高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講練測第21講化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡的移動(講)(原卷版+答案解析)_第1頁
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文檔簡介

第21講化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡的移動

目錄

第一部分:網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建(總覽全局)

第二部分:知識點精準(zhǔn)記憶

第三部分:典型例題剖析

高頻考點1、考查可逆反應(yīng)的特點

高頻考點2、考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

高頻考點3、考查化學(xué)平衡的移動方向的判斷

高頻考點4、考查等效平衡的應(yīng)用

高頻考點5、考查勒夏特列原理的應(yīng)用

高頻考點6、考查化學(xué)平衡圖像分析

高頻考點7、考查化學(xué)平衡原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

正文

第一部分:網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建(總覽全局)

第二部分:知識點精準(zhǔn)記憶

知識點一可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)

1.可逆反應(yīng)

(1)概念:在同一條件下,既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。

(2)特點:三同一小

①相同條件下;

②同時進(jìn)行;

③反應(yīng)物與生成物同時存在;

④任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于100%。

(3)表示:在方程式中用表示。

2.化學(xué)平衡狀態(tài)

(1)概念:在一定條件下的可逆反應(yīng)中,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)物

的濃度和生成物的濃度保持不變的狀態(tài)-

(2)建立:對于只加入反應(yīng)物從正向建立的平衡:

反應(yīng)口反應(yīng)物濃度最大,”(正)最大,生成物濃度為0,:

開始時口”(逆)為零1

2'--------------------------------------------------------------------''

反應(yīng);反應(yīng)物濃度逐漸減小一。(正)逐漸減小。生成;

進(jìn)碘r物濃度由零逐漸增大一“逆)從零逐漸增大.

。二二二二二二二二二

達(dá)到口”(定)=”(血,應(yīng)南直合跖苗客組夯的欣底限焉:

平面句尸不變:

以上過程可以用速率一時間圖像表示如下

從正反應(yīng)開始建立從逆反應(yīng)開始建立

(3)化學(xué)平衡的特點

可逆反應(yīng)

化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡

正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率

反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量或濃度

保持不變

條件改變,平衡狀態(tài)可能改變,

新條件下建立新的化學(xué)平衡

3.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

化學(xué)反應(yīng);nA(g)+nB(g),*pC(g)+qD(g)是否平衡

①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定平衡

混合物體系

②各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡

中各成分的

③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定平衡

含量

④總體積、總壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量一定不一定平衡

①單位時間內(nèi)消耗了mmolA,同時也生成了mmolA平衡

正、逆反

②單位時間內(nèi)消耗了nmolB,同時也消耗了pmolC平衡

應(yīng)速率之

③v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q不一定平衡

間的關(guān)系

④單位時間內(nèi)生成了nmolB,同時也消耗了qmolD不一定平衡

①其他條件一定、總壓強(qiáng)一定,且加+〃初+q平衡

壓強(qiáng)

②其他條件一定、總壓強(qiáng)一定,且m+〃=p+q不一定平衡

①平均相對分子質(zhì)量一定,且機(jī)+"處+平衡

混合氣體的q

平均相對分

②平均相對分子質(zhì)量一定,且機(jī)+〃=〃+夕不一定平衡

子質(zhì)量

溫度任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化,當(dāng)體系溫度一定時平衡

①只有氣體參加的反應(yīng),密度保持不變(恒容密閉容器中)不一定平衡

氣體密度S)②期時,密度保持不變(恒壓容器中)平衡

③機(jī)+〃=p+q時,密度保持不變(恒壓容器中)不一定平衡

顏色反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色穩(wěn)定不變(其他條件不變)平衡

【歸納總結(jié)】(1)動態(tài)標(biāo)志:"正=丫逆邦

①同種物質(zhì):同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。

②不同物質(zhì):必須標(biāo)明是“異向”的反應(yīng)速率關(guān)系。如aA+6B=VC+如,”=菅時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。

V逆bO

(2)靜態(tài)標(biāo)志:各種“量”不變

①各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。

②各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)不變。

③溫度、壓強(qiáng)(化學(xué)反應(yīng)方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變。

總之,若物理量由變量變成了不變量,則表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);若物理量為“不變量”,則不能作為

平衡標(biāo)志。

【易錯提醒】規(guī)避“2”個易失分點

(1)化學(xué)平衡狀態(tài)判斷“三關(guān)注”

關(guān)注反應(yīng)條件,是恒溫恒容、恒溫恒壓,還是絕熱恒容容器;關(guān)注反應(yīng)特點,是等體積反應(yīng),還是非等體

積反應(yīng);關(guān)注特殊情況,是否有固體參加或生成,或固體的分解反應(yīng)。

(2)不能作為“標(biāo)志”的四種情況

①反應(yīng)組分的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。

②恒溫恒容下的體積不變的反應(yīng),體系的壓強(qiáng)或總物質(zhì)的量不再隨時間而變化,如2Hl(g)H2(g)+I2(g)o

③全是氣體參加的體積不變的反應(yīng),體系的平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化,如2Hl(g)H2(g)+I2(g)o

