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7.2化石能源的合理利用
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
目前，全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转型。氢能是人类未来的理想能源之一，制氢、储氢、释氢、用氢是氢能研究的热点。根据生产来源和碳排放量不同，氢气可分为 “绿氢”“灰氢”“蓝氢” 等。请完成下面小题。
1．下列关于能源的分类，正确的是
A．电解水制氢消耗的太阳能属于不可再生能源 B．甲烷属于化石燃料，是可再生能源
C．“绿氢” 的生产过程实现了二氧化碳零排放 D．氢能属于化石能源
2．物理储氢是在高压下把氢气压缩储存于钢瓶中。从微观角度分析，氢气能被压缩的原因是
A．氢分子的体积变小 B．氢分子之间有间隔，且间隔变小
C．氢分子的质量变小 D．氢分子停止了运动
3．“灰氢” 可利用甲烷与水蒸气在高温条件下反应制得，化学方程式为，从生成物的角度分析，该方法可能造成的环境问题是
A．酸雨 B．温室效应增强 C．臭氧空洞 D．雾霾
4．化学储氢可利用Mg-Cu储氢合金与氢气反应生成金属氢化物。下列关于中元素化合价的说法，正确的是
A．镁元素显+1价 B．氢元素显+1价
C．氢元素显-1价 D．镁元素和氢元素的化合价之和为1
5．氢氧燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，其反应原理为。下列有关说法不正确的是
A．该反应是化合反应 B．催化剂在反应前后的质量和化学性质不变
C．该反应将化学能转化为电能，实现了能量的高效利用 D．反应中氢气和氧气的质量比为 2:1
6．空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法错误的是
A．液态氮是很好的制冷剂，可用于冷藏血液等
B．氧气能支持燃烧，所以常用作燃料
C．稀有气体的发现晚于氧气、氮气等主要成分
D．减少化石燃料的使用，多植树造林，有利于改善空气质量
7．下列实验方案不能达到实验目的的是
实验目的 实验方案
A 制取少量炭黑 将冷碟子放在蜡烛火焰上方
B 鉴别水和过氧化氢溶液 加入硫酸铜溶液，观察气泡
C 除去中少量的 将气体通过灼热的氧化铜
D 鉴别氢气和甲烷 分别点燃，在火焰上方罩干冷的烧杯
A．A B．B C．C D．D
8．我国古代著作《天工开物》中就有对煤炭开采的记载：“凡煤炭普天皆生，以供锻炼金石之用。”下列关于煤的说法正确的是
A．煤燃烧是吸热反应
B．煤在地球上的蕴藏量是有限的
C．煤经过物理变化加工得到的气体燃料就是煤气
D．煤是一种纯净物，与石墨、金刚石都属于碳单质
9．下列对化学基本观念的认识不正确的是
A．微粒观：分子是保持一切物质化学性质的最小粒子
B．能量观：天然气（主要成分是CH4）燃烧时放出大量的热
C．变化观：镁条在空气中燃烧，发出耀眼的白光，并生成氧化镁
D．分类观：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应是分解反应
10．下列传统工艺过程中，主要发生化学变化的是
A．雕刻木版年画 B．酿制糯米酒 C．剪裁丝绸布料 D．石油分馏得到汽油
11．美丽、浩瀚的海洋是个巨大的资源宝库，下列说法不正确的是
A．海洋是地球上最大的储水库 B．可燃冰有望成为未来新能源
C．可利用海洋的潮汐能发电 D．海洋资源丰富，可随意开发
12．我们每个中学生必须有安全意识，下列采取的安全措施错误的是
A．甲烷是纯净物，点燃可燃性甲烷气体时，不必检纯度
B．在火灾逃生时用湿毛巾捂住口鼻
C．在加油站张贴严禁烟火标志
D．以天然气为燃料的，在燃气灶的厨房内上方安装报警器
13．如图为碳元素的“价—类二维图”，下列说法正确的是
A．a属于可再生能源
B．b只能表示金刚石
C．c和d的组成元素相同，化学性质相同
D．的转化都可通过化合反应实现
