)50.下面的表述中不正確的是( C )(A)在定壓下,純固體物質(zhì)不一定都有確定的熔點(diǎn)(C)在定壓下,固體混合物都不會(huì)有確定的熔點(diǎn) 答案:Co共熔混合物在定壓下有確定的熔點(diǎn)。因熔點(diǎn)是與壓力有關(guān)。(B) 在定壓下,純液態(tài)物質(zhì)有確定的唯一沸點(diǎn)(D)在定溫下,液體的平衡蒸氣壓與外壓有關(guān)51 .組分A(高沸點(diǎn))與組分B(低沸點(diǎn))形成完全互溶的二組分

9、系統(tǒng),在一定溫度下,向純B中加入少量的A ,系統(tǒng)蒸氣壓力增大,則此系統(tǒng)為:(C )。(A)有最高恒沸點(diǎn)的系統(tǒng);(B)不具有恒沸點(diǎn)的系統(tǒng);(C)具有最低恒沸點(diǎn)的系統(tǒng)。52 .將固體 NH4HCO3(s)放入真空容器中,等溫在 400 K , NH4HCO3按下式分解并達(dá)到平衡:NH4HCO3(s) = NH 3(g) + H2O(g) + CO2(g)系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù) C 和自由度數(shù) 為:(C )。(A) C = 2 ,= 1 ;(B) C = 2 ,= 2 ;(C) C = 1 ,= 0 ;(D) C = 3 ,=2。二.填空題1.40公斤乙醇和60公斤水的混合物在某溫度成氣液兩相平衡,乙醇在氣、

10、液相中的重量百分?jǐn)?shù)分別為60%和20%,那么氣相混合物的重量 W氣=W液(液相混合物重量)。(填、=)2 .在101325Pa下,用水蒸氣蒸儲(chǔ)法提純某不溶于水的有機(jī)物時(shí),系統(tǒng)的沸點(diǎn) 100。(填、=)3 .理想液態(tài)混合物定溫p-XB(yB)相圖最顯著的特征是液相線為直線 。4 . CO2的三相點(diǎn)為216.15K, 5.1 p可見固體 CO2 (干冰)升華的壓力是p 、 X B(總) X B(1)。將XB=0.4的溶液進(jìn)行精微,塔頂將 得至U xb=0.6的恒沸混合物。11 .已知A、B兩組分可構(gòu)成理想液體混合物, 且該混合物的正常沸點(diǎn)為 373.15K。若A、B兩組分在373.15K 時(shí)的飽和

11、蒸氣壓為 106658Pa和79993Pa,則該理想液體混合物的液相組成為:Xa = 0.8 ,平衡氣相的組成為:yA = 0.842 。12 .在313K時(shí),液體A的飽和蒸氣壓是液體B的飽和蒸氣壓的21倍,A和B形成理想液體混合物,當(dāng)氣相中A和B的物質(zhì)的量相等時(shí),液相 A和B的組成分別為xa = 0.0455, xb = 0.9545 。13 .含有KNO3和NaCl的水溶液與純水達(dá)滲透平衡時(shí),其組分?jǐn)?shù)為_3_,相數(shù)為_2,自由度數(shù)為 _4。14 . 101c時(shí),水在多大外壓沸騰?_ _101.3kPa。(填、 Vm( H2O,l ),所以隨著壓力的增大,則H2O( l )的凝固點(diǎn)將下降 。

12、(填上升、下降或不變) 三.計(jì)算題1、已知固體苯的蒸汽壓在273.15K時(shí)為3.27kPa, 293.15K時(shí)為12.303kPa,液體的蒸汽壓在 293.15K時(shí)為10.021kPa,液體苯的摩爾蒸汽熱為34.17kJ - mol-1。求(D 303.15K時(shí),液體苯的蒸汽壓;(2)苯的摩爾升華熱。(1)1n p(303.15 C) vapHmT2 T 34.17 103(303.2 293.2) 0 4623 p(293.15 C)R TT28.314 293.2 303.2p(303.15 C)In - 0.4623,10.02kPap(303.15 C) 15.90kPa(2)3,8.