④全是氣體參加的反應(yīng),恒容條件下體系的密度保持不變。

知識點二化學(xué)平衡的移動

1.化學(xué)平衡移動的過程

2.化學(xué)平衡移動方向與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系

⑴VIE>V逆:平衡向正反應(yīng)方向移動。

(2)VIE=V逆:反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),平衡不發(fā)生移動。

(3)ViE<v?:平衡向逆反應(yīng)方向移動。

3.影響化學(xué)平衡的因素

(1)改變下列條件對化學(xué)平衡的影響

改變的條件(其他條件不變)化學(xué)平衡移動的方向

增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向正反應(yīng)方向移動

濃度

減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向逆反應(yīng)方向移動

壓強(qiáng)(對有氣體反應(yīng)前后氣向氣體分子總數(shù)減小的方向移

增大壓強(qiáng)

參加的反應(yīng))體體積改變動

向氣體分子總數(shù)增大的方向移

減小壓強(qiáng)

反應(yīng)前后氣改變

平衡不移動

體體積不變壓強(qiáng)

升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動

溫度

降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動

催化齊IJ同等程度改變V正、V逆,平衡不移動

(2)溫度不變時濃度因素的“決定性作用”一分析“惰性氣體(不參加反應(yīng)的氣體)”對化學(xué)平衡的影響。

①恒溫恒容條件

尚近福左充入惰性氣體

原平衡體系----------------->體系總壓強(qiáng)增大一>體系中各組分的濃度不變?平衡不移動

②恒溫恒壓條件

夯入惰,件與體

原平衡體系兀入侑?士飛毋>容器容積增大一體系中各組分的濃度同倍數(shù)減?。ǖ刃в跍p壓)

氣體體積不變的反應(yīng)

—衡不移動

氣體體積可變的反應(yīng)

-----------------?平衡向氣體體積增大的方向移動

【特別提醒】壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響主要看改變壓強(qiáng)能否引起反應(yīng)物和生成物的濃度變化,只有引起物質(zhì)

的濃度變化才會造成平衡移動,否則壓強(qiáng)對平衡無影響。

(3)圖示影響化學(xué)平衡移動的因素

增大反應(yīng)物濃度)增大生成物濃度)

一^二(減小生成物濃度)/型裝(減小反應(yīng)物濃度)

圖甲圖乙

4.勒夏特列原理

(1)內(nèi)容:對于一個已經(jīng)達(dá)到平衡的體系,如果改變影響化學(xué)平衡的一個條件(如濃度、溫度、壓強(qiáng)),平

衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。

(2)應(yīng)用:可以更加科學(xué)有效地調(diào)控和利用化學(xué)反應(yīng),盡可能讓化學(xué)反應(yīng)按照人們的需要進(jìn)行。

【特別提醒】①由“化學(xué)平衡”可知:勒夏特列原理的適用對象是可逆過程。

②由“減弱”可知:只能減弱改變,而不能消除改變。

知識點三等效平衡

1.等效平衡的含義

在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,同一可逆反應(yīng)體系,不管是從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,還

是正、逆反應(yīng)同時投料,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時,任何相同組分的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積

分?jǐn)?shù)等)均相同。

2.等效平衡的判斷方法

(1)恒溫恒容條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng)

判斷方法:極值等量即等效。

例如:2so2(g)+Ch(g)一*2SO3(g)

①2mol1mol0

②。02mol

(3)0.5mol0.25mol1.5mol

④amolbmolcmol

上述①②③三種配比,按化學(xué)方程式的化學(xué)計量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,則S02均為2mol,Ch均為Imol,

三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。

④中a、b、c三者的關(guān)系滿足:c+a=2,升6=1,即與上述平衡等效。

(2)恒溫恒壓條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng)

判斷方法:極值等比即等效。

例如:2so2(g)+O2(g)Ki2SO3(g)

①2mol3mol0

②1mol3.5mol2mol

amolbmolcmol

按化學(xué)方程式的化學(xué)計量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,則①②中需=|,故互為等效平衡。

③中隊b、C三者關(guān)系滿足:中=*即與①②平衡等效。

^+b

(3)恒溫條件下反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)

判斷方法:無論是恒溫恒容,還是恒溫恒壓,只要極值等比即等效,因為壓強(qiáng)改變對該類反應(yīng)的化學(xué)平衡

無影響。

例如:H2(g)+b(g)=^2HI(g)

①1mol1mol0

②2mol2mol1mol

③amolbmolcmol

①②兩種情況下,〃何):n(I2)=l:1,故互為等效平衡。

③中a、b、c三者關(guān)系滿足:(f+6)=l:1或a:b=l:1,cK),即與①②平衡等效。

3.虛擬“中間態(tài)”法構(gòu)建等效平衡

(1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式

新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成,相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。

起始平衡

叵一叵h疊加「壓縮蹩

H——?四

(2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例,見圖示)

新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加,壓強(qiáng)不變,平衡不移動。

產(chǎn)脛國隔

知識點四化學(xué)圖像

1?含量—時間—溫度(壓強(qiáng))圖像

常見圖像形式有如下幾種。其中C%指生成物的百分含量,B%指反應(yīng)物的百分含量。

IC%IB%

0t0t

①(a用催化劑,6不用)

【說明】表示不同條件下,反應(yīng)達(dá)到平衡的時間快慢、反應(yīng)速率的快慢以及平衡混合物中某物質(zhì)的百分含

量的關(guān)系。解題方法是“先拐先平,數(shù)值大”。即曲線先出現(xiàn)拐點的首先達(dá)到平衡,反應(yīng)速率快,以此判斷溫

度或壓強(qiáng)的高低。再依據(jù)外界條件對平衡的影響分析判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)及反應(yīng)前后氣體體積的變化。

