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1、高二化學(xué)導(dǎo)學(xué)案(1)第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 第一課時【教學(xué)重點】反應(yīng)熱概念的含義;熱化學(xué)方程式的正確書寫以及反應(yīng)焓變的計算?!窘虒W(xué)難點】反應(yīng)焓變的計算、定量測定反應(yīng)熱的實驗方法。【教學(xué)過程】1、我們以前所學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)中能量的變化是從哪個角度來說明的?2、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化的形式有哪些?【導(dǎo)入】物質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度看,化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是: 和 因此所有的化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化。為了更準(zhǔn)確的描述反應(yīng)中化學(xué)能與熱能之間的轉(zhuǎn)化,我們引入了反應(yīng)熱的定義。一、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱1、定義:2、表示符號:Q3、表示方法:Q>0 反應(yīng)吸熱 Q<0 反應(yīng)放熱【提問】常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)有哪些類型?常
2、見的放熱反應(yīng): 常見的吸熱反應(yīng): ,如 銨鹽和堿的反應(yīng):2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)BaCl2+2NH3 +10H2OC(s)+H2O(g) CO+H2 CO2+C 2CO【注意】化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱,與反應(yīng)條件(加熱或不加熱)沒有關(guān)系?!靖櫽?xùn)練】下列對化學(xué)反應(yīng)熱現(xiàn)象的說法正確的是( )A、放熱反應(yīng)不必加熱 B、化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)的數(shù)值與參加反應(yīng)的物質(zhì)的量無關(guān)C、化學(xué)反應(yīng)一定有能量變化D、吸熱反應(yīng)加熱后才能發(fā)生【講解】反應(yīng)熱可以根據(jù)反應(yīng)的類型分為多種,比如中和反應(yīng)放出的熱量叫中和熱,燃燒反應(yīng)放出的熱量為燃燒熱等等。3、反應(yīng)熱的分類: 中和熱 燃燒熱 生成熱【講
3、解】下面我們來看看什么是中和熱和如何進(jìn)行中和熱的測定。二、中和熱1、定義:在稀溶液中,強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng),生成1mol水時的反應(yīng)熱叫做中和熱。2、理解要點:條件:稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的離子。反應(yīng)物:(強(qiáng))酸與(強(qiáng))堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)。生成1mol水。中和反應(yīng)的實質(zhì)是H+和OH化合生成 H20,若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成,這部分反應(yīng)熱也不在中和熱內(nèi)。放出的熱量:57.3kJ/mol3、中和熱的表示:H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l); H =-57.3kJ/mol【跟蹤訓(xùn)練】已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);
4、 H=-57.3kJ/mol ,求下列中和反應(yīng)中放出的熱量。(1)用20gNaOH配稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng)放出_kJ的熱量。(2)用2mol 稀H2SO4溶液跟足量稀NaOH溶液反應(yīng),放出_kJ的熱量?!緦嶒炋骄俊恐笇?dǎo)學(xué)生閱讀課本P3頁,完成:1、測定中和熱的儀器:2、測定中和熱的原理:3、測定中和熱中應(yīng)該要注意哪些問題?三、中和熱的測定1、儀器:量熱計(環(huán)形玻璃攪拌棒、溫度計、燒杯) 2、原理:Q= C(T2T1) (C為熱容) 或Q= C m (T2T1)(C為比熱容) 中和熱:Q= (與酸、堿的用量無關(guān))【注意】根據(jù)單位判斷到底是熱容還是比熱容。3、步驟:閱讀課本P3實驗步驟【交流與討論
