2022年高三化学一轮复习化学平衡常数化学反应进行的方向考点全归纳 .docx

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1、精品_精品资料_化学平稳常数、化学反应进行的方向 考纲要求 1. 懂得化学平稳常数的定义并能进行简洁运算.2. 明白化学反应的方向与化学反应的焓变与熵变的关系. 3. 把握化学反应在肯定条件下能否自发进行的判定依据,能够利用化学反应的焓变和熵变判定化学反应的方向.考点一化学平稳常数1. 概念在肯定温度下,当一个可逆反应达到化学平稳时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,用符号K 表示.2. 表达式对于反应 mAgnBgpCg qDg ,K 固体和纯液体的浓度视为常数,通常不计入平稳常数表达式中 .3意义(1) K 值越大,反应物的转化率越大,正反应进行的程度越大.(2) K 只

2、受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关.(3) 化学平稳常数是指某一详细反应的平稳常数.深度摸索1. 对于给定反应,正逆反应的化学平稳常数一样吗？是什么关系？ 答案 正逆反应的化学平稳常数不一样,互为倒数关系.2. 化学平稳常数只受温度的影响,温度上升,化学平稳常数是增大仍是削减？ 答案 温度上升化学平稳常数的变化要视反应而定,如正反应是吸热反应,就温度上升 K 值增大,反之就减小.3对于一个可逆反应,化学计量数扩大或缩小,化学平稳常数表达式是否转变？ 是什么关系？转化率是否相同？试举例说明.答案 对于一个可逆反应,化学计量数不一样,化学平稳常数表达式也就不一样, 但对应物质的转化率相同.

3、例如：(1) aAg bBgcCgK1(2) naAg nbBgncCgK2 K或 K1无论1 仍是2 ,A或 B的转化率是相同的.题组一化学平稳常数及其影响因素可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1温度为 t时,在体积为10 L 的真空容器中通入 1.00 mol氢气和 1.00 mol 碘蒸气, 20 min 后,反应达到平稳,此时测得碘蒸气的浓度为0.020 mol L 1.涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示： H2g I2g2HIg 2H2g 2I2g4HIg下列说法正确的是A反应速率用 HI 表示时, vHI 0.008 mol L1 min1 B两个化学方程式的意

4、义相同,但其平稳常数表达式不同,不过运算所得数值相同C氢气在两个反应方程式中的转化率不同 D其次个反应中,增大压强平稳向生成HI 的方向移动答案 A解析H2g I2g2HIg初始浓度mol L1平稳浓度0.1000.1000mol L10.0200.0200.160转化浓度mol L10.0800.0800.160所以, vHI 0.160 mol L 120 min 0.008 mol L 1 min1,A 正确. K 64,而 K K6424 096 ,应选项 B 错.两个化学方程式表示的是一个反应,反应达到平稳时,氢气的浓度相同,故其转化率相同,C 错.两个反应相同,只是表达形式不同,压

5、强的转变对平稳的移动没有影响,D错.2 已 知 反 应 ： COg CuOsCO2g Cus 和 反 应 ： H2g CuOsCus H2Og在相同的某温度下的平稳常数分别为K1 和 K2,该温度下反应： COg H2OgCO2g H2g 的平稳常数为K.就以下说法正确的 是A. 反应的平稳常数 K1B. 反应的平稳常数 KC. 对于反应,恒容时,温度上升, H2浓度减小,就该反应的焓变为正值D对于反应,恒温恒容下,增大压强,H2浓度肯定减小答案 B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解析 在书写平稳常数表达式时,纯固体不能表示在平稳常数表达式中,A 错误. 由于反应反应反应,因此

6、平稳常数K, B 正确.反应中,温度上升, H2 浓度减小,就平稳左移,即逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,因此 H0,请回答以下问题：(1) 在某温度下,反应物的起始浓度分别为cM 1 mol L 1 , cN 2.4mol L 1.达到平稳后, M的转化率为 60%,此时 N的转化率为.(2) 如反应温度上升, M的转化率填“增大”、“减小”或“不变” .(3) 如反应温度不变,反应物的起始浓度分别为cM 4 mol L 1, cN a mol L 1.达到平稳后, cP 2 mol L1,a.(4) 如反应温度不变,反应物的起始浓度为cM cN b mol L1,达到平稳后, M的转化

7、率为.答案125%2 增大36441%解析始111Mg态Ng2.4Pg Qg mol L00变化量 molL 11 60%1 60% 因此 N的转化率为 100%25%.(2) 由于该反应的 H0,即该反应为吸热反应,因此上升温度,平稳右移,M的转化率增大.(3) 依据1 可求出各平稳浓度：cM 0.4 mol L1 cN 1.8 mol L1 cP 0.6 mol L1 cQ 0.6 mol L1 因此化学平稳常数 K由于温度不变,因此 K 不变,达到平稳后cP 2 mol L1cQ 2 mol L1 cM 2 mol L1cN a 2mol L1 K解得 a6.(4) 设 M的转化率为 x