2.轉(zhuǎn)化率(或質(zhì)量分?jǐn)?shù))與壓強(qiáng)一溫度圖像

(1)恒壓線圖像

>

2

)

【說明】表示兩個外界條件同時變化時,反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率變化情況,解決這類圖像一般采用“定一議二”

的方法,即把自變量(溫度、壓強(qiáng))之一設(shè)為恒量,討論另外兩個變量的關(guān)系。如:圖1中,當(dāng)壓強(qiáng)相等(任

意一條等壓線)時,升高溫度,A的轉(zhuǎn)化率增大,說明升高溫度平衡正向移動,即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。當(dāng)溫

度相等時,在圖1中作直線,與三條等壓線交于三點,這三點自下而上為增大壓強(qiáng),A的轉(zhuǎn)化率增大,說

明增大壓強(qiáng)平衡正向移動,即正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)。

(2)恒溫線圖像

A

3(

^

K

fe際

)

圖3

【說明】圖3中,當(dāng)溫度相等(任意一條等溫線)時,增大壓強(qiáng),A的轉(zhuǎn)化率增大,說明增大壓強(qiáng)平衡正向移

動,即正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)。當(dāng)壓強(qiáng)相等時,在圖3中作直線,與兩條等溫線交于兩點,這兩點

自下而上為降低溫度,A的轉(zhuǎn)化率增大,說明降低溫度平衡正向移動,即正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

3.化學(xué)平衡中的特殊圖像

(1)對于化學(xué)反應(yīng):〃zA(g)+”B(g)=*0C(g)+qD(g),M點前,表示從反應(yīng)開始,v(正)>v(逆);M點為剛達(dá)

到平衡點;M點后為平衡受溫度的影響情況,即升溫,A的百分含量增加或C的百分含量減少,平衡左移,

故AH<0?

(2)對于化學(xué)反應(yīng):機(jī)A(g)+〃B(g)J?pC(g)+qD(g),乙線上所有的點都是平衡點。乙線的上方(E點),A的

百分含量大于此壓強(qiáng)時平衡體系中A的百分含量,所以E點滿足v(正)>v(逆);同理L線的下方(尸點)滿足

v(正)<v(逆)。

4.解答化學(xué)平衡圖像題四步驟

分析已達(dá)平:'①反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)狀態(tài);

衡的可逆反T②反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量是增大還是減小;

應(yīng)的特點1③反應(yīng)是吸熱反應(yīng),還是放熱反應(yīng)

[一看商,即縱區(qū)底目薪電底荔番區(qū)5;]

:二看線(即線的走向和變化趨勢);

(看圖像卜三看點(即起點、折點、交點、終點);:

T;四看輔助線(如等溫線、等壓線、平衡線等);;

!五看量的變化(如濃度變化、溫度變化等);

雇底麻原第正面詼爰斌而享反應(yīng)逐革知應(yīng)事

[想號律尸[平衡的影響規(guī)律J

根據(jù)圖像中所表現(xiàn)的關(guān)系與所學(xué)規(guī)律相對比

〔做刊斷尸做出符合題目要求的判斷

第三部分:典型例題剖析

高頻考點1、考查可逆反應(yīng)的特點

例1.(2023?全國?高三專題練習(xí))下列對可逆反應(yīng)的認(rèn)識正確的是

A

A.NH4C1=NH3T+HClf與NH3+HC1=NH4cl互為可逆反應(yīng)

B.既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)叫可逆反應(yīng)

C.在同一條件下,同時向正、逆兩個方向進(jìn)行的反應(yīng)叫可逆反應(yīng)

D.對于可逆反應(yīng):N2+3H2.2NH3,增加反應(yīng)物中N2的比例,可使H2完全轉(zhuǎn)化為NH3

【變式訓(xùn)練】(2023?全國?高三專題練習(xí))在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng):X2(g)+Y2(g)=2Z(g),已知X2、Y2、Z

的起始濃度分別為0.3moM/i、O2mol-L1,在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,各物質(zhì)的濃

度有可能是

A.丫2為0.2mol?I/iB.丫2為O.35mol?1/1

C.X2為0.2moM/iD.Z0.4mol?L1

【題后歸納】極端假設(shè)法確定各物質(zhì)濃度范圍

上述題目1可根據(jù)極端假設(shè)法判斷,假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進(jìn)行到底,求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值,

從而確定它們的濃度范圍。

假設(shè)反應(yīng)正向進(jìn)行到底:X2(g)+Y2(g)=^2Z(g)

起始濃度(moLL-i)0.10.30.2

改變濃度(moLL-i)0.10.10.2

終態(tài)濃度(moLI/1)00.20.4

假設(shè)反應(yīng)逆向進(jìn)行到底:X2(g)+Y2(g)-—2Z(g)

起始濃度(mol1-1)0.10.30.2

改變濃度(moLL-i)0.10.10.2

終態(tài)濃度(mol.!/1)0.20.40

平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為X2d(0,0.2),Y2e(o.2,0,4),Ze(0,0.4)。