5、】測得中和熱為52.5kJ,小于57.3kJ,認(rèn)為造成誤差的原因可能有哪些?(1)量取溶液的體積有誤差 (2)藥品的選用不當(dāng)引起的誤差(3)實驗過程中有液體灑在外面 (4)混合酸、堿溶液時,動作緩慢(5)隔熱操作不到位,致使實驗過程中熱量損失而導(dǎo)致誤差(6)測了酸后的溫度計未用水清洗而便立即去測堿的溫度,致使熱量損失而引起誤差?!靖櫽?xùn)練】1、50ml0.50mol·L-1鹽酸與50mL0.55mol·L-1NaOH溶液在如下圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)過程中放出的熱量可計算中和熱。回答下列問題: (1)從實驗裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃儀器是 。(2)燒杯間
6、填滿碎紙條的作用是 。(3)若大燒杯上不蓋硬紙板,求得的反應(yīng)熱數(shù)值 (填“偏大”“偏小”或“無影響”)。(4)實驗中該用60mL0.50mol·L-1鹽酸跟50mL0.55mol·L-1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實驗相比,所放出的熱量 (填“相等”或“不相等”),簡述理由: (5)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實驗,測得的中和熱數(shù)值會 ;用50mL0.50mol/LNaOH溶液進(jìn)行上述驗,測得的放出的熱量數(shù)值可能會 (填“偏大”“偏小”或“無影響”)。 2、為了減小誤差,某同學(xué)在實驗中兩次測定中和熱。第一次用50mL0.5molL1的鹽酸和50mL0.5m
7、olL1NaOH溶液,第二次是用100mL0.5molL1的鹽酸和100mL0.5molL1的NaOH溶液。請你預(yù)測該同學(xué)兩次測得的中和熱結(jié)果 (相等或者不相等)。3、 為了測定酸堿反應(yīng)的中和熱,計算時至少需要的數(shù)據(jù)是酸的濃度和體積 堿的濃度和體積 比熱容 反應(yīng)后溶液的質(zhì)量 生成水的物質(zhì)的量 反應(yīng)前后溫度變化 操作所需的時間A、 B、 C、 D、全部4、下列說法正確的是 ( )A、需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B、放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生C、反應(yīng)是吸熱還是放熱必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小D、吸熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生5、強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng):H(aq)
8、OH(aq)=H2O(l) H=-57.3kJ·mol1 分別向1 L0.5mol·L1的NaOH溶液中加入:稀醋酸濃硫酸稀硝酸,恰好完全反應(yīng)的熱效應(yīng)分別為H1、H2、H3,它們的關(guān)系正確的是 ( )A、H1>H2>H3 B、H2<H1<H3 C、H1=H2=H3 D、H1>H3>H26、下列反應(yīng)中生成物的總能量大于反應(yīng)物總能量的是 ( )A、氫氣在氧氣中燃燒 B、鐵絲在氧氣中燃燒 C、硫在氧氣中燃燒 D、焦碳在高溫下與水蒸氣反應(yīng)7、若測得鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成l mol水時放出的熱量為Q,則下列各反應(yīng)在溶液中生成l mol 水時放出
9、的熱量也為Q的是 ( )醋酸和氫氧化鈉溶液 氨水和鹽酸 氫氧化鉀溶液和硝酸 濃硫酸和強(qiáng)氧化鈉溶液A、 B、 C、 D、8、已知KOH
10、(aq) + HNO3(aq) = KNO3(aq) + H2O(l) H = -57.3 kJ·mol-1,則0.1 molL-1 H2SO4 500 mL與足量稀NaOH中和放出的熱量是 ( )A、57.3 kJ B、5.73 kJ C、28.65 kJ D、2.865 kJ高二化學(xué)導(dǎo)學(xué)案(1)第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 第二課時【引入新課】化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱是由于反應(yīng)前后物質(zhì)所具有的能量不同而產(chǎn)生的。能量正如質(zhì)量一樣,也是物質(zhì)固有的性質(zhì)。物質(zhì)具有的這個能量可以用一個物理量來描述,為此,科學(xué)家們定義了一個稱之為“焓”的物理量,下面我們來看看這個物理量。一、化學(xué)反應(yīng)的焓變【閱讀預(yù)習(xí)】1
11、、焓和焓變分別是用來描述什么的物理量?2、反應(yīng)焓變與反應(yīng)熱有什么關(guān)系?在什么條件下,該關(guān)系成立?1、焓(H):用來描述 的物理量?!咀⒁狻?焓是一個物理量;焓是物質(zhì)固有的性質(zhì)2、焓變(H): 稱為反應(yīng)焓變。是用來描述反應(yīng)熱的物理量。(1)單位:Jmol1或kJmol1 (2)表達(dá)式: H=H(反應(yīng)產(chǎn)物) H(反應(yīng)物)【學(xué)生分析】從能量角度分析焓變與吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的關(guān)系:吸熱反應(yīng):H>0,即產(chǎn)物的焓(產(chǎn)物具有的總能量) (大于、小于)反應(yīng)物的焓(反應(yīng)物具有的總能量 ),當(dāng)由反應(yīng)物生成產(chǎn)物時,需 (吸收、放出)能量。放熱反應(yīng):H<0,即產(chǎn)物的焓(產(chǎn)物具有的總能量) (大于、小于)反
