(通用版)2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 選考“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”保分練(含解析).doc
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選考“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”保分練 1.(2019呼和浩特模擬)鉑(Pt)可以和很多化合物形成配合物,生產(chǎn)生活中有重要的用途。 (1)鉑和氨水可以形成配合物,可用于提取鉑。氨水中各元素的第一電離能由大到小的順序是____________。 (2)二氯二吡啶合鉑是由Pt2+、Cl-和吡啶結(jié)合形成的鉑配合物,有順式和反式兩種同分異構(gòu)體,科學(xué)研究表明,反式分子和順式分子一樣具有抗癌活性。 ①Cl-的核外電子排布式為____________。 ②吡啶分子是大體積平面配體,其結(jié)構(gòu)簡式為,吡啶分子中氮原子的軌道雜化方式是__________,分子中的大π鍵可用符號Π表示,其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表參與形成大π鍵的電子數(shù),則吡啶中的大π鍵應(yīng)表示為________;1 mol吡啶中含有σ鍵的數(shù)目為_______。 ③二氯二吡啶合鉑分子中存在的微粒間作用力有________(填標號)。 a.離子健 b.配位鍵 c.金屬鍵 d.非極性鍵 e.氫鍵 f.極性鍵 ④二氯二吡啶合鉑分子中,Pt2+的配位數(shù)是4,但是其軌道雜化方式并不是sp3,簡述理由______________________________________________________________。 ⑤反式二氯二吡啶合鉑分子結(jié)構(gòu)如圖1所示,該分子是________________分子(填“極性”或“非極性”)。 (3)富勒烯C60能夠與Pt結(jié)合形成一系列絡(luò)合物。富勒烯(C60)的結(jié)構(gòu)如圖2所示,C60屬于________晶體;C60分子中五元環(huán)與六元環(huán)的數(shù)目比為__________。(已知簡單多面體的頂點數(shù)V、棱數(shù)E及面數(shù)F間有如下關(guān)系:V-E+F=2) (4)金屬鉑立方晶胞的二維投影圖如圖3所示。若金屬鉑的密度為d gcm-3,則晶胞參數(shù)a=__________nm(列出計算式即可)。 解析:(1)氨水中的元素有H、N、O,H的非金屬性最弱,H的第一電離能最??;O的價電子排布為2s22p4,N的價電子排布為2s22p3,N的2p處于半充滿狀態(tài)較穩(wěn)定,第一電離能:N>O;第一電離能:N>O>H。(2)①Cl-的核外電子排布式為1s22s22p63s23p6。②由吡啶的結(jié)構(gòu)簡式可以看出,N原子形成2個σ鍵,N上還有1對孤電子對,吡啶分子中氮原子的雜化方式是sp2雜化。吡啶分子中5個碳原子也采取sp2雜化,每個C原子未參與雜化的2p軌道上的1個電子和N原子的未參與雜化的2p軌道上的1個電子形成大π鍵,參與形成大π鍵的原子數(shù)為6、電子數(shù)為6,吡啶中的大π鍵表示為Π。1個吡啶分子中含4個碳碳σ鍵、2個碳氮σ鍵和5個碳氫σ鍵,共11個σ鍵,1 mol吡啶中含有σ鍵的數(shù)目為11NA。③二氯二吡啶合鉑是由Pt2+、Cl-和吡啶結(jié)合形成的鉑配合物,Pt2+與Cl-、吡啶分子間為配位鍵,吡啶分子中存在碳碳非極性鍵、碳氫極性鍵、碳氮極性鍵。④根據(jù)題意,二氯二吡啶合鉑有順式和反式兩種同分異構(gòu)體;若Pt2+以sp3雜化軌道進行配位,則二氯二吡啶合鉑為四面體結(jié)構(gòu),不存在順反異構(gòu)體,所以Pt2+的軌道雜化方式不是sp3。⑤反式二氯二吡啶合鉑的結(jié)構(gòu)對稱,正電中心和負電中心重合,反式二氯二吡啶合鉑為非極性分子。(3)C60由分子構(gòu)成,C60屬于分子晶體。