高頻考點2、考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

例2.(2023?全國?高三專題練習(xí))在一定溫度下的恒容密閉容器中,能說明反應(yīng)X2(g)+Y2(g)J2XY(g)已

達(dá)到平衡狀態(tài)的是

A.容器內(nèi)氣體的密度不再變化

B.容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量不隨時間變化而變化

C.每斷開1個X—X鍵的同時,有2個X—Y鍵形成

D.XY的分解速率是丫2的消耗速率的兩倍

【變式訓(xùn)練】(2023?全國?高三專題練習(xí))反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)AH<0,若在恒壓絕熱容器中發(fā)

生,下列選項表明反應(yīng)一定已達(dá)平衡狀態(tài)的是:

A.容器內(nèi)的溫度不再變化

B.相同時間內(nèi)斷開H—H鍵數(shù)目和生成N—H鍵數(shù)目相等

C.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化

D.容器內(nèi)氣體的濃度C(N2):C(H2):C(NH3)=1:3:2

【名師歸納】判斷平衡狀態(tài)的方法——“逆向相等,變量不變”

(1)“逆向相等”:反應(yīng)速率必須一個是正反應(yīng)的速率,一個是逆反應(yīng)的速率,且經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的正

反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。

特別注意:同一反應(yīng)方向的反應(yīng)速率不能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)。

(2)“變量不變”:如果一個量是隨反應(yīng)進(jìn)行而改變的,當(dāng)不變時為平衡狀態(tài);一個隨反應(yīng)的進(jìn)行保持不變的

量,不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。

高頻考點3、考查化學(xué)平衡的移動方向的判斷

例3.(2023?上海青浦?二模)反應(yīng)A(g)+B(g).3X,在其他條件不變時,通過調(diào)節(jié)容器體積改變壓強(qiáng),達(dá)平

衡時c(A)如下表:

平衡狀態(tài)①②③

容器體積/L40201

c(A)(mol-L1)0.022a0.05a0.75a

下列分析不正確的是A.①一②的過程中平衡發(fā)生了逆向移動

B.①一③的過程中X的狀態(tài)發(fā)生了變化

C.①一③的過程中A的轉(zhuǎn)化率不斷減小

D.與①②相比,③中X的物質(zhì)的量最大

【變式訓(xùn)練】(2023?上海虹口?模擬預(yù)測)向密閉容器中加入一定量CaCOs,1000℃下發(fā)生反應(yīng):

CaCC(3(s).(^0£)+€:0式8),保持溫度不變,容器內(nèi)最終二氧化碳濃度與容器容積的關(guān)系如圖所示。下列

說法正確的是

A.平衡常數(shù)值:K*=K,>KZ

B.從YfZ,平衡逆向移動

C.容積為10L時,CaCOs的平衡分解率為50%

D.容積為40L時,再加入一定量CaCC)3,CO2的濃度不發(fā)生變化

【思維建?!颗袛嗷瘜W(xué)平衡移動方向的思維模型

高頻考點4、考查等效平衡的應(yīng)用

例4.(2023?湖南?湘潭縣一中高三期中)一定溫度下,在3個容積均為1.0L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)+

CO(g)CH30H(g)達(dá)到平衡,下列說法正確的是()

物質(zhì)的起始濃度/mol1-1物質(zhì)的平衡濃度/moLL-i

容器溫度/K

C(H2)c(CO)C(CH3OH)C(CH3OH)

I4000.200.1000.080

II4000.400.200

III500000.100.025

A.該反應(yīng)的正反應(yīng)吸熱

B.達(dá)到平衡時,容器I中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率比容器n中的大

c.達(dá)到平衡時,容器n中式叢)大于容器ill中。32)的兩倍

D.達(dá)到平衡時,容器III中的正反應(yīng)速率比容器I中的大

【名師歸納】兩平衡狀態(tài)間要互為等效應(yīng)滿足四點:

①同一條件;②同一可逆反應(yīng);③僅僅由于初始投料不同(即建立平衡的方向可以不同);④平衡時相應(yīng)物質(zhì)

在各自平衡體系中的體積分?jǐn)?shù)(或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))相同。

【變式訓(xùn)練11(恒溫恒容條件下等效平衡的應(yīng)用)向一固定容積的密閉容器中通入amolN2O4氣體,在密

閉容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng):N2O4(g)2NO2(g),達(dá)到平衡時再通入amolN2O4氣體,再次達(dá)到平衡時,與第一次達(dá)平

衡時相比,N2O4的轉(zhuǎn)化率()

A.不變B.增大

C.減小D.無法判斷

【變式訓(xùn)練2](恒溫恒壓條件下等效平衡的應(yīng)用)恒溫恒壓下,在一個容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):

A(g)+B(g)C(g),若開始時通入1molA和1molB,達(dá)到平衡時生成amolC。則下列說法錯誤的是()

A.若開始時通入3molA和3moiB,達(dá)到平衡時,生成C的物質(zhì)的量為3amol

B.若開始時通入4moiA、4moiB和21noiC,達(dá)到平衡時,B的物質(zhì)的量一定大于4moi

C.若開始時通入2moiA、2molB和1molC,達(dá)到平衡時,再通入3moiC,則再次達(dá)到平衡后,C的物

質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為七

a

D.若在原平衡體系中,再通入1molA和1molB,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

高頻考點5、考查勒夏特列原理的應(yīng)用

例5.(2023?黑龍江?高三期末)下列事實中,能用勒夏特列原理解釋的是

A.排飽和食鹽水收集氯氣

B.對2H2O22H2。+。2的反應(yīng),使用MnO2可加快制02的反應(yīng)速率

C.由H2(g)、b(g)和HI(g)組成的平衡體系加壓后顏色變深

D.500℃時比室溫更有利于合成氨的反應(yīng)

