微主题1 物质结构与性质(含解析)

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微主题1 物质结构与性质(含解析)

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主题1 物质结构与性质
微主题1 物质的结构、性质 元素周期律
1 分别写出基态Mn、Cu、Zn2+的简化电子排布式:______________________
______;写出基态As、Fe3+的价电子排布式:______________;写出基态C的轨道表示式:________________;写出基态Cu的价电子轨道表示式:____________
_____________________。
2 基态S原子的电子运动状态有________种,电子空间运动状态有________种,有________种能量不同的电子。
3 某晶胞如图所示。该物质的化学式为____________。Y原子的配位数为________。
4 比较下列物质的熔、沸点。
(1) CCl4________CH4。
(2) H2O________H2S。
(3) NaCl________MgCl2。
(4) ________。
5 根据电负性判断ICl水解产物:____________________________________。
6 SO2与SO3中硫原子杂化方式分别为___________;VSEPR模型分别为____________________;键角大小为__________。
3年真题
考向1 原子结构与元素性质 元素周期律
1 (1) [2025江苏卷]基态Li的核外电子排布式为____________。
(2) [2022江苏卷改编]基态锗原子(32Ge)的价电子排布式为____________。
(3) [2021江苏第二次适应性考试]基态Mn2+的电子排布式为_______________
______________________________。
2 (1) [2025江苏卷]电负性:χ(F)________χ(Cl);离子半径:r(F-)________r(Na+)。
(2) [2023江苏卷改编]C、Si、Ge位于元素周期表中ⅣA族。原子半径:______
__________;第一电离能:________________。
(3) [2023江苏卷]电负性:χ(F) ________χ(O)。
3 [2021江苏卷]前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量最多的元素,Y的周期序数与族序数相等,基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子,W与Z处于同一主族。下列说法正确的是(  )
A. 原子半径:r(X)B. X的第一电离能比同周期相邻元素的大
C. Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Z的强
D. Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱
考向2 分子结构与性质
4 (1) [2025江苏卷]分子中sp3和sp2杂化的碳原子数目比为________。
(2) [2024江苏卷改编]石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型变化为____
_________________________。
(3) [2023江苏卷改编]NH和H2O的中心原子轨道杂化类型分别为________。
(4) [2022江苏卷] 分子中碳原子的杂化轨道类型为________。
5 (1) [2024江苏卷改编]丁烷催化裂化为乙烷和乙烯,丁烷断裂________(填“σ键”或“π键”)。
(2) [2021江苏卷]1 mol中含有________mol碳氧π键。
(3) [2020江苏卷] 1 mol [Zn(NH3)4]Cl2中含有σ键的物质的量为________mol。
6 (1) [2025江苏卷]NH3分子中H—N—H键角________CH4分子中H—C—H键角。
(2) [2022江苏卷改编]金刚石与石墨烯中的C—C—C夹角大小:金刚石________石墨烯。
(3) [2024江苏卷改编]H2O的空间结构为______________。
(4) [2025江苏卷] 分子中所有碳原子________(填“能”或“不能”)共平面。
(5) [2024江苏卷]分子中所有碳原子________(填“能”或“不能”)共平面。
(6) [2025江苏卷] 分子中,与2号碳相比,1号碳的C—H极性相对________(填“较大”或“较小”)。
7 (1) [2019江苏卷]推测抗坏血酸()在水中的溶解度:_______
____________(填“难溶于水”或“易溶于水”)。
(2) [2017江苏卷]乙醇的沸点高于丙酮,这是因为________________________。
8 [2023江苏卷]已知H4V4O12具有八元环结构,其结构式可表示为________________________。
考向3 晶体结构与性质
9 判断下列说法是否正确,并说明原因。
(1) [2023江苏卷]碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体。
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2) [2022江苏卷]ⅣA族元素单质的晶体类型相同。
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3) [2025江苏卷]DNA双链中鸟嘌呤()与胞嘧啶()通过氢键互补配对。
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4) [2023江苏卷]H2O分子之间形成氢键,得出H2O(g)的热稳定性比H2S(g)的高。
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
10 (1) [2024江苏卷]铁酸铋晶胞如图所示(图中有4个Fe原子位于晶胞体对角线上,O原子未画出),其中原子数目比N(Fe)∶N(Bi)=________。
(2) [2021江苏卷]AgI晶胞(如图)中含有____个I-。