阅读下列材料，完成下面小题。
我国已然成为全球可再生能源领域领导者、全球能源绿色转型和碳减排引领者。2023年我国新能源汽车产销量均约为950万辆，连续9年位居全球第一。新能源汽车使用锂电池供电，锂被认为是节能环保的新兴元素。我国科研团队利用[钼酸铋，其中钼（Mo）元素化合价为+6]的催化作用，在阳光照射下将水和转化为甲醇和另一种物质，为减少碳排放开辟了新途径，微观模拟图如下。
14．下列关于微观模拟图的说法正确的是
A．铋（Bi）元素化合价为+2 B．属于氧化物
C．的化学式为 D．甲醇属于可再生能源
15．锂元素的相关信息如图所示，下列有关说法正确的是
A．锂元素属于金属元素 B．锂原子最外层有3个电子
C．锂元素符号为LI D．锂电池供电是将电能转化为化学能
16．下列有关空气的说法正确的是
A．空气中二氧化碳增多会产生温室效应，故二氧化碳属于空气污染物
B．空气中氧气的质量分数为21%，可直接用于医疗急救
C．使用乙醇汽油不仅能节约石油资源，还可以减少空气污染
D．道尔顿发现了空气是由氧气和氮气组成的
17．劳动开创未来。下列劳动实践与所述的化学知识关联错误的是
选项 劳动项目 化学知识
A 鱼缸中通入空气 空气中的氧气不易溶于水
B 自行车打气，大量空气被压缩进轮胎 气体分子变小
C 将天然气报警器安装在炉具墙壁上方 天然气可燃且密度比空气小
D 室内用木炭烧烤时，保持空气流通 木炭不充分燃烧生成一氧化碳
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
18．空气中含量最多且能做保护气的物质是_________；人体内含量最多的金属元素的名称是_________；石油和天然气均属于_________ (填“可再生”或“不可再生”)能源。
19．已知：A、B、C、D、E都由两种元素组成；A、B、C 含有同一种元素；A、C、D、E含有同一种元素；B是广泛应用的清洁能源；D、E所含元素种类相同；F 含有 A～E 的所有元素。
(1)物质B的化学式___________。
(2)物质A的一种用途___________。
(3)C、D生成F的化学方程式为___________。
20．“氨法”捕集二氧化碳是实现“碳中和”的重要途径之一，目前受到广泛关注和研究，其主要流程如图，请回答相关问题：
(1)为了降低“碳排放”，下列可行的是______（填字母序号）。
A．随手关灯 B．全面禁止燃烧煤和汽油
C．大力发展火力发电 D．纸张单面打印
(2)工业上用氨水喷淋吸收废气中的，采用“喷淋”的原因是________。
(3)反应①是化合反应，其化学方程式为________。
(4)上述流程中，可循环利用的物质是________。
21．火箭燃料。
2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭发射成功。火箭的动力来自火箭燃料的燃烧，火箭燃料的成分有H2、CO、CH4、C2H5OH等。
中国是产氢大国。我国煤炭资源丰富，煤制氢成本低、技术成熟，虽然存在效率低、环境污染的问题，但短期内仍是中国氢气的主要来源。天然气制氢也是目前工业制氢的主要方式，其转化率高，但硬件成本较高。电解水制氢技术研究已久，目前的主要问题是电力成本过高，通过降低电解过程中的能耗以及采用清洁能源作为电力来源，可有效解决成本问题。
11月30日，以国家能源集团煤基航天煤油为主动力燃料的长征十二号运载火箭成功首飞。航天煤油具有推力大、绿色环保、储运方便、经济性高的特点。以石油为原料制得的航天煤油资源稀少、来源单一，而以煤为原料制得的航天煤油具有动力强、成本低、原料足的特点，对保障我国高速发展的航天工业具有深远意义。
(1)火箭燃料中的一种化合物燃烧的化学方程式为___________。
(2)我国工业制氢的主要原料是___________，它与水蒸气在高温条件下反应生成氢气和一氧化碳，该反应的化学方程式为___________。