【易錯提醒】1.對于溶液中的離子反應(yīng),向溶液中加入與實際反應(yīng)無關(guān)的離子,平衡不移動。

2.溶液中的可逆反應(yīng),達(dá)平衡后加水稀釋,平衡向溶質(zhì)微粒數(shù)增多的方向移動。

3.改變固體或純液體的量,對平衡無影響。

4.當(dāng)反應(yīng)混合物中不存在氣態(tài)物質(zhì)時,壓強(qiáng)的改變對平衡無影響。

5.對于反應(yīng)前后氣體體積無變化的反應(yīng),如H2(g)+l2(g)2HI(g),壓強(qiáng)的改變對平衡無影響。但增大(或減

小)壓強(qiáng)會使各物質(zhì)的濃度增大(或減小),混合氣體的顏色變深(或淺)。

6.“惰性氣體”對化學(xué)平衡的影響

①恒溫、恒容條件

充入惰性氣體

原平衡體系——>體系總壓強(qiáng)增大一>體系中各組分的濃度不變一>平衡不移動。

②恒溫、恒壓條件

充入惰性氣體

原平衡體系容器容積增大,各反應(yīng)氣體的分壓減小一>體系中各組分的濃度同倍數(shù)減小(等效

氣體體積不變反應(yīng)〒生

-----------------^平衡不移動

一氣體體積可變反應(yīng)〒〃入A”人如再,“、入口,

-----------------^平衡向氣體體積增大的萬向移動

于減壓)

【變式訓(xùn)練】(2023?全國?高三專題練習(xí))下列事實能用勒夏特列原理來解釋的是

A.SO2氧化SO3,往往需要使用催化劑2so2(g)+C)2(g)U2so3(g)

B.500℃左右的溫度比室溫更有利于合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)U2NH3(g)AH<0

C.比、L、HI平衡混合氣體加壓后顏色加深H2(g)+L(g)U2Hl(g)

+

D.實驗室采用排飽和食鹽水的方法收集氯氣CI2+H2O#H+CI-+HCIO

高頻考點6、考查化學(xué)平衡圖像分析

例6.(2023?全國?高三專題練習(xí))下圖是不同物質(zhì)在密閉容器中反應(yīng)的有關(guān)圖象,下列對有關(guān)圖象的敘述正

確的是

A.圖1:對L(g)+H式g).—2HI(g)達(dá)到平衡后,在與時刻充入了一定的HL平衡逆向移動

B.圖2:該圖象表示的方程式為2A=B+3c

C.圖3:對2A(g)+B(g).C(g)AH<0,圖中T/TzRVp?

D.圖4:對X(g)+3Y(g).-2W(g)AH<0,<p可表示X的百分含量

【名師總結(jié)】解答化學(xué)平衡圖像題的思路、步驟與技巧

1.解題思路

皮菽_明確圖像要描述的含義或者考查方程式的特

座聲一點,了解題目要求解決的問題。

匿囿]f明確橫縱坐標(biāo)的含義。

修加分析曲線變化趨勢及其原因,聯(lián)想相關(guān)知識解

噂一答問題。

圖圖一根據(jù)要求選出或?qū)懗稣_答案。

2.解題步驟

[■一看面(縱、橫坐標(biāo)的意義)

二看線(線的走向和變化趨勢)

I看圖像三看點(起點、拐點、終點)

四看輔助線(如等溫線、等壓線、平衡線)

〔五看量的變化(如濃度變化、溫度變化)

1^7,?,聯(lián)想平衡移動原理,分析條件對反應(yīng)速

坦幽f率、化學(xué)平衡移動的影響

施金(利用原理,結(jié)合圖像,分析圖像中所代表

儂幽f{反應(yīng)速率變化或化學(xué)平衡的線,做出判斷

3.解題技巧

(1)先拐先平數(shù)值大。在含量一時間曲線中,先出現(xiàn)拐點的則先達(dá)到平衡,說明該曲線表示的溫度較高或壓

強(qiáng)較大。

(2)定一議二。圖像中有三個量時,先確定一個量不變,再討論另外兩個量的關(guān)系。即確定橫坐標(biāo)所表示的

量后,討論縱坐標(biāo)與曲線的關(guān)系;或確定縱坐標(biāo)所表示的量后(通??僧嬕淮咕€),討論橫坐標(biāo)與曲線的關(guān)系。

(3)三步分析法。一看反應(yīng)速率是增大還是減??;二看丫正、v逆的相對大??;三看化學(xué)平衡移動的方向。

【變式訓(xùn)練】(2023?安徽?蕪湖一中高三階段練習(xí))某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時,改變某一條件對