13、314 273.2 293.2 , 12.30 103 , 1subHmcccc c In g J, mol293.2 273.23.27 10144.12kJ- mol 1 _ _ _37542、固態(tài)氨的飽和蒸氣壓為ln(p/kPa) 21.01 3八左,液態(tài)氨的飽和蒸氣壓為T/K3065 一 ,一,1T /Kln( p/kPa) 17.47 試求(1)三相點(diǎn)的溫度、壓力;(2)三相點(diǎn)的蒸發(fā)烙、升華烙和熔化烙。3754解:(1)三相點(diǎn)的T, p: 21 01 T / K306317.47 , T = 195 2 KT / Kp = 5 92 kPa3754 ln( p/kPa) 21.011

14、.778,195.2 H -(2)把ln p C,與蒸氣壓式比較得RT,H上 m 3754K RvapHm = 3063 8314 J mol 1 = 25.47 kJ mol13、已知甲苯和苯在 90 c下純液體的飽和蒸氣壓分別為 物。取200.0g甲苯和200.0g聚于帶活塞的導(dǎo)熱容器中,subHm = 3754 8 314 Jmol 1 = 31.21 kJ mol-1,H =. Hfus m sub mvapH m = 5.74 kJ mol 154.22 kPa和136.12kPa,兩者可形成理想液態(tài)混合始態(tài)為一定壓力下 90 c的液態(tài)混合物。在恒溫90 C下逐漸降低壓力,問:(1)

15、壓力降到多少時(shí),開始產(chǎn)生氣相,此氣相的組成如何?mA / Ma200/920.4588Xa,0n(總)4.7380XB,00.5412(2)壓力降到多少時(shí),液相開始消失,最后一滴液相的組成如何? 解:以A代表甲苯,B代表苯,系統(tǒng)總組成為:n(總)mA/MA mB/MB 200/92 200 / 78 4.7380mol(1)剛開始產(chǎn)生氣相時(shí),可認(rèn)為平衡液相的組成與系統(tǒng)總組成相等p(總)PaXa PbXb(54.22 0.4588 136.12 0.5412)kPa 98.54kPayAPaXa/p(總)54.22 0.4588/98.54 0.2524, yB 0.7476(2)只剩最后一滴液

16、相時(shí),可認(rèn)為平衡氣相組成與系統(tǒng)總組成相等yAXA,0解得xA0.4588 pAxA /(pAxA PbXb)0.6803,XB0.3197對(duì)應(yīng)總壓p (總)pA xAPbXb 80.40kPa4、已知100kPa下,純苯(A)的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)和蒸發(fā)烙分別為353.3K和30762J mol 1,純甲苯(B)的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)和蒸發(fā)烙分別為383.7K和31999J mol 1。苯和甲苯形成理想液態(tài)混合物,若有該種液態(tài)混合物在100kPa, 373.1K沸騰,計(jì)算混合物的液相組成。在373.1K苯的飽和蒸氣壓為*Pa,2*Pa,1307628.3141373.11c0.5557353.3*PA,21.7433

17、_5 -105Pa在373.1K甲苯的飽和蒸氣壓為*Pb,2 ,則ln*pB,2*Pb,1319998.314 373.11383.70 2850.Pb,20.7520105Pa在液態(tài)混合物沸騰時(shí)(100kPa下):p*pA,2X A pB,2*XBpA,2 XApB,21XaxA 0.25xB 0.755、A和B兩液體混合物為理想液態(tài)混合物,在80c下,將的真空容器中,此混合物蒸發(fā)達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得系統(tǒng)的壓力為成xb與純B在80 c下的飽和蒸氣壓。(設(shè)液體體積忽略不記,0.3mol A液體與0.5mol B液體放入到 15dm3102.66kPa,氣相組成yB=0.6644,求液相組氣體視為理

18、想氣體3解:忽略液體的體積ng靠8.314 353.1535nl nA nB ng0.8 0.5245 0.2755nBnlXBngyBXb0.55*Pb p yBPb Xb* 一 一Pb124.01kPa6、已知甲苯的正常沸點(diǎn)是果的正常沸點(diǎn)是 353.15K,1383.15K,平均摩爾氣化烙為 33.874kJ mol ,平均摩爾氣化烙為 30.03kJ moli。有一含有苯 100g和甲苯200g的理想披態(tài)混合物,在 373.15K,373.15K時(shí)苯和甲苯的飽和蒸氣壓(2)平衡時(shí)液相和氣相的組成175.30kPa101.325kPa下達(dá)到氣液平衡,求(1)在*解:(1)in 及LvapH

