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學必求其心得,業(yè)必貴于專精學必求其心得,業(yè)必貴于專精學必求其心得,業(yè)必貴于專精第24講化學反應速率【考綱要求】1.了解化學反應速率的概念和定量表示方法。2。了解反應活化能的概念,了解催化劑的重要作用。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學反應速率的影響,能用相關理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學反應速率的調(diào)控在生產(chǎn)、生活和科學研究領域中的重要作用??键c一|化學反應速率(重點保分型—-師生共研)授課提示:對應學生用書第119頁[核心知識大通關]1.表示方法通常用單位時間內(nèi)反應物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示。2.數(shù)學表達式及單位v=eq\f(Δc,Δt),單位為mol/(L·min)或mol·L-1·min-1。3.化學反應速率與化學計量數(shù)的關系對于已知反應:mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),其化學反應速率可用不同的反應物或生成物來表示,當單位相同時,化學反應速率的數(shù)值之比等于方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。小題熱身正誤判斷,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)同一化學反應,相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應速率,其數(shù)值可能不同,但表示的意義相同.()(2)10mol·L-1·s-1的反應速率一定比1mol·L-1·s-1的反應速率大。()(3)固體和純液體的濃度是固定的,增加固體或純液體的用量,反應速率保持不變.()(4)化學反應速率表示的是化學反應進行的限度。()(5)由v=eq\f(Δc,Δt)計算平均速率,用反應物表示為正值,用生成物表示為負值.()(6)對于任何化學反應來說,反應速率越快,反應現(xiàn)象就越明顯。()(7)化學反應速率為0。8mol·L-1·s-1是指1s時某物質(zhì)的濃度為0.8mol·L-1。()答案:(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)×[考向精練提考能]考向一化學反應速率的計算1.依據(jù)公式“v=eq\f(Δc,Δt)”計算2.依據(jù)圖像計算3.依據(jù)“三段式"計算類型1依據(jù)化學反應速率表達式(v=eq\f(Δc,Δt))計算1.在密閉容器中,合成氨的反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),開始時N2的濃度為8mol·L-1,5min后,N2的濃度為6mol·L-1,則N2的化學反應速率為________.解析:v(N2)=eq\f(ΔcN2,Δt)=eq\f(8mol·L-1-6mol·L-1,5min)=0.4mol·L-1·min-1。答案:0。4mol·L-1·min-12.(2017·河南信陽高中質(zhì)檢)在恒溫、恒容的容器中進行反應2A(g)B(g),若反應物的濃度由0.1mol·L-1降到0.06mol·L-1需要20s,那么由0。06mol·L-1降到0.036mol·L-1所需反應時間應()A.等于10s B.等于12sC.大于12s D.小于12s解析:反應物的濃度由0.1mol·L-1降到0.06mol·L-1需20s,則其反應速率為eq\f(0。1mol·L-1-0。06mol·L-1,20s)=0。002mol·L-1·s-1.若由0.06mol·L-1降到0。036mol·L-1,所需反應時間為xs,則其反應速率為eq\f(0。06-0。036,x)mol·L-1·s-1。因為隨著反應的進行,反應物濃度逐漸降低,反應速率逐漸減小,即eq\f(0。06-0。036,x)〈0。002,解得x>12。答案:C類型2依據(jù)圖像計算第一步:找出橫、縱坐標對應的物質(zhì)的量;第二步:將圖中的變化量轉(zhuǎn)化成相應的濃度變化量;第三步:根據(jù)公式v=eq\f(Δc,Δt)進行計算。