反應(yīng)[可用aA(g)+bB(g).-?cC(g)表示]的化學(xué)平衡的影響,得到如下圖象(圖中p表示壓強(qiáng),T表示溫度,

n表示物質(zhì)的量,

A.反應(yīng)I:若pi>p2,則此反應(yīng)只能在高溫下自發(fā)進(jìn)行

B.反應(yīng)H:此反應(yīng)的AH<0,且TI<T2

C.反應(yīng)III:AH>0且T2>TI或AH<0且T2<TI

D.反應(yīng)W:TI<T2,則該反應(yīng)不易自發(fā)進(jìn)行

高頻考點7、考查化學(xué)平衡原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

例7.(2023?遼寧高三二模)如圖所示為工業(yè)合成氨的流程圖。有關(guān)說法錯誤的是

A.步驟③中“500℃”是催化劑催化活性的最佳溫度

B.NH3晶胞符合分子密堆積

C.步驟②、④、⑤均有利于提高原料的轉(zhuǎn)化率

D.產(chǎn)品液氨除可生產(chǎn)化肥外,還可用作制冷劑

【題后歸納】工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中平衡類問題需綜合考慮的幾個方面

(1)原料的來源、除雜,尤其考慮雜質(zhì)對平衡的影響。

(2)原料的循環(huán)利用。

(3)產(chǎn)物的污染處理。

(4)產(chǎn)物的酸堿性對反應(yīng)的影響。

(5)氣體產(chǎn)物的壓強(qiáng)對平衡造成的影響。

(6)改變外界條件對多平衡體系的影響。

【變式訓(xùn)練】(2023?河南信陽市?高三零模)常壓下鍛基化法精煉鎂的原理為

Ni(s)+4CO(g).Ni(CO)4(g)o230°C時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2xlCf5。

已知:Ni(C。%的沸點為42.2°C,固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。

第一階段:將粗銀與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4;第二階段:將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來,加熱

至230℃制得高純保。

下列判斷正確的是

A.Ni(CO)4是離子化合物

B.第一階段,反應(yīng)體系的溫度應(yīng)控制在43℃以上,以達(dá)到氣化分離的目的

C.反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)以后,保持體積不變通入CO,平衡正向移動,反應(yīng)的平衡常數(shù)增大

D.第二階段,可以通過增大壓強(qiáng)來提高Ni(CO)4分解率

第21講化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡的移動

目錄

第一部分:網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建(總覽全局)

第二部分:知識點精準(zhǔn)記憶

第三部分:典型例題剖析

高頻考點1、考查可逆反應(yīng)的特點

高頻考點2,考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

高頻考點3、考查化學(xué)平衡的移動方向的判斷

高頻考點4,考查等效平衡的應(yīng)用

高頻考點5、考查勒夏特列原理的應(yīng)用

高頻考點6、考查化學(xué)平衡圖像分析

高頻考點7、考查化學(xué)平衡原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

正文

第一部分:網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建(總覽全局)

第二部分:知識點精準(zhǔn)記憶

知識點一可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)

1.可逆反應(yīng)

(1)概念:在同一條件下,既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)

反應(yīng)。

(2)特點:三同一小

①相同條件下;

②同時進(jìn)行;

③反應(yīng)物與生成物同時存在;

④任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于100%。

(3)表示:在方程式中用表示。

2.化學(xué)平衡狀態(tài)

(1)概念:在一定條件下的可逆反應(yīng)中,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速

率相等,反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度保持不變的狀態(tài)。

(2)建立:對于只加入反應(yīng)物從正向建立的平衡:

[反應(yīng)u反應(yīng)物濃度最大,M正)最大,生成物濃度為0,:

|開始時尸〃(逆)為零;

反應(yīng):反應(yīng)物濃度逐漸減小'一---。-(-正---)-逐---漸--減---小---。--生---成---;------------------------

進(jìn)語口物濃度由零逐漸增大一。(逆)從零逐漸增大.

。二二二二二二二二

[達(dá)到U(定)="(向,江而京合跖曲客組芬麗演底展花;

[平面前口不變彳

以上過程可以用速率一時間圖像表示如下

從正反應(yīng)開始建立從逆反應(yīng)開始建立

(3)化學(xué)平衡的特點

可逆反應(yīng)

化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡

正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率

反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量或濃度

保持不變

條件改變,平衡狀態(tài)可能改變,

新條件下建立新的化學(xué)平衡

3.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

化學(xué)反應(yīng)mA(g)+nB(g).*pC(g)+qD(g)是否平衡

①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定平衡

混合物體系

②各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡

中各成分的

③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定平衡

含量

④總體積、總壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量一定不一定平衡

①單位時間內(nèi)消耗了mmolA,同時也生成了mmolA平衡

正、逆反

②單位時間內(nèi)消耗了nmolB,同時也消耗了pmolC平衡

應(yīng)速率之

③v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q不一定平衡

間的關(guān)系

④單位時間內(nèi)生成了nmolB,同時也消耗了qmolD不一定平衡

①其他條件一定、總壓強(qiáng)一定,且初+夕平衡

壓強(qiáng)