12、應(yīng)物的焓(反應(yīng)物具有的總能量 ),當(dāng)由反應(yīng)物生成產(chǎn)物時,需 (吸收、放出)能量。H>0 或“+”反應(yīng) 熱量(3)H H<0 或“”反應(yīng) 熱量(4)對于等壓條件下的化學(xué)反應(yīng),若只存在化學(xué)能與熱能之間的相互轉(zhuǎn)化,則該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于焓變,表示為:Qp=H (Qp為等壓反應(yīng)熱)【分析】我們可以借助于反應(yīng)焓變示意圖來理解反應(yīng)焓變與反應(yīng)熱之間的關(guān)系。焓焓反應(yīng)物反應(yīng)產(chǎn)物反應(yīng)物H > 0H < 0反應(yīng)吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)產(chǎn)物H = E(生成物) E(反應(yīng)物)【過渡】我們以前講的化學(xué)反應(yīng)方程式僅表示物質(zhì)的變化,沒有將反應(yīng)過程中的能量表示出來。如果既要將物質(zhì)變化表示出來,也要將能量變化表示出
13、來的話我們就要借助于熱化學(xué)方程式了。二、熱化學(xué)方程式1、定義:2、含義: 【舉例】H2(g)+O2(g)=H2O(l) H (298K)=285.8kJmol1的意義:1molH2和molO2反應(yīng)生成1mol液態(tài)H2O時放出285.8kJ的熱量?!窘涣髋c討論】觀察上述熱化學(xué)方程式與普通的化學(xué)方程式有什么不同?【交流與討論】1、 H的單位中 mol1的含義是什么?2、 觀察下面三個熱化學(xué)方程式: H2(g)+O2(g)=H2O(g) H (298K)=241.8kJmol1 H2(g)+O2(g)=H2O(l) H (298K)=285.8kJmol1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
14、H (298K)=571.6kJmol1試回答:為什么 中的H 的值要比中的 H值要大? 中的H的值為什么是中的 H值的2倍?3、 298K,101kPa時,合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H= -92.38kJ/mol。 在該溫度下,取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密閉容器中,在催化劑存在進(jìn)行反應(yīng),測得反應(yīng)放出的熱量總是少于92.38kJ,其原因是什么。【學(xué)生閱讀P7完成】3、熱化學(xué)方程式的書寫要點 熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)計量數(shù)僅表示物質(zhì)的量,不表示分子數(shù)或原子數(shù)。因此化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)、也可以是分?jǐn)?shù)。H的的值指的是反應(yīng)物完成轉(zhuǎn)化為
15、產(chǎn)物所放出的熱量。【跟蹤訓(xùn)練】1、比較下列各組熱化學(xué)方程式中H1與H2 的大小,并說明理由。 (1) 2H2(g) + O2(g) = 2H2O (g) H1 ; 2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l) H2 (2) S(g) + O2(g) = SO2 (g) H1 ; S(s) + O2(g) = SO2 (g) H2(3) H2(g) + Cl2(g) = 2HCl (g) H1 ; H2(g) + Cl2(g) = HCl (g) H2 (4) C(s) + O2(g) = CO (g) H1 ; C(s) + O2(g) = CO2 (g) H22、在101Kpa, 29
16、8K,2molH2生成水蒸汽放出484kJ熱量,下列熱化學(xué)方程式正確的是 A.2H2+O2=2H2O H= -484kJ/mol B.H2O(g)= H2(g)+ O2(g) H= +242kJ/molC.2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) H= -484kJ/mol D.H2(g)+ O2(g)= H2O(g) H= +242kJ/mol3、已知某反應(yīng)的焓變小于零,則下列敘述正確的是 ( )A、該反應(yīng)一定是放熱反應(yīng) B、該反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)C、該反應(yīng)反應(yīng)物的總能量一定大于產(chǎn)物的總能量D、該反應(yīng)產(chǎn)物的總能量一定大于反應(yīng)物的總能量4、下列關(guān)于H(焓變)的說法正確的是 ( )A、在任何條件