3。某溫度時,在2L容器中X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示.由此分析,該反應的化學方程式為________________________;從反應開始至2min時,Z的反應速率為________。解析:找出2min內(nèi)X、Y、Z三種物質(zhì)的濃度變化量為Δc(X)=eq\f(0。2mol,2L)=0。1mol·L-1,Δc(Y)=eq\f(1.0mol-0.7mol,2L)=0.15mol·L-1,Δc(Z)=eq\f(1。0mol-0。9mol,2L)=0.05mol·L-1。根據(jù)反應速率之比等于化學計量數(shù)之比,可以確定X、Y、Z三種物質(zhì)的化學計量數(shù)分別為2、3、1。根據(jù)圖像可以確定X是生成物,Y、Z是反應物,即可以確定化學反應方程式為3Y(g)+Z(g)2X(g)。再根據(jù)反應速率的概念,可求出從反應開始至2min時,Z的反應速率為v(Z)=eq\f(ΔcZ,Δt)=eq\f(0.05mol·L-1,2min)=0.025mol·L-1·min-1。答案:3Y(g)+Z(g)2X(g)0.025mol·L-1·min-1[練后反思]解答此類題常出現(xiàn)的錯誤(1)“="“"運用不準確.(2)計算速率時忽略體積,用物質(zhì)的量變化值除以時間.(3)單位運算不規(guī)范,如把amol/(L·min)表示為amol/L·min或amol/(Lmin)。類型3依據(jù)“三段式”計算化學反應速率“三段式"解題模式(1)寫出有關反應的化學方程式;(2)找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時刻量;(3)根據(jù)已知條件列方程式計算。例如:反應mA(g)+nB(g)pC(g)起始濃度/(mol·L-1)abc轉(zhuǎn)化濃度/(mol·L-1)xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)某時刻濃度/(mol·L-1)a-xb-eq\f(nx,m)c+eq\f(px,m)高考總復習化學4.(RJ選修4·P193題改編)將A、B氣體置于容積為2L的密閉容器中,發(fā)生反應:2A(g)+B(g)=2C(g),反應進行4s末;測得A為0.6mol,B為0.3mol,C為0。2mol,則(1)用反應物B的濃度減少來表示該反應的速率為________。(2)A的起始濃度為________。解析:2A(g)+B(g)=2C(g)c(始)/(mol·L-1)0。40.20c(變)/(mol·L-1)0。10.050。1c(4s末)/(mol·L-1)0。30.150。1(1)v(B)=eq\f(0。05mol·L-1,4s)=0.0125mol·L-1·s-1(2)A的起始濃度為0.4mol·L-1答案:(1)0.0125mol·L-1·s-1(2)0.4mol·L-1考向二比較反應進行的快慢走“3步"即可比較反應的快慢第一步:統(tǒng)一單位;第二步:轉(zhuǎn)化為用同種物質(zhì)表示的化學反應速率;第三步:根據(jù)數(shù)值比大小.5.反應A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四種不同情況下的反應速率分別為①v(A)=0.45mol/(L·min);②v(B)=0。6mol/(L·s);③v(C)=0。4mol/(L·s);④v(D)=0。45mol/(L·s)下列有關反應速率的比較中正確的是()A.④>③=②〉① B.④<③=②〈①C.①>②>③>④ D.④〉③>②>①解析:若四種反應速率都用A表示[單位mol/(L·s)],數(shù)值分別為①v(A)=0。0075mol/(L·s),②v(A)=0.2mol/(L·s),③v(A)=0.2mol/(L·s),④v(A)=0。225mol/(L·s),所以④〉③=②〉①,故A正確。答案:A6.在甲、乙、丙、丁四種不同條件下,對于某反應X+3Y2Z+2W,分別測得反應速率,甲:v(X)=0.3mol·L-1·min-1,乙:v(Y)=1。2mol·L-1·min-1,丙:v(Z)=0。8mol·L-1·min-1,丁:v(W)=0.02mol·L-1·s-1,則反應最快的是()A.甲 B.乙C.丙 D.丁解析:甲:eq\f(vX,1)=0。