19、m 1 1P1R T2T1*一 -一_ _ _ _ _, P 苯30030 373.15 353.15in -101.3258.314 373.15 353.1576.20kPa*一一一一 一 一 一一一 一, 由苯 33874 373.15 383.15*in p甲苯101.3258.314 373.15 383.15*(2) P總P苯X苯p甲苯 X甲苯x 苯 0.2535 x甲苯 0.7465175.3 0.2535101.3250.4386y甲苯 0.56147、根據(jù)圖(a),圖(b)回答下列問題圖圖(1)指出圖(a)中,K點(diǎn)所代表的系統(tǒng)的總組成,平衡相數(shù)及平衡相的組成;(2)將組成x(

20、甲醇)=0.33的甲醇水溶液進(jìn)行一次簡(jiǎn)單蒸儲(chǔ)加熱到85 C停止蒸儲(chǔ),問儲(chǔ)出液的組成及殘液的組成,儲(chǔ)出液的組成與液相比發(fā)生了什么變化?通過這樣一次簡(jiǎn)單蒸儲(chǔ)是否能將甲醇與水分開?(3)將(2)所得的微出液再重新加熱到78 C,問所得的微出液的組成如何?與(2)中所得的微出液相比發(fā)生了什么變化?(4)將(2)所得的殘液再次加熱到91 C,問所得的殘液的組成又如何?與(2)中所得的殘液相比發(fā)生了什么變化?欲將甲醇水溶液完全分離,要采取什么步驟?解:(1)如圖(a)所示,K點(diǎn)代表的總組成 x(CH3OH)=0.33時(shí),系統(tǒng)為氣、液兩相平衡,L點(diǎn)為平衡液相,x(CH 3OH)=0.15 , G 點(diǎn)為平衡氣

21、相,y(CH3OH)=0.52 ;(2)由圖(b)可知,儲(chǔ)出液組成yB,1=0.52,殘液組成xb,1=0.15。經(jīng)過簡(jiǎn)單蒸儲(chǔ),儲(chǔ)出液中甲醇含量比原 液高,而殘液比原液低,通過一次簡(jiǎn)單蒸儲(chǔ),不能使甲醇與水完全分開;(3)若將(2)所得的微出液再重新加熱到78 C,則所得儲(chǔ)出液組成yB,2=0.67,與(2)所得儲(chǔ)出液相比,甲醇含量又高了;(4)若將(2)中所得殘液再加熱到91C,則所得的殘液組成 xb,2=0.07,與(2)中所得的殘相比,甲醇含量又減少了;(5)欲將甲醇水溶液完全分離,可將原液進(jìn)行多次反復(fù)蒸儲(chǔ)或精儲(chǔ)。8、A和B兩種物質(zhì)的混合物在 101 325Pa下沸點(diǎn)-組成圖如圖,若將1

22、molA和4 molB混合,在101325 Pa下先后加熱到t1 =200 C, t2=400 C, t3=600 C,根據(jù)沸點(diǎn)-組成圖回答下列問題:(1)上述3個(gè)溫度中,什么溫度下平衡系統(tǒng)是兩相平衡?哪兩相平衡?各平衡相的組成是多少?各 相的量是多少(mol) ?(2)上述3個(gè)溫度中,什么溫度下平衡系統(tǒng)是單相?是什么相?解:(1)t2=400 C時(shí),平衡系統(tǒng)是兩相平衡。此時(shí)是液-氣兩相平衡。各平衡相的組成,如下圖所示,為xb(1) =0.88 , yB=0.50nl GK 0.8 0.50n(g)= KL = 0.88 0.8n(g)+n(l)=5 mol解得:n(l)= 4.0mol ;

23、n(g)=1.0 mol(2) ti=200 C時(shí),處于液相;t 3 =600 C時(shí),處于氣相。9、根據(jù)CO?的相圖,回答如下問題。(1)說出OA,O*口 OC三條曲線以及特殊點(diǎn) 。點(diǎn)與A點(diǎn)的含義。(2)在常溫常壓下,將 CO2。)高壓鋼瓶的閥門慢慢打開一點(diǎn),噴出的CO2呈什么相態(tài)?為什么?(3)在常溫常壓下,將 CO2高壓鋼瓶的閥門迅速開大,噴出的CO2呈什么相態(tài)?為什么?(4)為什么將CO2(s)稱為“干冰”?CO2(l)在怎樣的溫度和壓力范圍內(nèi)能存在? 2166制 J r K解:(1) OA線是CO2(l)的飽和蒸氣壓曲線。OB線是CO2(s)的飽和蒸氣壓曲線,也就是升華曲線。OC戔是C