②其他條件一定、總壓強(qiáng)一定,且根+〃=p+q不一定平衡

①平均相對分子質(zhì)量一定,且m+n^p+q平衡

混合氣體的

平均相對分

②平均相對分子質(zhì)量一定,且m+n=p+q不一定平衡

子質(zhì)量

溫度任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化,當(dāng)體系溫度一定時平衡

①只有氣體參加的反應(yīng),密度保持不變(恒容密閉容器中)不一定平衡

氣體密度S)②m+〃初+q時,密度保持不變(恒壓容器中)平衡

③m+〃=p+q時,密度保持不變(恒壓容器中)不一定平衡

顏色反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色穩(wěn)定不變(其他條件不變)平衡

【歸納總結(jié)】(1)動態(tài)標(biāo)志:丫正=丫逆女)

①同種物質(zhì):同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。

②不同物質(zhì):必須標(biāo)明是“異向”的反應(yīng)速率關(guān)系。$0aA+bB^^cC+dD,時,反

應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。

(2)靜態(tài)標(biāo)志:各種“量”不變

①各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。

②各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)不變。

③溫度、壓強(qiáng)(化學(xué)反應(yīng)方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變。

總之,若物理量由變量變成了不變量,則表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);若物理量為“不變

量”,則不能作為平衡標(biāo)志。

【易錯提醒】規(guī)避“2”個易失分點

(1)化學(xué)平衡狀態(tài)判斷“三關(guān)注”

關(guān)注反應(yīng)條件,是恒溫恒容、恒溫恒壓,還是絕熱恒容容器;關(guān)注反應(yīng)特點,是等體積反應(yīng),

還是非等體積反應(yīng);關(guān)注特殊情況,是否有固體參加或生成,或固體的分解反應(yīng)。

⑵不能作為“標(biāo)志”的四種情況

①反應(yīng)組分的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。

②恒溫恒容下的體積不變的反應(yīng),體系的壓強(qiáng)或總物質(zhì)的量不再隨時間而變化,如

2HI(g)H2(g)+I2(g)o

③全是氣體參加的體積不變的反應(yīng),體系的平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化,如

2HI(g)H2(g)+I2(g)?

④全是氣體參加的反應(yīng),恒容條件下體系的密度保持不變。

知識點二化學(xué)平衡的移動

1.化學(xué)平衡移動的過程

2.化學(xué)平衡移動方向與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系

(1)VJE>Vffi:平衡向正反應(yīng)方向移動。

(2)丫正=?逆:反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),平衡不發(fā)生移動。

(3)vi<v?:平衡向逆反應(yīng)方向移動。

3.影響化學(xué)平衡的因素

(1)改變下列條件對化學(xué)平衡的影響

改變的條件(其他條件不變)化學(xué)平衡移動的方向

增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向正反應(yīng)方向移動

濃度

減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向逆反應(yīng)方向移動

向氣體分子總數(shù)減小的方向移

增大壓強(qiáng)

反應(yīng)前后氣動

壓強(qiáng)(對有氣體體體積改變向氣體分子總數(shù)增大的方向移

減小壓強(qiáng)

參加的反應(yīng))動

反應(yīng)前后氣改變

平衡不移動

體體積不變壓強(qiáng)

升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動

溫度

降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動

催化劑同等程度改變V正、V逆,平衡不移動

⑵溫度不變時濃度因素的“決定性作用”——分析“惰性氣體(不參加反應(yīng)的氣體)”對化學(xué)平

衡的影響。

①恒溫恒容條件

原平衡體系允入惰性氣體>體系總壓強(qiáng)增大—>體系中各組分的濃度不變一>平衡不

移動

②恒溫恒壓條件

原平衡體系充入惰性氣體>容器容積增大—>體系中各組分的濃度同倍數(shù)減小(等效于

減壓)

氣體體積不變的反應(yīng)

------------------*平衡不移動

氣體體積可變的反應(yīng)

-----------------?平衡向氣體體積增大的方向移動

【特別提醒】壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響主要看改變壓強(qiáng)能否引起反應(yīng)物和生成物的濃度變化,

只有引起物質(zhì)的濃度變化才會造成平衡移動,否則壓強(qiáng)對平衡無影響O

(3)圖示影響化學(xué)平衡移動的因素

(增大反應(yīng)物濃度)(增大生成物濃度)

產(chǎn)(減小生成物濃度):次雙(減小反應(yīng)物濃度)

圖甲圖乙

(p增且Au>0)

(p減且AO>0)

圖丙圖丁

(p增且Au=O)(T升且A//VO)

(p減且Av=O)

圖戊圖己

(加入正催化劑)

(7降且AH<0)

圖庚圖辛

4.勒夏特列原理

(1)內(nèi)容:對于一個已經(jīng)達(dá)到平衡的體系,如果改變影響化學(xué)平衡的一個條件(如濃度、

溫度、壓強(qiáng)),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。

(2)應(yīng)用:可以更加科學(xué)有效地調(diào)控和利用化學(xué)反應(yīng),盡可能讓化學(xué)反應(yīng)按照人們的需要

進(jìn)行。

【特別提醒】①由“化學(xué)平衡”可知:勒夏特列原理的適用對象是可逆過程。

②由“減弱”可知:只能減弱改變,而不能消除改變。

知識點三等效平衡

1.等效平衡的含義

在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,同一可逆反應(yīng)體系,不管是從正反應(yīng)開始,還是從

逆反應(yīng)開始,還是正、逆反應(yīng)同時投料,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時,任何相同組分的百分含量(質(zhì)

量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)均相同。

2.等效平衡的判斷方法

(1)恒溫恒容條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng)