11 [2022江苏卷]FeS2具有良好半导体性能。FeS2的一种晶体与NaCl晶体的结构相似,该FeS2晶体的一个晶胞中S的数目为________。在FeS2晶体中,每个S原子与三个Fe2+紧邻,且Fe—S间距相等,如图给出了FeS2晶胞中的Fe2+和位于晶胞体心的S(S中的S—S位于晶胞体对角线上,晶胞中的其他S已省略)。如图中用“—”将其中一个S原子与紧邻的Fe2+连接起来。
考向4 化学用语
12 [2024江苏卷]反应PbS+4H2O2===PbSO4+4H2O可用于壁画修复。下列说法正确的是(  )
A. S2-的结构示意图为
B. H2O2中既含离子键又含共价键
C. SO中S元素的化合价为+6
D. H2O的空间结构为直线形
考向5 物质结构与性质综合
13 [2025江苏卷]制备光学材料。如图所示,ZnS晶体中掺入少量CuCl后,会出现能量不同的“正电”区域、“负电”区域,光照下发出特定波长的光。区域A“”中的离子为________(填离子符号),区域B带________(填“正电”或“负电”)。
14 [2024江苏卷]使用含氨基物质(化学式为CN—NH2,CN是一种碳衍生材料)联合Pd Au催化剂储氢,可能机理如图所示。氨基能将HCO控制在催化剂表面,其原理是________________________________________;用重氢气(D2)代替H2,通过检测是否存在_______________(填化学式)确认反应过程中的加氢方式。
15 [2022江苏卷改编]随着反应进行,FeCO3迅速转化为活性Fe3O4-x,活性Fe3O4-x是HCO转化为HCOO-的催化剂,其可能反应机理如图所示。
(1) 电负性不同的元素形成共用电子对,电负性强的元素带________(填“负电荷”或“正电荷”)。
(2) Fe、O、H电负性大小关系为_____________。在催化剂表面吸附在O2-和Fe2+上的氢原子分别带有____________(填“负电荷”或“正电荷”)。
(3) Fe2+上的氢原子用“H*”表示,则生成水和甲酸根的化学式分别为________________。
3年模拟
考向1 原子结构与元素性质 元素周期律
1 书写基态粒子的电子排布式(价电子排布式)。电离能、电负性大小比较。
(1) [2025苏州期初]基态As原子核外电子排布式为____________。
(2) [2025苏北四市期末]基态Co2+的核外电子排布式为____________。
(3) [2023南通通州月考]比较B、C、Al的第一电离能:______________。
(4) [2025南通如皋适应性二]嫦娥石发现于“嫦娥五号”采回的月壤中,是新发现矿物,属于磷钠镁钙石。成分中Mg、P、Ca的电负性大小顺序为________,Na、Mg、P的第一电离能大小顺序为________。
(5) [2024南京调研改编]硼碳氮(BCN)材料可用作耐磨涂层。成分中三种元素原子半径大小顺序为____________;三种元素最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序为_____________________(用分子式表示)。
考向2 分子结构与性质
2 关于共价键类型和数目判断,分子空间结构判断,分子性质对溶解性、熔沸点影响的考查。
(1) [2025苏北四市期末]1 mol Be2Cl4()气体含σ键的物质的量为________。
(2) [2024苏北八市二模]中σ键与π键数目之比为________。
(3) [2025苏锡常镇二调]分子中采取sp2杂化和sp3杂化的碳原子个数比为________。
(4) [2024盐城考前模拟]中有    个碳原子采取sp3杂化。
(5) [2025南京二模]NF3的空间结构为_____________。
(6) [2024苏北八市三模]S2O的结构式为 ,S2O的空间结构为      。
(7) [2025苏州期初]分子中所有碳原子    (填“一定”“可能”或“一定不”)共平面。
(8) [2024盐城考前模拟]分子中所有碳原子    (填“一定”“可能”或“一定不”)共平面。
(9) [2025南通如皋适应性二]NH3中所含键角    (填“大于”“小于”或“等于”)H2O中所含键角。
(10) [2025苏北四市期末]NH3的键角    (填“大于”“小于”或“等于”)NH的键角。
(11) [2024南京调研]室温下,A在水中的溶解度比B    (填“大”“小”或“无差别”)。
(12) [2025南京、盐城一模]HOCH2CH2NH2(乙醇胺)也能捕集CO2。乙醇胺的沸点高于氨的原因是__________________________________________________
______________________________________________________________________。
(13) [2025苏锡常镇二调]二苯偶氮碳酰肼()分子中的N原子与Hg2+通过配位键形成含有五元环的紫红色物质,画出该物质的结构简式:________________________(须标出配位键)。
(14) [2024泰州调研]V2O具有对称结构,其结构式可表示为______________
____________________________________。
3 溶剂极性、超分子对溶质溶解度的影响。
(1) [2025南京、盐城一模]向[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入乙醇,增大溶剂极性,析出深蓝色晶体。该说法是否正确,并说明理由:_____________________________
______________________________________________________________________。
(2) [2025南京、盐城一模] 已知C难溶于水,而18-冠-6(结构如图所示)可溶于水和甲苯,且分子空腔直径与K+相当。C→D的过程中使用18-冠-6 可提升K3[Fe(CN)6]水溶液氧化C的效率,其原因为________________________________。
4 分子中基团的位阻对物质性质的影响。
(1) [2025常州期末]对硝基苯的合成如下:
未直接使用“A→D”合成,而使用“A→B→C→D”三步的原因是________
______________________________________________________________________。
(2) [2025南京、盐城一模] CO2制环状碳酸酯。CO2与环氧乙烷()转化为环状碳酸酯的一种可能机理如图所示,图中Nu-表示催化剂。