17、下,化學(xué)反應(yīng)的焓變都等于化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱B、H >0時,反應(yīng)放出熱量;H <0時,反應(yīng)吸收熱量C、熱化學(xué)方程式中H的值與物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)無關(guān)D、H的值可以通過實驗測得5、下列各圖中,表示正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)的是 ( A )6、航天飛機(jī)用鋁粉與高氯酸銨(NH4ClO4)的混合物為固體燃料,方程式表示為:2NH4ClO4N2Cl22O24H2O下列對該反應(yīng)的敘述中錯誤的是(C D)A、瞬間產(chǎn)生大量高溫氣體推動航天飛機(jī)飛行B、從能量變化的角度,主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣幽蹸、反應(yīng)的焓變小于零 D、在方程式后增加H及其數(shù)據(jù)即為熱化學(xué)方程式7、已知下列熱化學(xué)方程式 Zn
18、(s) + 1/2O2(g) = ZnO(s);H1 = -351.1 kJ·mol-1 Hg(1) + 1/2O2(g) = HgO(s);H2 = - 90.7 kJ·mol-1由此可知Zn(s) + HgO(s) = ZnO(s) + Hg(1);H3,其中H3的值是 ( )A、441.8 kJ·mol-1 B、- 254.6 kJ·mol-1 C、- 438.9 kJ·mol-1 D、- 260.4 kJ·mol-18、2 SO2
19、(g) + O2(g) 2SO3 (g) H= -a kJ/mol表示的含義: 9、0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒,生成固態(tài)B2O3和液態(tài)水,放出649.5kJ熱量,乙硼烷燃燒的熱化學(xué)方程式為: 。10、在101kPa時,0.5molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O放出495.2kJ的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。并計算1000L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)甲烷燃燒放出的熱量為多少?480g呢? 高二化學(xué)導(dǎo)學(xué)案(1)第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 第三課時【復(fù)習(xí)提問】1、什么是熱化學(xué)方程式?書寫熱化學(xué)方程式要注意哪些要點?2、 寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(1)1molC2H5OH(l
20、)與適量O2(g)反應(yīng),生成CO2(g)和H2O(l),放出1366.8kJ熱量。 。(2)18g葡萄糖與適量O2(g)反應(yīng),生成CO2(g)和H2O(l), 放出280.4kJ熱量。 ?!菊n堂引入】化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱,有的能夠測量,有的不能測量。還有一些反應(yīng)進(jìn)行的比較慢,肯定不能測量。對于這樣的反應(yīng)熱,我們就要進(jìn)行計算才能得到。這節(jié)課我們就來講講反應(yīng)焓變的計算。反應(yīng)焓變之所以能夠有計算得出,要歸功于瑞士科學(xué)家蓋斯提出的蓋斯定律,我們來看看該定律的內(nèi)容。學(xué)生閱讀P7內(nèi)容。一、蓋斯定律:1、內(nèi)容: 2、理解要點:(1)反應(yīng)焓變只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān),與反應(yīng)過程無關(guān)。反應(yīng)物a生成物HH2H1cbH5H4
21、H3(2)焓變總值一定?!痉治觥縃 = = 【講解】下面就結(jié)合例題,利用蓋斯定律來求反應(yīng)焓變。二、焓變的計算方法1、利用已知焓變求未知焓變熱化學(xué)方程式相加減【例1】試?yán)?98K時下述反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù),計算此溫度下C(s,石墨)+O2(g)=CO(g)的反應(yīng)焓變。C(s,石墨)+ O2(g)= CO2(g) H1 = 393.5kJmol1CO (g) + O2(g)= CO2(g) H2 = 283.0kJmol1解:設(shè)此反應(yīng)分兩步進(jìn)行:第一步:C(s,石墨)+ O2(g)= CO2(g) H1 = 393.5kJmol1第二步:CO2(g)= CO (g) + O2(g)H2 = H2 =
22、283.0kJmol1將上述兩步反應(yīng)相加得總反應(yīng)為:C(s,石墨)+O2(g)=CO(g) H3 = ?根據(jù)蓋斯定律,H3 =H1 + H2 =393.5kJmol1 + 283.0kJmol1 =110.5kJmol1答:298KC(s,石墨)+O2(g)=CO(g)的H為110.5kJmol1。【例2】試?yán)?98K時下述反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù),計算此溫度下P4(s,白磷)= 4P( s,紅磷)的反應(yīng)焓變。P4(s,白磷)+ 5O2(g)= P4O10(S) H1 = 2983.2kJmol1P(s,紅磷)+ O2(g)= P4O10(S) H2 = 738.5kJmol1【跟蹤訓(xùn)練】1、試?yán)?