設(shè)C60中五元環(huán)、六元環(huán)的個數(shù)依次為x、y,根據(jù)富勒烯的結(jié)構(gòu),每個碳原子被3個五元環(huán)或六元環(huán)共用,每個碳碳鍵被2個五元環(huán)或六元環(huán)共用,則頂點數(shù)V=60=(①式),棱數(shù)E為,面數(shù)F為x+y,根據(jù)關(guān)系式V-E+F=2列式:60-+x+y=2(②式),聯(lián)立①式和②式,解得x=12,y=20,五元環(huán)與六元環(huán)的數(shù)目比為12∶20=3∶5。(4)根據(jù)金屬鉑立方晶胞的二維投影圖可知,鉑的晶胞為面心立方最密堆積(如圖),用“均攤法”,該晶胞中含Pt:8+6=4,1 mol晶體的體積為= cm3;1個晶胞的體積為4= cm3,晶胞參數(shù)a= cm= 107 nm= nm。 答案:(1)N>O>H (2)①1s22s22p63s23p6(或[Ne]3s23p6)?、趕p2 Π 11NA ③bdf?、苋鬚t2+以sp3雜化軌道進行配位,則二氯二吡啶合鉑為四面體結(jié)構(gòu),不存在順反異構(gòu)體(二氯二吡啶合鉑分子存在順反兩種構(gòu)型,若為sp3雜化則不存在順反異構(gòu)) ⑤非極性 (3)分子 3∶5 (4) 107或 2.(2019龍巖質(zhì)檢)磷和砷的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?;卮鹣铝袉栴}: (1)基態(tài)As原子的核外電子排布式為[Ar]____________;As原子的逐級電離能(kJmol-1)數(shù)據(jù)如表: 第一電離能 第二電離能 第三電離能 第四電離能 第五電離能 第六電離能 947.0 1 798 2 735 4 837 6 043 12 310 第五電離能與第六電離能相差顯著的原因:__________________________________。 (2)紅磷是巨型共價分子,無定型結(jié)構(gòu)。能證明紅磷是非晶體的最可靠方法是__________。 A.質(zhì)譜 B.原子發(fā)射光譜 C.核磁共振譜 D.X射線衍射 (3)黑磷是新型二維半導(dǎo)體材料,具有類似石墨一樣的片層結(jié)構(gòu)(如圖1),層與層之間以____________結(jié)合。從結(jié)構(gòu)上看,單層磷烯導(dǎo)電性優(yōu)于石墨烯的原因是__________________________________________________。 (4)白磷(P4)分子是正四面體結(jié)構(gòu),3.1 g白磷中σ鍵的數(shù)目為________;白磷(P4)易溶于二硫化碳,難溶于水,其原因是___________________________________________。 (5)GaAs的熔點為1 238 ℃,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示。該晶體的類型為___________,Ga原子的雜化方式為________________________________________,每個As原子周圍最近的As原子數(shù)目為____________。已知GaAs的密度為d gcm-3,摩爾質(zhì)量為M gmol-1,則晶胞中最近的As和Ga原子核間距為______________nm(阿伏加德羅常數(shù)值用NA表示,列出算式即可)。 解析:(1)As為第四周期第ⅤA族元素,基態(tài)As原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p3;As原子最外層有五個電子,失去的第六個電子來自全滿的次外層,所需能量較高,使得As原子的第五電離能與第六電離能相差顯著。(2)紅磷是巨型共價分子,無定型結(jié)構(gòu)。能證明紅磷是非晶體的最可靠方法是X射線衍射實驗。(3)黑磷是新型二維半導(dǎo)體材料,具有類似石墨一樣的片層結(jié)構(gòu)(如圖),層與層之間以范德華力結(jié)合。石墨烯同層碳原子中,1個碳原子和周圍3個碳原子結(jié)合后,還剩1個價電子,單層磷烯同層磷原子中,1個磷原子和周圍3個磷原子結(jié)合后,還剩2個價電子,因此單層磷烯導(dǎo)電性優(yōu)于石墨烯。(4)白磷(P4)分子是正四面體結(jié)構(gòu),1個白磷分子中含有6個P—P鍵,3.1 g白磷的物質(zhì)的量為=0.025 mol,σ鍵的數(shù)目為0.0256NA=0.15NA;二硫化碳和白磷都是非極性分子,水是極性分子,由相似相溶原理可知,白磷易溶于二硫化碳,難溶于水。