若用 代替环氧乙烷,相同条件下,生成 的产率远大于 ,其原因是_____________________________________________________。
考向3 晶体结构与性质
5 关于晶胞中原子数目、配位数及位置判断。
(1) [2025苏锡常镇二调]CeO2晶体晶胞如图所示。晶胞中与每个Ce4+距离最近的Ce4+的个数为    。
(2) [2024苏锡常镇二模]净化时生成的CaF2沉淀晶胞结构如图所示。在CaF2晶胞中F-周围距离最近的Ca2+形成的空隙结构为      。
(3) [2024苏北八市三模]充电时,Li+脱嵌形成Li1-xFePO4(0(4) [2025南京、盐城一模]K2FeO4的晶胞如图所示(氧原子已全部省略)。X处K+位于晶胞表面,FeO全部位于晶胞内部,Y处K+位于晶胞    (填“表面”或“内部”)。
6 通过生成配离子调控反应速率。
(1) 回收Ag。在通风橱中用10%的氨水溶解AgCl沉淀,再加入2 mol/L的N2H4·H2O溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥得到Ag。N2H4·H2O可将AgCl还原为Ag。实验中将AgCl先用氨水溶解再还原,而不直接用N2H4·H2O还原AgCl,可能的原因有为了增强N2H4·H2O还原性,还有    ______________________
_______________________________________________。
(2) [2025淮安期末]实验室用甘氨酸和 Cu(OH)2制备顺式甘氨酸铜。Cu(OH)2的制备有两种方案:①用[Cu(NH3)4]SO4溶液和NaOH溶液反应;②用CuSO4溶液和NaOH溶液反应。在等物质的量浓度的条件下,方案①制备的Cu(OH)2 更纯净的原因是____________________________________________________________
___________________________________________(已知:沉淀反应速率太快时,沉淀会包裹溶液中的离子共沉淀)。
(3) [2025苏州期末]已知:Cl-、NO、SO均可与Fe3+配位。用c(Fe3+)相等的三种溶液净化燃气,H2S脱除率随时间变化如图。相同时间内,H2S的脱除率按FeCl3、Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3递减的原因是________________________________
________________________________________。
考向4 化学用语
7 [2025扬州期末]Mg3N2能与水发生反应Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+2NH3↑。下列说法正确的是(  )
A. Mg2+的结构示意图为
B. NH3的电子式为
C. H2O分子中含有非极性键
D. Mg3N2中只含离子键
考向5 物质结构与性质综合
8 [2024南通一模]α FeOOH在环境保护等领域有广泛应用。
(1) α FeOOH的结构中,每个Fe(Ⅲ)与羟基氧和非羟基氧构成了FeO3(OH)3八面体,相同环境的氧原子之间构成正三角形。请补充完整该八面体的结构。
(2) α FeOOH可用于脱除烟气中的H2S。脱硫、再生过程中可能的物种变化如图甲所示。生成的S8(结构如图乙所示)覆盖在α FeOOH的表面。
甲        乙
工业可使用四氯乙烯(C2Cl4)溶解S8并实现与α FeOOH分离。四氯乙烯能溶解S8的原因是____________________________________________________________。
部分环状分子(如苯)中由于存在大π键,增强了分子的稳定性。S8分子中不能形成大π键的原因是____________________________________________________
______________________________________________________________________。
9 [2025南通如皋适应性一]CO2的转化是实现“碳中和”的有效途径。
(1) CO2催化加氢合成甲醇(反应Ⅰ)中伴随反应Ⅱ的发生:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)
反应Ⅱ:CO2(g)+2H2(g)===CH2O(g)+H2O(g)
恒压时,CO2和H2起始量一定的条件下,在分子筛膜反应器中反应,该分子筛膜能选择性分离出H2O(g)。
①使用分子筛膜的目的是____________________________________________
______________________________________________________________________。
②将反应后的气体以一定流速通过含Cu+修饰的吸附剂,分离其中的CH3OH(g)和CH2O(g),Cu+能与π键电子形成作用力较强的配位键。测得两种气体的出口浓度(c)与进口浓度(c0)之比随时间变化关系如图所示。20~40 min,CH3OH(g) 浓度比增大而CH2O(g)浓度比几乎为0的原因是___________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2) 一种金属氧化物(用MR表示)催化CO2与环氧丙烷()反应制碳酸酯X的反应机理如图。已知CO2中的碳氧键可以被催化剂中具有较强给电子能力的活性中心的电子进攻而活化断裂。
①碳酸酯X的结构简式为        。
②MgO活化催化CO2的能力强于Al2O3的原因是________________________
______________________________________________________________________。
核心1 物质的结构、性质 元素周期律
1 几种基态原子或离子常见的表示方法
表示方法 举例
电子排布式 Co2+:       Ge:       S2-:       Cu:      
价电子排布式 Fe:       Ge:      
电子排布图 (或轨道表示式) O:          
价电子排布图 Fe:          
特别提醒 
①基态原子核外电子运动状态数与核外电子数相等;基态原子核外电子空间运动状态即占据的轨道数。