3mol·L-1·min-1,乙:eq\f(vY,3)=eq\f(1.2mol·L-1·min-1,3)=0。4mol·L-1·min-1,丙:eq\f(vZ,2)=0.4mol·L-1·min-1,?。簐(W)=0.02×60mol·L-1·min-1=1。2mol·L-1·min-1,eq\f(vW,2)=0.6mol·L-1·min-1。故丁反應最快。答案:D[練后反思]比較反應快慢的另一種方法——歸“1"法第一步:統(tǒng)一單位;第二步:用題給反應速率除以各自的化學計量數(shù)(歸“1"):aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g),求eq\f(vA,a),eq\f(vB,b),eq\f(vC,c),eq\f(vD,d);第三步:比快慢(上述比值越大,反應越快).考點二|影響化學反應速率的因素(重點保分型--師生共研)授課提示:對應學生用書第120頁[核心知識大通關]1.內(nèi)因(主要因素)反應物本身的性質(zhì)。2.外因(其他條件不變,只改變一個條件)3.速率的理論解釋—-有效碰撞理論(1)有效碰撞:活化分子之間能夠引發(fā)化學反應的碰撞。(2)活化分子:能夠發(fā)生有效碰撞的分子。(3)活化能:如圖圖中:E1為正反應的活化能,使用催化劑時的活化能為E3,反應熱為E1-E2。(注:E2為逆反應的活化能)(4)根據(jù)有效碰撞理論,完成下表。項目條件改變活化能單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學反應速率分子總數(shù)活化分子數(shù)活化分子百分數(shù)增大濃度不變增加增加不變增加增大增大壓強不變增加增加不變增加增大升高溫度不變不變增加增加增加增大加催化劑降低不變增加增加增加增大小題熱身改變反應Fe(s)+2HCl(aq)=FeCl2(aq)+H2(g)的下列條件時,判斷生成H2的速率變化正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)升高溶液的溫度,生成H2的速率增大。()(2)增大鹽酸的濃度,生成H2的速率增大。()(3)增大鐵的質(zhì)量,生成H2速率增大。()(4)增加鹽酸的體積,生成H2速率減小。()(5)加入幾滴硫酸銅溶液,生成H2速率增大。()(6)加入CH3COONa固體,生成H2速率減小。()(7)加入NaCl固體,生成H2速率減小.()(8)將稀鹽酸換成濃硫酸或濃硝酸,生成H2速率增大。()答案:(1)√(2)√(3)×(4)×(5)√(6)√(7)×(8)×[考向精練提考能]考向一壓強對化學反應速率的影響氣體反應體系中充入惰性氣體(不參與反應)時對反應速率的影響1.恒容:充入“惰性氣體"→總壓增大→物質(zhì)濃度不變(活化分子濃度不變)→反應速率不變。2.恒壓:充入“惰性氣體”→體積增大→物質(zhì)濃度減小(活化分子濃度減小)→反應速率減小。1.一定溫度下,反應N2(g)+O2(g)2NO(g)在密閉容器中進行,下列措施不改變化學反應速率的是()A.縮小體積使壓強增大 B.恒容,充入N2C.恒容,充入He D.恒壓,充入He答案:C2.(2016·江西九江質(zhì)檢)在C(s)+CO2(g)2CO(g)ΔH>0反應中,可使反應速率增大的措施是()①升高溫度②增加碳的量③恒容通入CO2④恒壓下充入N2⑤恒容下充入N2⑥恒容通入CO⑦降低溫度⑧恒壓下充入CO2A.③⑦⑧ B.②③⑧C.①③⑥ D.①③⑧解析:①升高溫度,反應速率增大;②碳單質(zhì)是固體,固體的量的變化對反應速率無影響;③恒容通入CO2,CO2濃度增大,正反應速率增大;④體積增大反應物及生成物濃度都減小,正、逆反應速率降低;⑤體積不變,反應物及生成物的濃度不變,正、逆反應速率不變;⑥恒容通入CO,CO濃度增大,逆反應速率增大;⑦降低溫度,正、逆反應速率都減?。虎嗪銐合鲁淙隒O2,CO2濃度不變,正反應速率不變,CO濃度減小,逆反應速率減小。答案:C考向二外界因素對可逆反應速率的影響1.溫度(1)正反應是放熱反應:升高溫度,v(正)、v(逆)均增大;但v(逆)增大的幅度更大.(2)正反應是吸熱反應:升高溫度,v(正)、v(逆)均增大;但v(正)增大的幅度更大。2.壓強(1)正反應是氣體物質(zhì)的量減小的反應:增大壓強,v(正)、v(逆)均增大,但v(正)增大的幅度更大。(2)正反應是氣體物質(zhì)的量增大的反應:增大壓強,v(正)、v(逆)均增大,但v(逆)增大的幅度更大。