(3)用石油制取航天煤油是利用了石油中各成分的___________不同进行分离，用煤制取航天煤油的优点是___________(写一条)。
22．社会的发展离不开能源。下列属于化石能源的是___________
A．石油 B．酒精 C．太阳能 D．___________
三、实验题
23．如图所示是实验室制取并验证氢气性质的微型实验。
(1)简述微型实验的优点是（任答一条）____________________；
(2)图中氢气与氧化铜反应的化学方程式为____________________；
(3)氢气作为燃料的优点是____________________（任答一条）。
四、综合应用题
C919客机是我国自主设计、研发并制造的大型喷气式客机，是中国航空工业的骄傲。燃料是飞机的动力来源。
24．飞机的燃料是航空煤油，请写出航空煤油(以计)中碳元素质量分数的计算式_______。
25．航空煤油可由石油分馏制得，石油属于_______(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
26．下列关于的说法中错误的是_______(不定项)
A．属于化合物
B．中含有氢元素
C．中碳、氢元素的质量比是8:18
D．该物质由8个碳原子和18个氢原子构成
27．与燃烧等质量的乙烯(C2H4)相比，航空煤油(以C8H18计)完全燃烧产生的二氧化碳质量_______(填“大于”“小于”或“等于”)乙烯完全燃烧产生的二氧化碳质量。
28．航空煤油燃烧产生大量，某地建设了回收利用的循环设施(如图)。
(1)发生器1中发生反应的化学方程式为_______。氢气生成在发生器1的_______(填“正”或“负”)极。
(2)某同学用微观示意图(如图)表示发生器2中发生的化学反应，请将其补充完整_______。
(3)若循环设施中的物质均能全部转化，发生器1中参加反应的中氢元素质量(填写“大于”、“等于”或“小于”)_______发生器2生成的中氢元素的质量。
29．航空煤油是从石油中分离出来的液体燃料，为节约化石燃料，需寻找航空煤油的替代品。氨气是一种有刺激性气味的气体，它在氧气中完全燃烧生成氮气和水，科学家尝试利用该反应产生的能量为飞机提供动力，但是目前仍处于探索阶段。在航空领域，与航空煤油相比选择氨气作为燃料的不足之处是(请写出2条)_______。
《7.2化石能源的合理利用》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B B C D B D B A B
题号 11 12 13 14 15 16 17
答案 D A D D A C B
1．C 2．B 3．B 4．C 5．D
【解析】1．A、电解水制氢消耗的太阳能属于可再生能源，说法错误。不符合题意；
B、甲烷是天然气的主要成分，天然气属于化石燃料，但是甲烷不完全等同于化石燃料，如沼气的主要成分也是甲烷，沼气不属于化石燃料，不符合题意；
C、“绿氢”通过清洁能源制取，生产过程无二氧化碳排放，符合题意；
D、氢能属于可再生能源，不属于化石能源，不符合题意。
故选C；
2．从微观角度分析，氢气能被压缩的原因是氢分子之间存在间隔，受压后，分子之间的间隔变小，氢分子的体积、质量不变，氢分子仍然在不断运动。
故选B；
3．A、该反应的生成物是二氧化碳和氢气，不会导致酸雨的发生，不符合题意；
B、该反应生成了二氧化碳，二氧化碳含量过多会导致温室效应，符合题意；
C、该反应的生成物是二氧化碳和氢气，不会导致臭氧空洞，臭氧空洞是氟氯烃等导致的，不符合题意；
D、该反应的生成物是二氧化碳和氢气，不会导致雾霾的发生，雾霾是可吸入颗粒物等导致的，不符合题意。
故选B；
4．A、中镁元素显+2价，不符合题意；
B、中镁元素显+2价，设氢元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零， 可得：，x=-1，不符合题意；
C、由B的分析可知，氢化镁中氢元素显-1价，符合题意；
D、氢化镁中镁元素和氢元素的化合价之和为零，不符合题意。
故选C；