②能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量    。如24Cr 的基态原子的电子排布式为          ,而不是1s22s22p63s23p63d44s2。
③金属原子失去电子时先失去最外层电子,如Fe2+为1s22s22p63s23p63d6(失去4s轨道上的2个电子)。
2 元素周期律
(1) 第一电离能
1~36号元素的第一电离能
同周期主族元素从左到右,第一电离能总体呈    趋势,但    、    两族反常,第一电离能高于同周期相邻元素;如第三周期Si、P、S元素第一电离能大小为        。
(2) 电负性(苏教版教材)
主族元素的电负性
两种元素形成共价键时,电负性强的带负电荷,显负价;电负性弱的带正电荷,显正价;反之亦成立。如电负性:Cl>N>H,NH3中氮为    价,NCl3中氮为    价。
核心2 分子空间结构与性质
1 杂化与分子结构判断
(1) 根据中心原子价层电子对数(杂化轨道数目)判断
对于ABm型分子(A是中心原子,B是配位原子),分子的价电子对数可以通过下式确定:
n=
其中,中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数,配位原子中卤素原子、氢原子提供1个价电子,氧原子和硫原子按不提供价电子计算。
价层电子对数 2 3 4
杂化类型 sp sp2 sp3
(2) 根据分子空间结构判断
空间结构 直线形 平面三角形 四面体形
杂化类型
(3)★ 特例
CH3HCH3:碳原子失去1个电子形成碳正离子,碳正离子为sp2杂化。简单烷基碳负离子为sp3杂化。
咪唑()与苯性质相似,所有原子共平面,咪唑分子中采取sp2杂化的原子共有    个,咪唑具有较强碱性,一般通过    号N原子体现。
2 价层电子对互斥模型判断分子或离子的空间结构
价层电 子对数 电子对的 排列方式 VSEPR 模型 分子类型 ABm 分子或离子 的空间结构
2      AB2     
3      AB3     
AB2     
4      AB4     
AB3     
AB2     
3★ (1) 中心原子杂化方式对键角的决定性影响
影响键角大小的首要因素是中心原子采用的杂化方式,杂化方式与键角关系:sp>sp2>sp3。如键角:H2O   CO2;CO2   SO2;CH   CH。
(2) 中心原子孤电子对数目对键角的影响
当中心原子杂化方式相同时,需要比较中心原子的孤电子对数,中心原子孤电子对数越多,对成键电子对的排斥力    ,键角    。如键角:SO3   SO2;NH3   NH。
(3) 中心原子电负性对键角的影响
当中心原子杂化类型和孤电子对数均相同时,由于中心原子的电负性大,对成键电子对吸引力增大,成键电子对越靠近中心原子,成键电子对之间的电子云密度增加,相互之间的排斥力增大,键角变大。如键角:NH3   PH3   AsH3;H2O   H2S   H2Se。
(4) 配位原子电负性对键角的影响
当中心原子种类相同,杂化类型也相同时,配原子电负性不同,键角不同。配位原子电负性越大,成键电子对越偏离中心原子,成键电子对排斥力    ,键角    。如键角:NF3   NCl3   NBr3;NF3   NH3;OF2   H2O。
4 氢键、氢键对物质性质的影响
(1) 氢键形成及表示方法
氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力,它是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间形成的作用力。
X—H…Y—
(X、Y为N、O、F,“—”表示共价键,“…”表示形成的氢键)
(2) 氢键对物质物理性质的影响
图示氢键 对物质物理性质的影响   举例
HF分子间的氢键 分子间氢键使 物质沸点较高 沸点:NH3  PH3、 C2H5OH  CH3OCH3
形成分子内氢键 分子内氢键使 物质沸点较低 沸点:CH3COOH  HNO3
NH3·H2O的结构式 与水分子形成的氢 键使物质易溶于水 NH3、C2H5OH、H2O2、CH3COOH等易溶于水
以分子间氢键缔合 而成的二聚体结构 解释一些特殊现象  水结冰后,体积膨胀并漂浮在水面上(水分子间形成氢键,体积变大,密度变小)。 水蒸气缔合成(H2O)n, 相对分子质量偏大
(3) 氢键对物质化学性质的影响
类型 典例 图示氢键 解释
影响酸性 减弱酸性:邻硝基苯酚(pKa=7.22)酸性弱于对硝基苯酚(pKa=7.15) 邻硝基苯酚形成分子内氢键,一定程度上稳定了分子结构,抑制H+电离,导致酸性弱于对硝基苯酚
增强酸性:邻羟基苯甲酸(pKa=2.98)酸性强于间羟基苯甲酸(pKa=4.08)和对羟基苯甲酸(pKa=4.57) H+解离后的羧酸根离子与邻位羟基形成了分子内氢键,稳定了负离子,酸性明显增强
调控络合 物稳定性 丁二酮肟可与多种金属离子形成稳定络合物 丁二酮肟通过氢键辅助螯合金属离子,增强络合物稳定性
参与稳定过渡 态或中间体 多个弱相互作用位点(如多个氢键)协同作用,显著提高结合强度和特异性 氢键通过预组织、电荷稳定、构型选择及协同作用,从能量和动力学层面优化反应路径
HF中的 强氢键 HF中,氢原子与2个氟原子之间形成了强氢键,其性质介于传统氢键和共价键之间 [F—H…F]- 强氢键(键能约100~200 kJ/mol)使其稳定性远超普通氢键体系,用于氟化物溶剂或催化反应
实验室中可用氨浸法从含有杂质的ZnO中提锌,并制备硫酸锌。M的结构简式为 ,R为—C9H19,两个羟基中酚羟基酸性较强。M能与Zn2+形成稳定的配合物X,相关反应为2M+Zn2+ 2H++X。补全图中X的结构并用“…”标出氢键。X中形成氢键有利于Zn2+的萃取,原因可能是_______
______________________________________________________________________。
5★ 键的极性
(1) 键的极性对分子性质的影响
推电子(供电子)基团:在化学反应中提供电子对的基团,即给出电子,使相连原子电子云密度升高。体系越富电子,碱性越强。
常见的推电子基团:烷基(—CH3、—C2H5等,烷基越大推电子能力越强)、羟基(—OH)、氨基(—NH2)(通过共轭效应推电子)、烷氧基(—OR)、酰胺基(—NHCOCH3)。
吸电子基团:在化学反应中接受电子对的基团。即吸引电子,使相连原子电子云密度降低。体系越缺电子,酸性越强。