(3)反應是反應前后氣體物質(zhì)的量不變的反應:增大壓強,v(正)、v(逆)同等程度的增大。3.催化劑使用催化劑,v(正)、v(逆)同等程度的增大。3。(RJ選修4·P24改編題)一定條件下進行反應2X(g)+Y(g)Z(s)+3W(g)ΔH〈0。達到平衡后,t1時刻改變某一條件所得v-t圖像如圖,則改變的條件為()A.增大壓強B.升高溫度C.加催化劑D.增加生成物濃度答案:B4.(2017·甘肅部分重點高中聯(lián)考)可逆反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH〈0,在一定條件下達到平衡狀態(tài).在t1時刻改變某一條件,化學反應速率與反應時間的關系如圖所示.下列說法正確的是()A.維持溫度、反應體系容積不變,t1時充入SO3(g)B.維持壓強不變,t1時升高反應體系溫度C.維持溫度、容積不變,t1時充入一定量ArD.維持溫度、壓強不變,t1時充入SO3(g)解析:溫度、容積不變,充入SO3(g)的瞬時正反應速率不變,A錯誤;升溫條件下,正、逆反應速率都加快,B錯誤;溫度、容積不變,充入一定量Ar,各物質(zhì)的濃度不變,反應速率不變,C錯誤;SO3(g)的濃度增大,維持恒壓則容積變大,反應物的濃度變小,正反應速率變小、逆反應速率變大,D正確。答案:D考向三用“控制變量”思想探究影響化學反應速率的因素在研究影響化學反應速率的因素時,由于外界影響因素較多,故為搞清某個因素的影響均需控制其他因素相同或不變,再進行實驗。因此,常用控制變量思想解決該類問題。5.為探究反應物濃度對化學反應速率的影響,設計的實驗方案如下表:實驗序號體積V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液①10.00.04。04.02。0②9。01.04.04.02。0③8.0Vx4。04。02。0表中Vx=________mL,理由是________________。答案:2.0保證溶液總體積相同,僅改變S2Oeq\o\al(2-,8)的濃度而其他物質(zhì)的濃度不變(其他合理答案也可)6.某實驗小組以H2O2分解為例,研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對反應速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實驗。實驗編號反應物催化劑①10mL2%H2O2溶液無②10mL5%H2O2溶液無③10mL5%H2O2溶液1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液④10mL5%H2O2溶液+少量HCl溶液1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液⑤10mL5%H2O2溶液+少量NaOH溶液1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液(1)催化劑能加快化學反應速率的原因是______________________________。(2)實驗①和②的目的是________________________________.實驗時由于沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無法得出結(jié)論。資料顯示,通常條件下H2O2穩(wěn)定,不易分解。為了達到實驗目的,你對原實驗方案的改進是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)實驗③、④、⑤中,測得生成氧氣的體積隨時間變化的關系如圖:分析上圖能夠得出的實驗結(jié)論是______________________________.答案:(1)降低了反應的活化能(2)探究濃度對反應速率的影響向反應物中加入等量同種催化劑(或?qū)⑹⒂蟹磻锏脑嚬芊湃胪粺崴≈校?3)堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率,酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率[真題發(fā)掘·知識串聯(lián)]串線索固雙基回扣關鍵知識以草酸處理工業(yè)廢水中Cr2Oeq\o\al(2-,7)的影響因素為載體串聯(lián)化學反應速率及其影響因素知識授課提示:對應學生用書第122頁高考載體(安徽高考卷改編)某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2Oeq\o\al(2-,7)轉(zhuǎn)化為Cr3+,反應的離子方程式為Cr2Oeq\o\al(2-,7)+3H2C2O4+8H+=2Cr3++6CO2↑+7H2OΔH〈0某課題組研究發(fā)現(xiàn),少量鐵明礬[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可對該反應起催化作用.