判斷方法:極值等量即等效。

例如:2SCh(g)+02(g)一立S03(g)

①2mol1mol0

②002mol

③0.5mol0.25mol1.5mol

④amolbmolcmol

上述①②③三種配比,按化學(xué)方程式的化學(xué)計量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,則SO2均為2mol,

O2均為Imol,三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。

④中a、b、c三者的關(guān)系滿足:c+a=2,5+6=1,即與上述平衡等效。

(2)恒溫恒壓條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng)

判斷方法:極值等比即等效。

例如:2SO2(g)+O2(g)-=2SO3(g)

①2mol3mol0

②1mol3.5mol2mol

(3)amolbmolcmol

按化學(xué)方程式的化學(xué)計量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,則①②中陪=令故互為等效平衡。

HU23

③中4、b、C三者關(guān)系滿足:-即與①②平衡等效。

l+b

(3)恒溫條件下反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)

判斷方法:無論是恒溫恒容,還是恒溫恒壓,只要極值等比即等效,因為壓強(qiáng)改變對該類反

應(yīng)的化學(xué)平衡無影響。

例如:H2(g)+H(g)n^2Hl(g)

①1mol1mol0

②2mol2mol1mol

amolbmolcmol

①②兩種情況下,〃(H2):n(I2)=l:1,故互為等效平衡。

③中a、b、c三者關(guān)系滿足6+a):e+b)=l:1或a:6=1:I,c>0,即與①②平衡等效。

3.虛擬“中間態(tài)”法構(gòu)建等效平衡

⑴構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式

新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成,相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。

起始平衡

M一-Mnh啟新平衡

0——-[vp

(2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例,見圖示)

新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加,壓強(qiáng)不變,平衡不移動。

起始平衡

知識點四化學(xué)圖像

1.含量一時間一溫度(壓強(qiáng))圖像

常見圖像形式有如下幾種。其中C%指生成物的百分含量,B%指反應(yīng)物的百分含量。

(0>71,正反應(yīng)為放熱反應(yīng))

④正反應(yīng)為體積減小的反應(yīng))

⑤(Pl>02,正反應(yīng)為體積增大的反應(yīng))

【說明】表示不同條件下,反應(yīng)達(dá)到平衡的時間快慢、反應(yīng)速率的快慢以及平衡混合物中某

物質(zhì)的百分含量的關(guān)系。解題方法是“先拐先平,數(shù)值大”。即曲線先出現(xiàn)拐點的首先達(dá)到平

衡,反應(yīng)速率快,以此判斷溫度或壓強(qiáng)的高低。再依據(jù)外界條件對平衡的影響分析判斷反應(yīng)

的熱效應(yīng)及反應(yīng)前后氣體體積的變化。

2.轉(zhuǎn)化率(或質(zhì)量分?jǐn)?shù))與壓強(qiáng)一溫度圖像

(1)恒壓線圖像

A

3(

)

°T/K°T/K

圖1圖2

【說明】表示兩個外界條件同時變化時,反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率變化情況,解決這類圖像一般

采用“定一議二”的方法,即把自變量(溫度、壓強(qiáng))之一設(shè)為恒量,討論另外兩個變量的關(guān)系。

如:圖1中,當(dāng)壓強(qiáng)相等(任意一條等壓線)時,升高溫度,A的轉(zhuǎn)化率增大,說明升高溫度

平衡正向移動,即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。當(dāng)溫度相等時,在圖1中作直線,與三條等壓線交于

三點,這三點自下而上為增大壓強(qiáng),A的轉(zhuǎn)化率增大,說明增大壓強(qiáng)平衡正向移動,即正反

應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)。

⑵恒溫線圖像

A

(

)

【說明】圖3中,當(dāng)溫度相等(任意一條等溫線)時,增大壓強(qiáng),A的轉(zhuǎn)化率增大,說明增大

壓強(qiáng)平衡正向移動,即正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)。當(dāng)壓強(qiáng)相等時,在圖3中作直線,與

兩條等溫線交于兩點,這兩點自下而上為降低溫度,A的轉(zhuǎn)化率增大,說明降低溫度平衡正

向移動,即正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

3.化學(xué)平衡中的特殊圖像

⑴對于化學(xué)反應(yīng):“zA(g)+“B(g).'pC(g)+qD(g),M點前,表示從反應(yīng)開始,v(正)>v(逆);

M點為剛達(dá)到平衡點;M點后為平衡受溫度的影響情況,即升溫,A的百分含量增加或C

的百分含量減少,平衡左移,故公尿。。

(2)對于化學(xué)反應(yīng):機(jī)A(g)+wB(g),,pC(g)+“D(g),£線上所有的點都是平衡點。工線的

上方(E點),A的百分含量大于此壓強(qiáng)時平衡體系中A的百分含量,所以£點滿足v(正)>v(逆);

同理L線的下方(尸點)滿足v(正)(逆)。

4.解答化學(xué)平衡圖像題四步驟

分析已達(dá)平];①反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)狀態(tài);:

衡的可逆反"②反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量是增大還是減小;1

應(yīng)的特點:③反應(yīng)是吸熱反應(yīng),還是放熱反應(yīng)

|一看面(即縱坐標(biāo)與橫生標(biāo)的意義”

[二看線(即線的走向和變化趨勢);

?看圖像r三看點(即起點

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