常见的吸电子基团:苯环、卤素(—F、—Cl)、硝基(—NO2)、氰基(—CN)、羧基(—COOH)、酯基(—COOR)、醛基(—CHO)、羰基()。如,苯环为吸电子基团,使得羟基氧电子云偏向苯环,O—H极性变强,容易断开,体现酸性。
①有机物 中,    (填数字)号碳原子上的氢原子容易发生取代反应。
②利用C6H5—CH2CH3(g)+CO2(g)C6H5—CH===CH2(g)+CO(g)+H2O(g)可制备苯乙烯,反应可能的机理如下(x、y、z表示催化剂的活性位点)。受苯环影响,a处C—H比b处更    (填“易”或“难”)断裂。
(2) 键的极性与空间位阻
分子中的原子或基团并非无限靠近,其固有体积会占据一定空间。当反应位点周围存在较大基团(如叔丁基)时,其他分子或基团难以接近,就像“拥挤的房间里难以握手”,从而减慢反应速率甚至改变反应路径。例如,酯水解时,酯基旁大基团会阻碍试剂(如OH-)的进攻,使反应更难进行。
位阻导致反应选择性变化。反应中,位阻大的试剂会优先攻击空间开阔的位点。例如,C2H5MgBr(位阻小试剂)可能进攻多个位点,而(CH3)3CMgBr(位阻大试剂)只选择位阻最小的位点反应。
位阻是空间体积导致的物理阻碍,电子效应是电子云密度的影响。如碱性:二甲胺[(CH3)2NH]>甲胺(CH3NH2)>三甲胺[(CH3)3N],理论上甲基的推电子效应使得甲胺、二甲胺、三甲胺的碱性依次增强,但实际上三甲胺碱性最弱,显然此时是空间位阻的作用对其碱性的影响大于增多的甲基的推电子效应的影响。
它是调控化学反应的“隐形之手”,通过设计分子中基团的大小和位置,可控制反应是否发生、生成何种产物。在药物合成中,利用位阻优化分子结构,能提高目标产物纯度,减少副反应。理解空间位阻,能更精准地预测和设计有机反应。
6 极性分子与非极性分子
(1) H2O2结构中氧原子为sp3杂化,形成如图所示结构。H2O2为    (填“极性”或“非极性”,下同)分子。
(2) O3分子中的共价键是    键,结构类似SO2,中心氧原子为sp2杂化,与另外2个氧原子形成V形分子,为    分子。
(3) 白磷(P4)为正四面体结构,为    分子。
(4) 甲烷为正四面体结构,为    分子;CH3Cl为四面体结构,为    分子。
(5) I2难溶于水,将其与KI反应生成I,以增大其在水中的溶解度,但研究表明,I是非极性的(苏教版教材)。请根据价层电子对互斥模型,画出I的空间结构:      。
7★ 溶剂的极性
(1) 溶剂的极性对物质溶解性的影响,可通过“相似相溶”原理来理解。
部分物质虽为极性分子,但若含较大非极性基团(如高级醇),在水中溶解性会下降(因非极性部分占比高)。混合极性溶剂与非极性溶剂,可调节整体极性,溶解兼具极性结构与非极性结构的物质(如某些有机物)。
(2) 离子化合物的溶解度与溶剂极性的关系,本质上由离子化合物的解离特性和溶剂的极性相互作用决定。
①极性溶剂对离子化合物的溶解有促进作用;
②非极性溶剂中离子化合物的溶解度极低。
典型案例:食盐(NaCl)在水中易溶,而在非极性溶剂(如苯)中几乎不溶,因水的强极性能有效“包围”Na+和Cl-,而苯无法提供足够的相互作用。
指出1、2、3分别对应的微粒:___________________________________。
(3) 溶剂极性的调控
在实验中通常通过改变溶剂极性来增大或降低溶质的溶解性,溶剂极性的调控通常采用混合溶剂法(两种不同极性的溶剂混合,形成中等极性溶剂)和添加电解质法(向溶剂中添加某些电解质,形成高极性溶剂)。
(1) 氧化浸取辉铜矿(Cu2S)时,控制温度为80 ℃,空气流速一定,加入Fe2(SO4)3与NaCl协同浸取。其他条件相同时,铜浸出率与c(NaCl)的关系如图所示。Cl-破坏硫覆盖层,但c(NaCl)>1.0 mol/L时,铜浸出率下降,原因可能是____________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(2) [Co(NH3)6]Cl3晶体制备。[Co(NH3)6]Cl3晶体易溶于热水和稀盐酸中,在冰水、浓盐酸、无水乙醇中溶解度较小。请补充完整实验方案:在通风橱中将制得的[Co(NH3)6]Cl2溶液加热至55 ℃左右,边搅拌边加入适量NH4Cl,再加入______
____________________________________________________________________________________________________________________________________________,
低温烘干,得到[Co(NH3)6]Cl3晶体。(实验中须使用:4% H2O2溶液、红色石蕊试纸、冰水、浓盐酸、无水乙醇)
核心3 晶体类型和性质
1 常见典型晶体的晶胞结构图及其主要性质
化学式 晶胞 晶体类型 微粒间作用力 熔、沸点 配位数
CO2 较低
H2O (冰) 较低 —
NaCl 较高
CsCl 较高
C (金刚石) 很高 —
SiO2 高 —
2 晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法
石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有,每个六边形占    个碳原子。
3 分子晶体熔、沸点的比较
(1) 组成和结构相似的分子晶体,分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高。具有分子间氢键的分子晶体,熔、沸点反常地高。如H2O、H2S、H2Se、H2Te熔、沸点高低顺序为             ;C2H5OH、CH3OCH3熔、沸点高低顺序为         ;烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随着分子里碳原子数增加,熔、沸点    。
(2) 组成和结构不相似的物质(相对分子质量相近),分子极性   ,其熔、沸点就   。如熔、沸点:CO   N2。
(3) 同分异构体:链烃及其衍生物的同分异构体随着支链   ,熔、沸点   。如CH3(CH2)3 CH3(正戊烷)   CH3CH2CH(CH3)2(异戊烷)   (CH3)4C(新戊烷)。
核心4★ 配合物与超分子
1 配离子对反应速率的影响
已知:沉淀的生成速率越快,颗粒越小,呈凝乳状胶体,不易过滤。在制备超细粉末时,通常以配离子为反应物控制反应速率。
(1) 通过形成配离子减慢反应速率