(5)GaAs的熔點為1 238℃,熔點較高,屬于原子晶體。根據(jù)結(jié)構(gòu)圖,Ga原子與周圍的4個As原子相連接,雜化方式為sp3,As原子位于立方體的頂點和面心,每個As原子周圍最近的As原子數(shù)目為12個。每個晶胞中含有4個Ga原子和8+6=4個As原子,則晶胞的邊長= = cm= 107 nm,晶胞中最近的As和Ga原子核間距為晶胞體對角線長度的=107 nm= 107 nm。 答案:(1)3d104s24p3 As原子最外層有五個電子,失去的第六個電子來自全滿的次外層,所需能量較高 (2)D (3)范德華力 石墨烯同層碳原子中,1個碳原子和周圍3個碳原子結(jié)合后,還剩1個價電子,單層磷烯同層磷原子中,1個磷原子和周圍3個磷原子結(jié)合后,還剩2個價電子 (4)0.15NA 二硫化碳和白磷都是非極性分子,水是極性分子,由相似相溶原理可知,白磷易溶于二硫化碳,難溶于水 (5)原子晶體 sp3 12 107 3.(2019濟寧模擬)由P、S、Cl、Ni等元素組成的新型材料有著廣泛的用途,回答下列問題。 (1)基態(tài)Cl原子核外電子排布式為____________________,P、S、Cl的第一電離能由大到小順序為________。 (2)SCl2分子中的中心原子雜化軌道類型是________,該分子構(gòu)型為________。 (3)Ni與CO能形成配合物Ni(CO)4,該分子中σ鍵與π鍵個數(shù)比為________。 (4)已知MgO與NiO的晶體結(jié)構(gòu)(如圖1所示)相同,其中Mg2+和Ni2+的離子半徑為66 pm和69 pm。則熔點:MgO________NiO(填“>”“<”或“=”),理由是__________________________________________。 (5)若NiO晶胞中離子坐標參數(shù)A為(0,0,0),B為(1,1,0),則C離子坐標參數(shù)為________。 (6)一定溫度下,NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層”,可以認為O2-作密置單層排列,Ni2+填充其中(如圖2所示),已知O2-的半徑為a m,每平方米面積上分散的該晶體的質(zhì)量為________g(用a、NA表示)。 解析:(1)基態(tài)Cl原子的電子排布式為1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5,同周期元素第一電離能從左到右呈增大的趨勢,第一電離能排序時,P元素電子排布有半充滿結(jié)構(gòu),第一電離能較高,高于S元素而低于Cl元素,所以第一電離能:Cl>P>S。(2)SCl2 中S原子價層電子對數(shù)=2+(6-12)=4,采取sp3雜化方式,含兩對孤對電子,所以該分子構(gòu)型為V形。(3)Ni與CO能形成配合物Ni(CO)4,CO中含有1個σ鍵,2個π鍵,配位鍵也屬于共價鍵,也為σ鍵,該分子中σ鍵個數(shù)為14+4=8,π鍵個數(shù)為24=8,故σ鍵與π鍵個數(shù)比為1∶1。(4)晶體結(jié)構(gòu)相同時,離子半徑越小,離子鍵強度越大,Mg2+半徑比Ni2+小,MgO的晶格能比NiO大,熔點:MgO>NiO。(5)題中已經(jīng)給出了坐標系的三個方向示意圖,晶胞是邊長為1的正方體,C離子坐標是。(6)圖中的單分子層可以如圖畫出一維重復(fù)單元。 重復(fù)單元呈平行四邊形,是相鄰四個O原子球中心的連線,每個重復(fù)單元包含1個O原子和1個Ni原子,NiO相對分子質(zhì)量為75。重復(fù)單元所占的平行四邊形面積:S=2a ma m=2a2 m2,則1平方米上該晶體質(zhì)量為75 g。 答案:(1)1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5) Cl>P>S (2)sp3 V形 (3)1∶1 (4)> Mg2+半徑比Ni2+小,MgO的晶格能比NiO大 (5) (6)或 4.(2019濰坊模擬)Cu、Fe、Se、Co、S、P等元素常用于化工材料的合成。請回答下列問題: (1)Fe3+最外層電子排布式為_______________,其核外共有__________種不同運動狀態(tài)的電子。