24、O2(s)與CO2(l)的兩相平衡曲線。點(diǎn)是CO2的三相平衡共存的點(diǎn),簡(jiǎn)稱三相點(diǎn),這時(shí)的自由度等于 零,溫度和壓力由系統(tǒng)自定。A點(diǎn)是CO2的臨界點(diǎn),這時(shí)氣-液界面消失,只有一個(gè)相。在A點(diǎn)溫度以上,不能用加壓的方法將 CO2 (g)液化。(2) CO2噴出時(shí)有一個(gè)膨脹做功的過程,是一個(gè)吸熱的過程,由于閥門是被緩慢打開的,所以在常溫、常壓下,噴出的還是呈 CO2(g)的相態(tài)。(3)高壓鋼瓶的閥門迅速被打開,是一個(gè)快速減壓的過程,來不及從環(huán)境吸收熱量,近似為絕熱膨脹過程,系統(tǒng)溫度迅速下降,少量CO2會(huì)轉(zhuǎn)化成CO2(s),如雪花一樣。實(shí)驗(yàn)室制備少量干冰就是利用這一原理。(4)由于CO2三相點(diǎn)的溫度很低

25、,為 216.6K,而壓力很高,為 518KPa我們處在常溫、常壓下,只能見 到CO2(g),在常壓低溫下,可以見到CO2(s),這日CO2(s)會(huì)直接升華,看不到由CO2(s)變成CO2(l) 的過程,所以稱CO2(s)為干冰。只有在溫度為216.6K至304K,壓力為518KPa至7400KPa的范圍內(nèi),CO2(l) 才能存在。所以,生活在常壓下的人們是見不到CO2(l)的。10、固體CO的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系為:1g p/Pa135311.957已知其熔化始fusHm 8326J mol1,三相點(diǎn)溫度為-56.6 C。(1) 求三相點(diǎn)的壓力;(2) 在100kPa下CO能否以液態(tài)存在

26、?(3) 找出液體CO的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系式。解:(1) lg ( p* / Pa) = -1353 /( 273.15-56.6)+11.957=5.709 ,三相點(diǎn)的壓力為 5.13X10a*(3) subH m =2.303 X 1353 X 8.314 J mol -1 ; VaP H m = subH m- fusHm =17.58 kJ mol ,再利用三相 點(diǎn)溫度、壓力便可求出液體CO的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系式:lg ( p* / Pa)= -918.2 /( T / K)+9.95211、在40c時(shí),將1mol C 2H5Br和2mol C 2H5I的混合物(均為液體)放在

27、真空容器中,假設(shè)其為理想混合物,且 p (C2H5Br)=107.0KPa , p (C2H5I)=33.6KPa,試求:(1)起始?xì)庀嗟膲毫徒M成(氣相體積不大,可忽略由蒸發(fā)所引起的溶液組成的變化);(2)若此容器有一可移動(dòng)的活塞,可讓液相在此溫度下盡量蒸發(fā)。當(dāng)只剩下最后一滴液體時(shí),此液體混合物的組成和蒸氣壓為若干 ?解:(1)起始?xì)庀嗟膲毫?p = XBr p* (C 2H5Br) + (1-XBr ) p*(C 2H5I) = 58.07kPa。起始?xì)庀嗟慕M成 yBr= p/XBr p* (C 2H 5Br)= 0.614(2)蒸氣組成 yBr= 1/3 ; yBr= XBr p* (C

28、 2H5Br)/XBr p* (C 2H5Br) + 1 1-XBr ) p*(C 2H5I)解出 XBr=0.136 , p =43.58kPa12、結(jié)霜后的早晨冷而干燥, 在-5C,當(dāng)大氣中的水蒸氣分壓降至 266.6 Pa時(shí),霜會(huì)升華變?yōu)樗魵鈫幔咳?要使霜不升華,空氣中水蒸氣的分壓要有多大?已知水的三相點(diǎn)的溫度和壓力分別為273.16 K和611 Pa,117K的摩爾氣化烙vapHm 45.05 kJ mol ,冰的摩爾融化烙fusHm 6.01 kJ mol。設(shè)相變時(shí)的摩爾燃 變?cè)谶@個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)是常數(shù)。解:冰的摩爾升華始等于摩爾熔化始與摩爾氣化焰的加和,subH m vapH mfusHm (45.05 6.01) kJ mol_151.06 kJ mol用Clausius-Clapeyron方程,

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