如AgNO3溶液转化成配离子[Ag(NH3)2]+,降低溶液中Ag+的浓度,且[Ag(NH3)2]+的氧化性弱于Ag+,使生成单质Ag的反应速率减慢。
(2) 通过形成配离子加快反应速率
如AgCl沉淀转化成配离子[Ag(NH3)2]+,与还原剂N2H4充分接触,使生成单质Ag的反应速率加快,同时避免生成的Ag单质中混有AgCl,Ag的回收率和纯度下降。
(3) 通过形成配离子影响金属离子得失电子能力
如易被氧化的Fe2+与CN-形成[Fe(CN)6]4-后,稳定性增强,更难被氧化;Co2+的还原性相对较弱,但[Co(NH3)6]2+易被氧化为[Co(NH3)6]3+。
2 超分子与相转移
相转移是指物质在不同相(如液相液相、液相固相、液相气相等)之间发生的转移过程,常见于化学合成、分离提纯等领域。其核心是解决不同相态中物质难以接触反应或分离的问题。
通过加入相转移催化剂,如冠醚,冠醚与试剂中阳离子络合,使该阳离子进入有机溶剂中,通过静电作用将阴离子也带入有机溶剂中,从而可帮助离子型物质从水相转移到有机相,或让有机物质进入水相,使反应物在同一相中接触并反应,从而加速反应进行。
冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物,它们能与碱金属离子作用并随着环的大小不同而与不同金属离子作用。由于烯烃难溶于水,故KMnO4水溶液氧化烯烃的效果较差。若在烯烃中溶入某冠醚,与KMnO4发生如图所示的变化后,氧化效果明显提升。加入该冠醚后,烯烃的氧化效果明显提升的原因是____________________________________________________________
______________________________________________________________________。
1 [2025苏锡常镇一调]电解熔融Al2O3制Al时常添加少量CaF2和MgF2以提高导电性。下列说法正确的是(  )
A. 半径:r(Al3+)>r(O2-)
B. 电负性:χ(O)>χ(F)
C. 第一电离能:I1(Al)>I1(Mg)
D. 碱性:Ca(OH)2>Mg(OH)2
2 [2025南通、泰州等八市二调]下列说法正确的是(  )
A. 基态Ge核外电子排布式:[Ar]4s24p2
B. H2S中心原子的杂化方式为sp3
C. Si3N4是一种高强度耐高温材料,Si3N4为分子晶体
D. 1 mol SiO2(晶胞如图)含2 mol σ键
3 [2025泰州中学调研]下列说法正确的是(  )
A. 如图所示是Cu2S晶胞中S2-位置,则1个晶胞中含有8个Cu+
B. 基态Cu+转化为基态Cu原子,得到的电子填充在3d轨道上
C. H2S和SO2的中心S原子都采取sp3杂化
D. SO2的键角比SO3的键角大
4 [2025南京、盐城一模]反应H2(g)+CO2(g)HCOOH(l)可用于储氢,可能机理如图所示。下列说法正确的是(  )
A. 该反应的ΔS>0
B. 步骤Ⅰ中CO2带正电荷的C与催化剂中的N之间作用
C. 步骤Ⅲ中存在非极性键的断裂和形成
D. 反应中每消耗1 mol CO2,转移电子数约为4×6.02×1023
主题1 物质结构与性质
微主题1 物质的结构、性质 元素周期律
基础回归
1 [Ar]3d54s2、[Ar]3d104s1、[Ar]3d10 4s24p3、3d5
 
2 16 9 5
解析:题中依次考查的是电子数、轨道数、能级数。
3 XY或YX 6
解析:X原子占据晶胞12条棱心和1个体心,共有12×+1=4个;Y原子占据6个面心和8个顶点,共有6×+ 8×=4个;化学式取原子数的最简比,故为XY或YX。
4 (1) > (2)> (3)< (4)>
解析:(1)(2)(4)中的物质为分子晶体。(1) CCl4的相对分子质量大,范德华力强,熔、沸点高。(2) 水形成分子间氢键,熔、沸点高。(3) NaCl、MgCl2为离子晶体,镁离子半径小,所带电荷多,晶格能大,熔、沸点高。(4) 前者可形成分子间氢键,后者形成分子内氢键,故后者熔、沸点低。
5 HIO、HCl
解析:电负性Cl>I,ICl中Cl带负电性,I带正电性;水中氢原子带正电性,氧带负电性,故相异电荷吸引结合得到HCl和HIO。
6 sp2、sp2 平面三角形、平面三角形 SO3>SO2
解析:SO2与SO3的中心原子S均为sp2杂化,VSEPR模型均为平面三角形。SO2中硫原子有一个孤电子对,SO3中硫原子电子全部参与成键,孤电子对斥力大于成键电子对,故SO3键角大于SO2。
名卷优选
【3年真题】
1 (1) 1s22s1 (2) 4s24p2 (3) 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
2 (1) > > (2) Ge>Si>C C>Si>Ge (3) >
3 B 由题意知X、Y、Z、W分别为N、Al、Cl、Br。同一周期主族元素从左到右原子半径依次减小,铝原子半径大于氯原子,A错误;氮元素原子最外层p轨道为半满的稳定结构,第一电离能大于同周期相邻元素,B正确;非金属性AlHBr,D错误。
4 (1) 1∶2 (2) 由sp2转变为sp3 (3) sp3、sp3 (4) sp3、sp2
5 (1) σ键 (2) 1 (3) 16
解析:(3) 氨气分子中氮原子与3个氢原子形成3个σ键,与锌离子形成配位键,也是σ键,故1 mol [Zn(NH3)4]Cl2中含有σ键的物质的量为(3+1)mol×4=16 mol。
6 (1) < (2) < (3) V形 (4) 不能 (5) 不能 (6) 较大
解析:(1) NH3与CH4中氮原子和碳原子均为sp3杂化,NH3中有1个孤电子对,孤电子对的斥力大于成键电子对,故NH3中键角小于CH4。(2) 金刚石中的碳原子采取sp3杂化,C—C—C夹角为109°28′;石墨烯中碳环为平面正六边形结构,C—C—C夹角为120°。(3) H2O中氧原子为sp3杂化,有2个成键原子,H2O的空间结构为V形。(5) 中带*的碳原子为sp3杂化,该碳原子与相连的3个碳原子不能共平面。(6) 1号碳与两个酯基相连,2号碳只与一个酯基相连,酯基具有吸电子效应,使与其相连的碳原子上的电子云密度降低,从而增强了C—H的极性,因此1号碳的C—H极性相对较大。
7 (1) 易溶于水 (2) 乙醇分子间存在氢键
8  或 
解析:H4V4O12具有八元环结构,根据价态规律可以得出八元环应由4个V和4个O构成; 化合物中V为+5价,形成5个共用电子对,每个V在环上与O形成2个共用电子对,还与另外两个氧分别形成双键和单键。