Fe3+比Fe2+更穩(wěn)定的原因是_________________________________________。 (2)硒為第四周期元素,相鄰的元素有砷和溴,則三種元素的電負性從大到小的順序為____________________(用元素符號表示),SeO2分子的空間構(gòu)型為________________________________________________________________________。 (3)P4S3可用于制造火柴,其分子結(jié)構(gòu)如圖1所示。P4S3分子中硫原子的雜化軌道類型為__________,每個P4S3分子中含孤電子對的數(shù)目為______________。 (4)銅的某種氧化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示,若該晶胞的邊長為a cm,則該氧化物的密度為________gcm-3。(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA) 解析:(1)Fe原子核電荷數(shù)為26,電子排布式[Ar]3d64s2,F(xiàn)e3+最外層電子排布式為3s23p63d5;其核外共有23種不同運動狀態(tài)的電子;Fe3+比Fe2+更穩(wěn)定的原因是Fe3+的電子排布為[Ar]3d5,3d軌道為半充滿狀態(tài),比Fe2+的電子排布[Ar]3d6更穩(wěn)定。(2)同一周期元素,從左到右,電負性增大,所以三種元素的電負性從大到小的順序為Br>Se>As;因為SeO2中Se中心原子有兩對孤電子對,所以它是V形結(jié)構(gòu)。(3)從P4S3分子的結(jié)構(gòu)可以看出,S原子形成兩個鍵,考慮到S原子本身價層含有兩對孤電子對,成鍵是3p中的單電子成鍵,因此雜化軌道為不等性的sp3雜化;1個P4S3分子中含有4個P和3個S,一個P含有1對孤電子對,1個S含有2對孤電子對,則每個P4S3分子含有的孤電子對數(shù)為41+23=10。(4)根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知,含有銅原子個數(shù)為4,氧原子個數(shù)為8+1=2,所以該晶胞含有2個Cu2O,該晶胞的邊長為a cm,則晶胞的體積為a3 cm3,設(shè)晶體的密度為ρ gcm-3,晶胞中含有Cu2O的質(zhì)量為 g= g,所以a3=,所以ρ= gcm-3。 答案:(1)3s23p63d5 23 Fe3+的電子排布為[Ar]3d5,3d軌道為半充滿狀態(tài),比Fe2+的電子排布[Ar]3d6更穩(wěn)定 (2)Br>Se>As V形 (3)sp3 10 (4) 5.法醫(yī)常用馬氏試砷法檢驗是否砒霜(As2O3)中毒,涉及的反應(yīng)如下: Ⅰ.6Zn+As2O3+12HCl===6ZnCl2+2AsH3(砷烷)↑+3H2O; Ⅱ.2AsH3===2As(黑色砷鏡)+3H2。 (1)寫出砷的基態(tài)原子價電子排布圖_____________________________________。 (2)砷烷的空間結(jié)構(gòu)為____________;砷烷中心原子雜化方式為____________。 (3)砷烷同族同系列物質(zhì)相關(guān)性質(zhì)如表所示: NH3 PH3 AsH3 SbH3 熔點/℃ -77.8 -133.5 -116.3 -88 沸點/℃ -34.5 -87.5 -62.4 -18.4 從PH3→AsH3→SbH3熔沸點依次升高的原因是______________________________; NH3分子例外的原因是_______________________________________。 (4)第一電離能數(shù)據(jù)I(As)>I(Se),可能的原因是_______________________________。 (5)砷與銦(In)形成的化合物(X)具有優(yōu)良的光電性能,廣泛應(yīng)用于光纖通信用激光器,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,則其化學(xué)式為________;晶胞邊長a=666.67 pm,則其密度為____________ gcm-3(邊長a可用 近似計算,設(shè)NA=6.01023 mol-1)。 