5．A、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意；
B、催化剂能改变化学反应速率，化学反应前后催化剂的质量和化学性质不变，不符合题意；
C、氢氧燃料电池将化学能直接转化为电能，实现了能量的高效利用，正确，不符合题意；
D、该反应中氢气和氧气的质量比为：4:32=1:8，符合题意。
故选D。
6．B
【详解】A、液氮的沸点较低，可以用于作制冷剂，该选项不符合题意。
B、氧气能支持燃烧，但本身不是燃料，而是助燃剂，该选项符合题意。
C、稀有气体的化学性质稳定，故稀有气体的发现晚于氧气、氮气等主要成分，该选项不符合题意。
D、减少化石燃料的使用，可以减少二氧化碳的排放，多植树造林，可以增加二氧化碳的吸收，该选项不符合题意。
故选B。
7．D
【详解】A、蜡烛不完全燃烧生成炭黑，因此将冷碟子放在蜡烛火焰上方，能收集炭黑，故选项能达到实验目的。
B、分别取样品加入硫酸铜溶液，若有气泡产生，则为过氧化氢溶液，若无气泡产生，则为水，故选项能达到实验目的。
C、将气体通过灼热的氧化铜，一氧化碳能与灼热的氧化铜反应生成铜和二氧化碳，能除去杂质且不引入新的杂质，符合除杂的原则，故选项能达到实验目的。
D、氢气和甲烷燃烧均生成水，在火焰上方罩干冷的烧杯都出现水珠，现象相同，不能鉴别，故选项不能达到实验目的。
故选D。
8．B
【详解】A、煤燃烧属于放热反应，因为所有的燃烧反应都放出热量，不符合题意；
B、煤属于化石燃料，短期内不能再生，属于不可再生能源，煤在地球上的蕴藏量是有限的，符合题意；
C、煤气是通过煤的干馏（隔绝空气加强热）得到的，该过程有新物质生成，属于化学变化，不符合题意；
D、石墨、金刚石都属于碳单质，但是煤的主要成分是碳，还含有其他物质，属于混合物，不符合题意。
故选B。
9．A
【详解】A、由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子，但由原子构成的物质，原子是保持其化学性质的最小粒子，该选项不正确；
B、天然气的主要成分为甲烷，甲烷燃烧放出热量，该选项正确；
C、镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体氧化镁，该选项正确；
D、由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应是分解反应，该选项正确。
故选A。
10．B
【详解】A、雕刻木版年画的过程中没有新物质生成，属于物理变化，故A选项不符合题意；
B、酿制糯米酒的过程中有新物质酒精生成，属于化学变化，故B选项符合题意；
C、剪裁丝绸布料的过程中没有新物质生成，属于物理变化，故C选项不符合题意；
D、石油分馏是利用石油当中各成分的沸点不同得到汽油，该过程中没有新物质生成，属于物理变化，故D选项不符合题意。
故选B。
11．D
【详解】A、海洋是地球上最大的储水库，其储水量约占全球总储水量的96.5%，说法正确，不符合题意；
B、可燃冰具有热值高，不产生残渣废气等优点，有望成为未来新能源，说法正确，不符合题意；
C、可利用海洋的潮汐能发电，说法正确，不符合题意；
D、海洋资源丰富，但不能随意开发，要合理开发，说法错误，符合题意。
故选：D。
12．A
【详解】A、甲烷是可燃性气体，为防止发生爆炸，点燃可燃性甲烷气体时，需验纯，故选项做法不正确；
B、在火灾逃生时用湿毛巾捂住口鼻，可以防止烟尘以及有害物质进入呼吸道，故选项做法正确；
C、在加油站张贴严禁烟火标志，是因为加油站的空气中弥漫着大量的可燃性气体，遇明火可能会发生爆炸，故选项做法正确；
D、天然气的密度比空气小，使用天然气作燃料，燃气泄漏报警器应安装在燃气灶上方，故选项做法正确。
故选A。
13．D
【详解】A、由图可知，a点对应碳元素化合价为-4价的氢化物，氢化物是由两种元素组成且其中一种元素为氢元素的化合物，则a中含有碳元素和氢元素，在化合物中氢元素常显+1价，根据在化合物中各元素化合价的代数和为零，则a的化学式为，是天然气的主要成分，天然气在短时间内不能从自然界中得到补充，属于不可再生能源，说法错误，不符合题意；