9 (1) 错误,碳单质有多种同素异形体,金刚石为共价晶体,C60为分子晶体,石墨为混合型晶体
(2) 错误,ⅣA族元素中碳有多种单质,有分子晶体、共价晶体等,锡、铅单质为金属晶体
(3) 正确,碱基配对存在着严格的关系,即一条链上的腺嘌呤(A)与另一条链上的胸腺嘧啶(T)通过2个氢键配对,一条链上的鸟嘌呤(G)与另一条链上的胞嘧啶(C)通过3个氢键配对
(4) 错误,H2O分子之间形成氢键主要影响其熔、沸点等物理性质,热稳定性是化学性质,与非金属性有关
10 (1) 2∶1 (2) 4
解析:(1) 由铁酸铋晶胞结构示意图可知,晶胞中体内有4个Fe原子,面上有8个Fe原子,根据均摊法可知,Fe原子的数目为4×1+8×=8;Bi原子全部在晶胞的面上,Bi原子的数目为8×=4,因此原子数目比N(Fe)∶N(Bi)=2∶1。
11 4   或
解析:因为FeS2的晶体与NaCl晶体的结构相似,由NaCl晶体结构可知,一个NaCl晶胞含有4个Na+和4个Cl-,则该FeS2晶体的一个晶胞中S的数目也为4。FeS2晶体中,每个S原子与三个Fe2+紧邻,且Fe—S间距相等,根据FeS2晶胞中的Fe2+和S的位置(S中的S—S位于晶胞体对角线上)可知,每个S原子与S—S所在体对角线上距离最近的顶点相邻的三个面的面心位置的Fe2+紧邻且间距相等,其中一个S原子与紧邻的Fe2+连接。
12 C  为硫原子结构示意图,A错误;H2O2中含有H—O、O—O共价键,不含离子键,B错误;H2O中氧原子为sp3杂化,空间结构为V形,D错误。
13 Cl- 负电
解析:根据阴、阳离子交替排列规则,区域A“”中的离子为阴离子,即Cl-,区域B“”中的离子为阳离子,即Cu+;ZnS晶胞不带电,1个Zn2+被1个Cu+代替可形成区域B,正电荷减少,负电荷有剩余,故区域B带负电。
14 —NH2中的氢原子与HCO中的羟基氧原子形成N—H…O氢键 CN—NHD和DCOO-
解析:氨基中的H原子连在电负性较大的N原子上,HCO中的H原子连在电负性较大的O原子上,二者之间可以形成氢键N—H…O、N…H—O,但该反应中二者脱去1个水分子,故应是形成N—H…O氢键。由图可以得出吸附在催化剂表面的HCO和氨基脱水形成酰胺键,然后和吸附在Pd上的氢原子结合生成—NH2和HCOO-,通过D2可以判断吸附在Pd上的氢的来源,进而生成CN—NHD和DCOO-,可以证明发生了如图所示的加氢方式。
15 (1) 负电荷 (2) O>H>Fe 正电荷、负电荷 (3) H*COO-、H2O
解析:(1) 电负性强的吸电子能力强,电子云偏向,带一定负电荷。(2) 电负性O>H>Fe、O>C,吸附在O2-和Fe2+上的氢分别带正电荷和负电荷。(3) HCO中碳原子带正电荷,羟基氧带负电荷,带正、负电荷的微粒相互作用形成新H*—C、O—H,即生成H*COO-和H2O。
【3年模拟】
1 (1) [Ar]3d104s24p3 (2) [Ar]3d7 (3) Al(4) P>Mg>Ca P>Mg>Na
(5) B>C>N HNO3>H2CO3>H3BO3
解析:(2) 第4周期过渡元素的价电子指3d和4s轨道上的电子,主族元素的价电子指最外层电子。(3) 同周期主族元素从左到右第一电离能有增大趋势,ⅡA族的第一电离能大于ⅢA族的,碳为ⅣA族,电离能无特殊性,同族元素,上一周期的第一电离能大于下一周期,则I1(C)>I1(B)>I1(Al)。(4) 同周期主族元素从左到右,电负性依次增大,同主族元素从上到下,电负性依次变小,则电负性χ(P)>χ(Mg)>χ(Ca);同周期主族元素从左到右,第一电离能总体呈增大趋势,则第一电离能I1(P)>I1(Mg)>I1(Na)。
2 (1) 6 mol (2) 16∶1 (3) 9∶2 (4) 1 (5) 三角锥形 (6) 四面体形 
(7) 一定不 (8) 可能 (9) 大于 (10) 小于 (11) 大 (12) 乙醇胺分子间形成氢键的能力更强;乙醇胺相对分子质量比氨大,范德华力更强
(13) 或
(14) 或
解析:(12) 共价化合物的沸点与氢键和范德华力的强弱有关,电负性越强,氢键越强,相对分子质量越大,范德华力越大。(13) 二苯偶氮碳酰肼分子中的N原子与Hg2+通过配位键形成含有五元环的紫红色物质,则需要用到2个不相邻的N原子,结构简式见答案。(14) V2O中O、V分别为-2价、+5价,应分别形成2个和5个共用电子对,则每个V有1个双键。
3 (1) 错误。乙醇的极性小于水,加入乙醇会减小溶剂的极性,而[Cu(NH3)4]SO4是离子化合物,在极性小的溶剂中溶解度小,以晶体形式析出
(2) 18-冠-6易与K+相互作用,增大K3[Fe(CN)6]在甲苯中的溶解度,提高氧化C的速率
解析:(2) 冠醚常被用作相转移催化剂,冠醚与试剂中正离子络合,使该正离子可溶在有机溶剂中,而与它相对应的负离子因为静电作用也随同进入有机溶剂内,冠醚不与负离子络合,使游离或裸露的负离子反应活性很高,能迅速反应。
4 (1) 保护氨基,防止硝化时被氧化(,同时酰胺基因空间位阻增大,有利于硝基在其对位发生取代)
(2) 甲基的体积比氢原子大,空间位阻大,Nu-主要与不连甲基的碳原子作用
解析:(1) 从官能团保护和空间位阻2方面回答。(2) 由机理图知,Nu-进攻 中带正电荷的C时,有2个选择:,甲基比氢原子大,甲基在三维空间中的物理阻碍作用大,阻碍Nu-接近活性中心,位阻大的位点(即点2)不易被进攻,反应转向位阻小的位点(即点1),故 的产率较大。
5 (1) 12 (2) 正四面体 (3) 0.25 (4) 内部
解析:(1) 由图可知,黑球为4个,白球为8个,所以黑球代表Ce4+。CeO2晶胞中,与顶点Ce4+距离最近的Ce4+位于共顶角的8个小立方体的面心,与每个Ce4+距离最近的Ce4+的个数=8×3×=12。(2) 先确定原子种类,依据均摊法进行计算,CaF2沉淀晶胞中,黑球个数=8×+6×=4,白球个数=8,则黑球为Ca2+,白球为F-,F-周围距离最近的Ca2+形成的空隙结构为正四面体。(3) 根据图像知,Li1-xFePO4晶胞中有4个正八面体和4个正四面体,即含有4个Fe、4个P,图中黑球为Li+,依据均摊法,晶胞中Li+的个数=8×+4×+2×=3,故Li+脱嵌形成Li0.75FePO4,即1-x=0.75,x=0.25。(4) K2FeO4中K+和FeO的数目比为2∶1,晶胞中,FeO的数目为4,则K+的数目为8,X处K+的数目=4×=2,则Y处K+的数目为6,位于晶胞内部。
6 (1) 将固体AgCl溶解为[Ag(NH3)2]+,提高反应速率;避免生成的银单质中混有AgCl,Ag的回收率和纯度下降