23、98K時下述反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù),計算此溫度下 2N2H4(g) + 2NO2(g) = 3N2(g) + 4H2O(g)的反應(yīng)焓變。 N2(g) + 2O2(g) = 2NO2(g) H1 = + 67.7kJmol1 N2H4(g)+ O2(g) = N2(g)+ H2O(g) H2 = 534kJmol12、試?yán)?98K時下述反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù),計算此溫度下 Zn(s)+ HgO(s) = ZnO(s)+ Hg(l)的反應(yīng)焓變。 Zn(s) + O2(g)= ZnO(s) H1 = 351.1kJmol1 Hg(s) + O2(g)= HgO(s) H2= 90.7kJmol1【過渡】化學(xué)反應(yīng)可
24、視為舊鍵的斷裂和新鍵形成的過程,化學(xué)鍵的鍵能是形成(或拆開)1mol 化學(xué)鍵時釋放(或吸收)出的能量。這就是用另外一種方法來求反應(yīng)的焓變。2、利用化學(xué)鍵的鍵能求焓變(1)鍵能:原子間形成(或斷裂)1mol化學(xué)鍵時釋放(或吸收)的能量。(2)H = (反應(yīng)物的鍵能) (反應(yīng)產(chǎn)物的鍵能)【例1】以下是部分共價鍵鍵能數(shù)據(jù):HS 364kJmol1,SS 266kJmol1,S=O 522kJmol1,HO 464kJmol1。試根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算下面這個反應(yīng)的焓變。 2H2S(g) + SO2(g) = 3S(g) + 2H2O(g) H = ?S8分子結(jié)構(gòu)【練習(xí)】以下是部分共價鍵鍵能數(shù)據(jù):PP 19
25、8kJmol1,PO360kJmol1,O=O 498kJmol1。 試根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算下面這個反應(yīng)的焓變。 P4(s,白磷) + 3O2(g) = P4O6(s) H = ? 氧原子 磷原子P4 分子結(jié)構(gòu) P4O6 分子結(jié)構(gòu)【鞏固訓(xùn)練】1、已知25、101kPa下,石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為C(石墨)+O2(g)=CO2(g) H=-393.51kJ/mol、C(金剛石)+ O2(g)=CO2(g) H=-395.41kJ/mol據(jù)此判斷,下列說法正確的是 ( )A、由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量時,石墨的能量比金剛石的低B、由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量時,石墨的能量比金
26、剛石的高C、由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量時,石墨的能量比金剛石的低D、由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量時,石墨的能量比金剛石的高2、 氫氣、一氧化碳、辛烷(C8H18)、甲烷的熱化學(xué)方程式分別 相同質(zhì)量的H2、C8H18、CH4完全燃燒時放出熱量最少的是 ( )A、H2(g) B、 CO(g) C、 C8H18 (l) D、 CH4 (g)3、已知X+Y=M+N為吸熱反應(yīng),對該反應(yīng)的下列說法中正確的是 ( )A、X的能量一定低于M的能量 B、Y的能量一定低于N的能量C、X和Y的總能量一定低于M和N的總能量 D、因該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故該反應(yīng)一定要加熱才可發(fā)生4、某短跑運動員體重70kg,
27、,其跑時以1/7秒沖出1m遠(yuǎn),消耗的能量為6860J,其能量全部由消耗體內(nèi)葡萄糖提供,熱化學(xué)方程式為C6H12O6(s)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l); H=-2804kJ/mol,則所消耗葡萄糖的質(zhì)量為 ( )A、0.22g B、0.55g C、0.44g D、0.66g5、從手冊上查得:H - H、Cl - Cl和 H - Cl的鍵能分別為 436、243和 431 kJ·mol-1,請用此數(shù)據(jù)估計,由Cl2 、H2生成 1mo l H-Cl 時的熱效應(yīng) (單位:kJ· mol-1 ) A、放熱 183 B、放熱 91.5 C、吸熱 183 D、吸熱 91.5 6、已知:2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) H= -571.6KJ· mol-1 CH4(g)+ 2O2(g)CO2(g)2H2O(l) H= -890KJ· mol-1現(xiàn)有H2與CH4的混合氣體112L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),使其完全燃燒生成CO2和H2O(l),若實驗測得反應(yīng)放熱3695KJ,則原混合氣
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