解析:(1)砷為33號元素,位于第ⅤA族,基態(tài)原子價電子排布圖為。(2)砷烷的結(jié)構(gòu)與氨氣類似,空間結(jié)構(gòu)為三角錐形;砷烷中心原子為sp3雜化。(3)對于分子組成結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)來說 ,相對分子質(zhì)量越大,物質(zhì)的熔沸點越高,因此PH3→AsH3→SbH3熔沸點依次升高;由于NH3可以形成分子間氫鍵,導(dǎo)致NH3分子的熔沸點反常。(4)As的價電子排布為4s24p3,為半充滿結(jié)構(gòu),較穩(wěn)定,所以第一電離能數(shù)據(jù)比Se還大。(5)砷與銦(In)形成的化合物(X)的晶胞中含有As原子數(shù)=4,含有In原子數(shù)=8+6=4,化學(xué)式為InAs; 1 mol InAs中含有 mol晶胞,因此密度= =4.275 gcm-3。 答案:(1) (2)三角錐形 sp3 (3)對于分子組成結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)來說,隨相對分子質(zhì)量增加,分子間作用力增大,故熔沸點升高 NH3可以形成分子間氫鍵 (4)As的價電子排布為4s24p3,為半充滿結(jié)構(gòu),較穩(wěn)定,所以第一電離能數(shù)據(jù)比Se還大 (5)InAs 4.275 6.鈾是原子反應(yīng)堆的原料,常見鈾的化合物有UF4、UO2及(NH4)4[UO2(CO3)3]等?;卮鹣铝袉栴}: (1)UF4用Mg或Ca還原可得金屬鈾。金屬鈾的一種堆積方式為體心立方堆積,該堆積方式的空間利用率為_______;基態(tài)鈣原子核外電子排布式為__________;熔點MgO(2 852 ℃)高于CaO(2 614 ℃),其原因是_________________________________。 (2)2UO2+5NH4HF22UF4NH4F+3NH3↑+4H2O↑。NH4HF2中所含作用力有______(填字母)。 a.氫鍵 b.配位鍵 c.共價鍵 d.離子鍵 e.金屬鍵 (3)已知:3(NH4)4[UO2(CO3)3]3UO2+10NH3↑+9CO2↑+N2↑+9H2O↑。 ①NH的空間構(gòu)型為________,與NH互為等電子體的分子或離子有____________(寫兩種)。 ②CO中碳原子雜化軌道類型為________。 ③分解產(chǎn)物中屬于非極性分子的是________(填字母)。 a.NH3 b.CO2 c.N2 d.H2O (4)UO2的晶胞結(jié)構(gòu)及晶胞參數(shù)如圖所示: ①晶胞中U的配位數(shù)為________。 ②UO2的密度為____________________________________________________gcm-3 (列出計算式即可,用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。 解析:(1)根據(jù)不同堆積方式的空間利用率可知,體心立方堆積空間利用率為68%;Ca是20號元素,原子核外電子數(shù)為20,則基態(tài)鈣原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2;CaO和MgO都是離子晶體,且離子的電荷數(shù)相等,但鎂離子的半徑比鈣離子的半徑小,鎂離子對氧離子的作用比鈣離子強,因此氧化鎂的晶格更加牢固,晶格能更大,故MgO晶體的熔點高于CaO。(2)NH4HF2中NH與HF之間為離子鍵,N—H為(極性)共價鍵、配位鍵,HF的結(jié)構(gòu)式為[F—H…F]-,含有(極性)共價鍵和氫鍵。(3)①NH中價層電子對個數(shù)是4且不含孤電子對,為sp3雜化,四個N—H鍵的鍵能、鍵長及鍵角均相同,空間構(gòu)型為正四面體;原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的粒子互稱為等電子體,NH共有5個原子、8個價電子,與其互為等電子體的分子或離子有:CH4、BH、BeH、AlH、SiH4及GeH4等。②CO中σ鍵個數(shù)=配原子個數(shù)=3,且不含孤電子對,所以C原子采用sp2雜化。