B、由图可知，b点对应碳元素化合价为0的单质，则b可以是金刚石、石墨等碳单质，说法错误，不符合题意；
C、由图可知，c、d分别对应碳元素化合价为+2价、+4价的氧化物，氧化物是由两种元素组成且其中一种元素为氧元素的化合物，则c、d中含有碳元素和氧元素，在化合物中氧元素常显-2价，根据在化合物中各元素化合价的代数和为零，则c、d的化学式分别是、，、的组成元素相同、化学性质不同，是因为它们的分子构成不同，一氧化碳由一氧化碳分子构成，二氧化碳由二氧化碳分子构成，由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子，所以二者化学性质不同，说法错误，不符合题意；
D、由图可知，e对应碳元素化合价为+4价的酸，则e为碳酸，由B、C选项分析可知，b为碳、c为一氧化碳、d为二氧化碳，碳在氧气中不充分燃烧生成一氧化碳，一氧化碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与水反应生成碳酸，以上反应均符合“多变一”的特点，属于化合反应，故的转化都可通过化合反应实现，说法正确，符合题意。
故选：D。
14．D 15．A
【解析】14．A、在中，钼元素的化合价为+6，氧元素的化合价为-2。根据化合物中各元素正、负化合价代数和为0，设铋元素的化合价为，可得，则铋元素的化合价为，错误。
B、由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素的化合物叫作氧化物，中含3种元素，错误。
C、该反应为水和二氧化碳在光照和的催化作用下生成甲醇和氧气，反应的化学方程式为，的化学式为，错误；
D、甲醇可以人工合成，属于可再生能源，正确。
故选D。
15．A、锂元素汉字名称中含有 “钅”字旁，属于金属元素，正确；
B、锂原子的原子序数为3，根据原子序数=质子数=核外电子数，其核外电子排布为2、1，最外层有1个电子，错误；
C、元素符号第2个字母应小写，锂的元素符号应为，错误；
D、锂电池供电是将化学能转化为电能，错误。
故选A。
16．C
【详解】A. 二氧化碳是空气的正常组成成分，虽会加剧温室效应，但不属于空气污染物，该选项错误。
B. 空气中氧气的体积分数约为21%，不是质量分数，该选项错误。
C. 乙醇属于可再生能源，使用乙醇汽油可减少石油资源消耗，且乙醇燃烧产物相对清洁，能减少空气污染，该选项正确。
D. 最早通过实验得出空气由氧气和氮气组成的科学家是拉瓦锡，道尔顿的主要贡献是提出原子论，该选项错误。
17．B
【详解】A、氧气不易溶于水，通入空气可增加水中氧气溶解，该选项劳动实践与所述的化学知识关联正确；
B、气体压缩是分子间隔变小，分子本身大小不变，该选项劳动实践与所述的化学知识关联错误；
C、天然气（主要成分甲烷）密度比空气小且可燃，报警器应安装在上方，该选项劳动实践与所述的化学知识关联正确；
D、木炭不充分燃烧生成一氧化碳，通风可防止中毒，该选项劳动实践与所述的化学知识关联正确。
故选：B。
18． 氮气/N2 钙/钙元素 不可再生
【详解】空气中含量最多的气体：氮气（N2）约占空气体积的78%，是含量最高的成分。氮气化学性质稳定，不易与其他物质反应，因此常用作保护气（如食品防腐）；
人体内含量最多的金属元素是钙元素；
石油和天然气属于化石燃料，形成需数百万年，消耗速度远快于自然生成速度，因此属于不可再生能源；
故填：氮气或者N2；钙；不可再生。
19．(1)CH4
(2)实验室制氧（或消毒）
(3)
【分析】B是广泛应用的清洁能源，由两种元素组成，为甲烷，A、B、C含有同种元素，A反应生成氧气，则A中含有氧元素，故A为过氧化氢，C为水，过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气；甲烷燃烧生成二氧化碳和水，D为二氧化碳，D、E所含元素种类相同，二氧化碳和一氧化碳可以相互转化，E为一氧化碳，二氧化碳和水生成碳酸，F为碳酸，带入转化关系，符合题意。