(2) [Cu(NH3)4]SO4溶液中c(Cu2+)低于等浓度的CuSO4溶液,沉淀反应速率慢,不易包裹溶液中的离子 (3) Cl-、NO、SO与Fe3+的配位能力递增,溶液中c(Fe3+)递减,氧化H2S的速率递减
7 D Mg2+的结构示意图为 ,A错误;NH3的电子式为,B错误;H2O中只含有H—O极性键,C错误;Mg3N2 的电子式为,只含离子键,D正确。
8 (1) 或
(2) 四氯乙烯与S8都是非极性分子,符合“相似相溶”规则
S8中S原子采取sp3杂化,无剩余的p轨道用于形成π键
解析:(1) FeO3(OH)3八面体是从α FeOOH的结构中截取出的一部分,部分O原子在该八面体中不用形成2个键,该八面体的结构见答案。(2) 分子晶体的溶解性与物质极性、氢键等有关,四氯乙烯(C2Cl4)为非极性分子,根据图乙知S8也是非极性分子,符合“相似相溶”规则。原子间形成共价键时轨道“头碰头”形成σ键,原子轨道在核间连线两侧以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键是π键。S原子采取sp3杂化,无剩余的p轨道用于形成π键。
9 (1) ①分离出H2O(g), 促进反应正向进行,增大CO2的转化率 ②CH2O含π键电子,Cu+与之形成较强的配位键,原先吸附剂吸附的CH3OH被CH2O替代 (2) ① ②Mg的金属性强于Al,MgO中的O负电性更强,MgO中的O更易进攻活化CO2中的碳氧键
解析:(1) ①根据信息可知,该分子筛膜能选择性分离出H2O(g),产物H2O(g)的浓度减小,促使反应正向进行,能增大CO2的转化率。②已知“将反应后的气体以一定流速通过含Cu+修饰的吸附剂,分离其中的CH3OH(g)和CH2O(g),Cu+能与π键电子形成作用力较强的配位键”,CH2O分子中含有π键电子,Cu+与CH2O形成较强的配位键,导致原先吸附剂吸附的CH3OH被CH2O替代,故20~40 min,CH3OH的出口浓度(c)与进口浓度(c0)之比逐渐增大,CH2O的出口浓度(c)与进口浓度(c0)之比几乎为0。(2) ①中与M相连的O-和与R相连的C原子相结合,得到。②已知“CO2中的碳氧键可被催化剂中具有较强给电子能力的活性中心的电子进攻而活化断裂”,Mg的金属性强于Al,MgO中O的负电性更强,更易进攻活化CO2中的碳氧键,故MgO活化催化CO2的能力强于Al2O3。
核心串讲
【核心1】 1 1s22s22p63s23p63d7或[Ar]3d7
1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2
1s22s22p63s23p6或[Ne]3s23p6
1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
3d64s2  4s24p2
  
特别提醒:②较低 1s22s22p63s23p63d54s1
2 (1) 增大 ⅡA ⅤA P>S>Si (2) -3 +3
【核心2】 1 (2) sp sp2 sp3 (3) 5 2
2 直线形 直线形 平面三角形 平面三角形 V形 正四面体形 正四面体形 三角锥形 V形
3 (1) < > > (2) 越大 越小 > < (3) > > > > (4) 越小 越小 < < < <
4 (2) > > > 例1 
提高X在有机溶剂中的溶解性(或降低X在水中的溶解性或提高X结构的稳定性)
5 例2 ①3 ②易
6 (1) 极性 (2) 极性 极性 (3) 非极性 (4) 非极性 极性 (5)
7 (2) 典型案例:H2O、Na+、Cl-
例3 (1) 溶液中离子浓度增大,溶液极性增强,O2的溶解度降低 (2) 4% H2O2溶液至产生的气体不能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,冰水浴冷却,再加入浓盐酸(无水乙醇)至有大量晶体析出,过滤,用无水乙醇洗涤2~3次
【核心3】 1 分子晶体 分子间作用力(或范德华力) 12 分子晶体 范德华力和氢键 离子晶体 离子键 6 离子晶体 离子键 8 共价晶体 共价键 共价晶体 共价键
2 2
3 (1) H2O>H2Te>H2Se>H2S C2H5OH>CH3OCH3 升高 (2) 越大 越高 > 
(3) 增多 降低 > >
【核心4】 例4 该冠醚可溶于烯烃,冠醚加入后与K+结合形成带正电荷的离子,通过静电作用将MnO带入烯烃中,增大了反应物的接触面积,提高了氧化效果
检测反馈
1 D Al3+和O2-的电子层结构相同,Al的核电荷数比O大,Al对核外电子的吸引能力大,故半径r(Al3+)<r(O2-),A错误;非金属性F>O,F的得电子能力强于O,故电负性χ(O)<χ(F),B错误;Mg的价电子排布式为3s2,Al的价电子排布式为3s23p1,3p能级中的电子能量比3s能级中的高,易失去,故第一电离能I1(Mg)>I1(Al),C错误;金属性Ca>Mg,故碱性Ca(OH)2>Mg(OH)2,D正确。
2 B 基态Ge核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2,A错误;Si3N4是一种高强度耐高温材料,为共价晶体,C错误;每个Si可形成4个Si—O,每个Si原子占×4=2个Si—O,每个O可形成2个 Si—O,每个O原子占×2=1个Si—O,故1 mol SiO2中含有 2 mol+1 mol×2=4 mol Si—O σ键,D错误。
3 A 由图可知,1个Cu2S晶胞中,S2-个数为8×+6×=4,根据化学式Cu2S,则1个晶胞中含有8个Cu+,A正确;基态Cu+转化为基态Cu原子得到1个电子,得到的电子填充在4s轨道上,B错误;H2S中S的价层电子对数为2+=4,S采用sp3杂化,SO2中S的价层电子对数为2+=3,S采用sp2杂化,C错误;SO2和SO3的中心原子S均为sp2杂化,SO2中S含有1个孤电子对,SO3中S不含孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥力更大,导致键角变小,故SO2的键角比SO3小,D错误。
4 B 该反应是气体分子数减小的反应,ΔS<0,A错误;依据电负性知,CO2中C带正电,催化剂中N带负电,正负相吸,C与N作用,B正确;由机理图可知,步骤Ⅲ中不存在非极性键的断裂和形成,C错误;根据化学方程式可知,反应中每消耗1 mol CO2,转移电子数约为2×6.02×1023,D错误。

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