為進一步研究有關因素對該反應速率的影響,探究如下:在25℃下,控制光照強度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同,調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量,做對比實驗,實驗數(shù)據(jù)見下表:實驗編號初始pH廢水樣品體積/mL草酸溶液體積/mL蒸餾水體積/mL①4601030②5601030③5602020測得實驗①和②溶液中的Cr2Oeq\o\al(2-,7)濃度隨時間變化關系如圖所示。知識串聯(lián)——高考還可以這樣考(1)從圖中可以看出,實驗①中O~t1時間段的Cr3+的化學反應速率[v(Cr3+)]是多少?________________________________________________________________________,H2C2O4的化學反應速率[v(H2C2O________________________________________________________________________.eq\a\vs4\al(考查化學反應速率的計算)(2)升高溫度,實驗①中,Cr3+化學反應速率如何變化?________________________________________________________________________.eq\a\vs4\al(考查溫度對化學反應速率的影響)(3)實驗①中加入鐵明礬,對化學反應速率有何影響?________________________________________________________________________________________________________________________________________________。eq\a\vs4\al(考查催化劑對化學反應速率的影響)(4)實驗②、③中,實驗③的化學反應速率較實驗②大,其原因是什么?________________________________________________________________________。eq\a\vs4\al(考查濃度對化學反應速率的影響)(5)從圖中可以看出實驗①、②反應進行的哪一個快?影響反應快慢的因素是什么?________________________________________________________________________。eq\a\vs4\al(考查外界條件對化學反應速率的影響)[答案](1)v(Cr3+)=eq\f(2cn-c1,t1),v(H2C2O4)=eq\f(3cn-c1,t1)(2)增大Cr3+的化學反應速率(3)增大化學反應速率(4)H2C2O4(5)實驗①的反應進行得快;溶液的酸堿性,pH越小,化學反應速率越大課時作業(yè)(授課提示:對應學生用書第292頁)1.(2016·北京高考卷)下列食品添加劑中,其使用目的與反應速率有關的是()A.抗氧化劑 B.調(diào)味劑C.著色劑 D.增稠劑解析:食品中添加抗氧化劑,目的是減慢食品的變質(zhì)速率,與反應速率有關,A選項正確;調(diào)味劑的主要作用是補充、增強或增加食品的味道,與反應速率無關,B選項不正確;著色劑又稱食品色素,是以食品著色為主要目的,豐富和改善食品色澤的物質(zhì),與反應速率無關,C選項不正確;增稠劑在食品中主要是賦予食品所要求的流變特性,改變食品的質(zhì)構和外觀,將液體、漿狀食品形成特定形態(tài),并使其穩(wěn)定、均勻,提高食品質(zhì)量,以使食品具有黏滑適口的感覺,與反應速率無關,D選項不正確。答案:A2。把鎂條投入到盛有鹽酸的敞口容器里,產(chǎn)生H2的速率可由如圖表示。在下列因素中:①鹽酸的濃度;②鎂條的表面積;③溶液的溫度;④Cl-的濃度。影響反應速率的因素是()A.①④ B.③④C.①②③ D.