【详解】（1）由分析可知，B为甲烷，化学式为：CH4；
（2）A为过氧化氢，可用于实验室制氧气，医疗上常用其消毒；
（3）C、D生成F的反应为二氧化碳和水生成碳酸，化学方程式为：。
20．(1)A
(2)使氨水与充分接触，充分反应
(3)
(4)
【详解】（1）A、随手关灯可以减少电力消耗，从而降低发电过程中因燃烧化石燃料产生的二氧化碳排放，符合题意；
B、煤和汽油是目前全球能源结构中的重要组成部分，全面禁止会导致能源供应中断，影响工业、交通等领域的正常运行，虽然长期目标是减少化石燃料使用，但短期内全面禁止不现实，不符合题意；
C、火力发电主要依赖燃烧化石燃料，会直接产生大量二氧化碳排放，不符合题意；
D、纸张单面打印会浪费纸张资源，增加树木砍伐和造纸过程中的碳排放，不符合题意。
故选：A；
（2）工业上用氨水喷淋吸收废气中的，采用“喷淋”的原因是使氨水与充分接触，充分反应；
（3）化合反应符合“多变一”的特点，则反应①为与二氧化碳反应生成碳酸氢铵，化学方程式为；
（4）由流程图可知，既作为反应①的反应物，又作为反应②的生成物，则上述流程中，可循环利用的物质是。
21．(1)//
(2) 煤炭
(3) 沸点 成本低
【详解】（1）火箭燃料的成分有H2、CO、CH4、C2H5OH等。其中CO、CH4、C2H5OH为化合物，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，酒精燃烧生成二氧化碳和水，方程式分别为：、、；
（2）由题中信息“我国煤炭资源丰富，煤制氢成本低、技术成熟，虽然存在效率低、环境污染的问题，但短期内仍是中国氢气的主要来源”，故填：煤炭；
煤炭的主要成分是碳，碳与水蒸气在高温条件下反应生成氢气和一氧化碳，方程式为：；
（3）用石油制取航天煤油是利用了石油中各成分的沸点不同进行分离，用煤为原料制得的航天煤油具有动力强、成本低、原料足的优点。
22． A 煤或天然气等
【详解】A、化石能源包括煤、石油、天然气。石油属于化石能源。A符合题意；
B、酒精不属于化石能源，属于可再生能源。B不符合题意；
C、太阳能 不属于化石能源，属于可再生能源。C不符合题意。
综上所述：选择A。
D、化石能源包括煤、石油、天然气。故填：煤或天然气等。
23．(1)所用试剂少，节约药品（合理即可）
(2)；
(3)燃烧产物只有水，无污染（合理即可）
【详解】（1）微型实验的优点是：所用试剂少，节约药品，且产生的污染物少，比较环保；
（2）氢气与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和水，该反应的化学方程式为：；
（3）氢气作为燃料的优点是：燃烧产物只有水，无污染，热值高等。
24． 25．不可再生 26．CD 27．小于 28． 负 大于 29．氨气具有刺激性气味；氨气制取成本高（合理即可）
【详解】24．元素质量分数=；
25．石油属于化石燃料，为不可再生能源；
26．A.由不同元素组成，属于化合物，A正确；
B.化学式中含碳元素、氢元素，B正确；
C.碳氢质量比==，C错误；
D.是宏观物质，由分子构成，1个分子由8个碳原子、18个氢原子构成，混淆物质和分子的概念，D错误；
27．等质量可燃物，碳元素质量分数越高，生成越多。 碳质量分数为；碳质量分数为； 碳元素质量分数小，生成的少；
28．
发生器1是电解水，电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气；
观察微观示意图，发生器2中的反应为：生成物方框中，再画上两个水分子即可；
发生器1电解水得到的氢气，一部分在发生器2中生成甲烷，另一部分生成水，所以水中氢元素总质量大于甲烷中氢元素质量；
29．氨气具有刺激性气味；氨气为气体，储存运输不方便；氨气制取成本高（任选两条）

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