③NH3為極性鍵構(gòu)成的三角錐形分子,結(jié)構(gòu)不對稱,是極性分子;CO2呈直線形,結(jié)構(gòu)對稱,是非極性分子;N2為非極性鍵組成的雙原子分子,結(jié)構(gòu)對稱,是非極性分子;H2O為極性鍵構(gòu)成的V形分子,是極性分子。(4)①晶胞不是孤立的,在UO2晶胞中每個U4+連接4個氧離子,但在下面一個晶胞中又連接4個氧離子,所以其配位數(shù)為8。②用均攤法可求得平均每個晶胞中U4+個數(shù)為8+6=4,O2-個數(shù)為8,晶胞質(zhì)量為m= g= g,晶胞體積為V=a3=(5.45510-10m)3=(5.45510-8cm)3,則UO2的密度為ρ== gcm-3。 答案:(1)68% 1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2 CaO和MgO均為離子晶體,MgO的晶格能大于CaO,故MgO晶體的熔點高 (2)abcd (3)①正四面體 CH4、BH、BeH、AlH、SiH4及GeH4等(任寫兩種)?、趕p2?、踒c (4)①8?、? 7.B、N、Co均為新型材料的重要組成元素。請回答下列問題: (1)基態(tài)Co原子核外電子占據(jù)________種不同的能級,其中有________個未成對電子。 (2)Co能形成[Co(CNO)6]3-。 ①1 mol該離子中含有σ鍵的數(shù)目為___________________________________________。 ②與CNO-互為等電子體的分子為________(填化學(xué)式,任寫一種)。 ③C、N、O三種基態(tài)原子的第一電離能由大到小的順序為____________(用元素符號表示)。 ④相同壓強下,CO晶體的熔點高于N2晶體的原因為 ________________________________________________________________________。 (3)多硼酸根的結(jié)構(gòu)之一為鏈狀(如圖1),化學(xué)式為________,其中B原子的雜化形式為________。 (4)BN晶體有多種結(jié)構(gòu),其中立方氮化硼具有金剛石型結(jié)構(gòu)(如圖2)。 ①晶體的最小環(huán)中含有________個B原子。 ②若晶胞參數(shù)為a nm,晶胞密度為ρ gcm-3,則阿伏加德羅常數(shù)的值可表示為________。 解析:(1)基態(tài)Co原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2,原子核外電子占據(jù)1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s共7種不同的能級,其中有3個未成對電子。(2)①1 mol 該離子中含有σ鍵的數(shù)目為366.021023=186.021023。②與CNO-互為等電子體的分子為CO2和CS2或N2O等。③同一周期從左到右第一電離能逐漸增大,N中2p軌道電子處于半充滿狀態(tài),第一電離能變大,C、N、O三種基態(tài)原子的第一電離能由大到小的順序為N>O>C。④相同壓強下,CO晶體的熔點高于N2晶體的原因:CO為極性分子,N2為非極性分子,CO分子間的范德華力更大。(3)多硼酸根化學(xué)式為BO或(BO2),其中B原子形成2個σ鍵,最外層3個電子,又得一個,共4個價電子,形成σ鍵用去2個,有一個孤電子對,雜化形式為sp2。(4)①晶體的最小環(huán)中含有3個B原子,3個N原子,形成6元環(huán);立方氮化硼中,晶胞邊長為a10-7 cm,晶胞體積V=(a10-7 cm)3,該晶胞中N原子個數(shù)=8+6=4,B原子個數(shù)為4,立方氮化硼的密度ρ== gcm-3,NA=。 答案:(1)7 3 (2)①18NA(或186.021023等合理答案即可)?、贑O2(或CS2、N2O等合理答案)?、跱>O>C?、蹸O為極性分子,N2為非極性分子,CO分子間的范德華力更大 (3)BO[或(BO2)] sp2 (4)①3?、?- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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