②③解析:鎂條和鹽酸反應產(chǎn)生H2的離子方程式為Mg+2H+=Mg2++H2↑,是鎂與H+間的置換反應,與Cl-無關。在鎂條的表面有一層氧化膜,當將鎂條投入鹽酸中時,隨著氧化膜的不斷溶解,鎂與鹽酸接觸面積不斷增大,產(chǎn)生H2的速率會加快;溶液的溫度對該反應也有影響,反應放出熱量,使溫度升高,反應速率也會加快;隨著反應的進行,c(H+)不斷減小,反應速率會逐漸減慢。答案:C3.一定溫度下,在一個2L的密閉容器中發(fā)生反應4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),經(jīng)2min達到平衡狀態(tài),此時B反應了1.2mol,下列說法正確的是()A.充入N2使壓強增大可加快反應速率B.A的平均反應速率為0。4mol/(L·min)C.平衡狀態(tài)時,B、C的反應速率相等D.C的平均反應速率為0.2mol/(L·min)解析:容器容積不變,充入氮氣對反應物和生成物濃度沒有影響,化學反應速率不變,故A錯誤;不能用單位時間內(nèi)固體的量的變化表示化學反應速率,故B錯誤;化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比,所以2v(B)=3v(C),故C錯誤;v(C)=eq\f(2,3)v(B)=eq\f(\f(1.2mol,2L),2min)×eq\f(2,3)=0.2mol·L-1·min-1,故D正確。答案:D4.2SO2(g)+O2(g)eq\o(,\s\up7(V2O5),\s\do5(△))2SO3(g)是制備硫酸的重要反應.下列敘述正確的是()A.催化劑V2O5不改變該反應的逆反應速率B.恒壓條件下,通入稀有氣體,反應速率不變C.該反應是放熱反應,降低溫度將縮短反應達到平衡的時間D.在t1、t2時刻,SO3(g)的濃度分別是c1、c2,則時間間隔t1~t2內(nèi),SO2(g)消耗的平均速率為v=eq\f(c2-c1,t2-t1)解析:催化劑可同等程度地改變正、逆反應的反應速率,故A錯誤;恒壓條件下,向容器中通入稀有氣體,容器體積變大,各反應物質(zhì)的濃度變小,因此反應速率變小,故B錯誤;無論反應是吸熱反應還是放熱反應,降低溫度反應速率一定變慢,則達到平衡的時間將延長,故C錯誤;根據(jù)v=eq\f(Δc,Δt),濃度變化量為c2-c1,時間變化量為t2-t1,SO3(g)生成的平均速率為v(SO3)=eq\f(c2-c1,t2-t1),SO2的消耗速率與SO3的生成速率相等,即v(SO2)=eq\f(c2-c1,t2-t1),故D正確。答案:D5。用純凈的CaCO3與100mL稀鹽酸反應制取CO2,實驗過程記錄如圖所示(CO2的體積已折算為標準狀況下的體積)。下列分析正確的是()A.OE段表示的平均速率最快B.EF段,用鹽酸表示該反應的平均反應速率為0.4mol/(L·min)C.OE、EF、FG三段中,該反應用二氧化碳表示的平均反應速率之比為2∶6∶7D.F點收集到的CO2的量最多解析:OE段、EF段、FG段中生成的CO2分別為0.01mol、0.02mol、0。005mol,則消耗HCl的量分別為0.02mol、0。04mol、0。01mol,用HCl表示的反應速率分別為0.2mol/(L·min)、0.4mol/(L·min)、0。1mol/(L·min),所以EF段平均反應速率最快,G點收集到的CO2的量最多。答案:B6.已知分解1molH2O2放出熱量98kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的機理為H2O2+I-→H2O+IO-慢H2O2+IO-→H2O+O2+I-快下列有關該反應的說法正確的是()A.反應速率與I-濃度有關B.IO-也是該反應的催化劑C.反應活化能等于98kJ·mol-1D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)解析:A.將題給兩個反應合并可得總反應為2H2O2=2H2O+O2↑,該反應中I-做催化劑,其濃度的大小將影響該反應的反應速率.B.該反應中IO-是中間產(chǎn)物,不是該反應的催化劑。C.反應的活化能表示一個化學反應發(fā)生所需要的最小能量,分解1molH2O2放出98kJ熱量,不能據(jù)此判斷該反應的活化能。D.由反應速率與對應物質(zhì)的化學計量數(shù)的關系可知v(H2O2

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