8、,就达到平稳后各物质的平稳浓度分别为cM b1 xmol L1cN b1 xmol L1cP bx mol L1 cQ bx mol L 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_K解得 x41%.4. 在体积为1 L的密闭容器中,进行如下化学反应：CO2g H2gCOg H2Og,化学平稳常数 K 与温度 T 的关系如下表：T/ 7008008501 0001 200K0.60.91.01.72.6回答以下问题：(1) 上升温度,化学平稳向填“正反应”或“逆反应” 方向移动.(2) 能判定该反应达到化学平稳状态的依据是 .AcCO2 cCOBK 不变C容器中的压强不变Dv 正H2 v

9、 正CO2 EcH2 保持不变(3) 如某温度下,平稳浓度符合以下关系：cCO2cH2 cCO cH2O,此时的温度为.在此温度下,如该容器中含有1 mol C O2、1.2 mol H2 、0.75 mol CO 、1.5 mol H2O ,就此时反应所处的状态为填“向正反应方向进行中”、“向逆反应方向进行中”或“平稳状态” .答案 1 正反应2E3850 向正反应方向进行中解析 1 由表格数据可得,随着温度上升,平稳常数增大,说明化学平稳向正反应方向移动. 2A 项,达到平稳时 cCO2不肯定等于 cCO,反之相等时也不肯定处于平稳状态. B 项,温度不变 K 不变,不正确. C 项,此反

10、应不论是否平稳, 压强均不转变,故不正确. D项, v 正CO2与 v 正H2 表示的反应方向一样,故不能判定是否达到平稳. E 项,达到平稳时,各种反应物、生成物的浓度保持不变.3 由 cCO2cH2 cCO cH2O , 就 运算 出 K 1.0 , 即 此时 温 度为850 ,此温度下 0.941.0 ,故反应向正反应方向进行中.借助平稳常数可以判定一个化可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学反应是否达到化学平稳状态对于可逆反应aAg bBgcCg dDg ,在肯定温度下的任意时刻,反应物与生成物浓度有如下关系：Qc,称为浓度商.Qc考点二有关化学平稳的运算【思路梳理】1.

11、分析三个量：即起始量、变化量、平稳量.2. 明确三个关系：(1) 对于同一反应物,起始量变化量平稳量.(2) 对于同一生成物,起始量变化量平稳量.(3) 各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比.3. 运算方法：三段式法化学平稳运算模式：对以下反应： mAg nBgpCg qDg ,令 A、B 起始物质的量 mol 分别为 a、b,达到平稳后, A 的消耗量为 mx,容器容积为 V L.mAg nBgpCg qDg起始molab00变化molmxnxpxqx平稳mola mxb nxpxqx就有： 1K 2c 平A mol L1 .3 A 平 100%, A B .4 A 100%.5 .6

12、混 g L1 .7 g mol 1 .题组一有关转化率、反应速率等的基本运算1. 在 100 时,把 0.5 mo l N2O4 通入体积为 5 L 的真空密闭容器中,立刻显现红棕色.反应进行到 2 s 时, NO2的浓度为 0.02 mol L1.在 60 s 时,体系已达 平 衡 , 此 时 容 器 内 压 强 为 开 始 时 的1.6倍 . 下 列 说 法 正 确 的是A. 前 2 s 以 N2O4的浓度变化表示的反应速率为 0.01 mol L 1 s 1B. 在 2 s 时体系内的压强为开头时的 1.1 倍可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_C. 在平稳时体系内含 N2O

13、4 0.25 molD. 平稳时, N2O4的转化率为 40%答案 B解析 N2O4和 NO2之间存在如下转化关系：N2O4g2NO2g起始mol0.50反应mol0.050.02 52s 时mol0.5 0.050.02 5vN2O4 0.005 mol L 1 s 1气体总的物质的量为05 mol 0.05 mol 0.02 mol L15 L 0.55 mol2 s 时的压强与开头时压强之比为 p2sp 始 0.55 0.5 1.1 1.60 s 达到平稳时,设有 x mol N2O4 反应.就有N2O4g2NO2g起始mol0.50反应molx2x平稳mol0.5x2x平稳时,气体总的

14、物质的量为0.5 mol x mol 2x mol 0.5 xmol ,所以有1.6 ,解得 x0.3 .平稳体系中含 0.2 mol N2O4 , N2O4的转化率为 100 %60%.2. 某温度下, H2g CO2gH2Og COg的平稳常数K 9/4 ,该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2g 和 CO2g,其起始浓度如表所示：起始浓度甲乙丙cH2/mol L10.0100.0200.020cCO2/mol L10.0100.0100.020下列判断不正确的是A. 平稳时,乙中 CO2的转化率大于 60%B. 平稳时,甲中和丙中 H2 的转化率均是 60% C平稳时,丙中 c

15、CO2是甲中的 2 倍,是 0.012 mo l L 1 D反应开头时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢答案C解析甲：H2g CO2gH2Og COg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_起10.010始0.010量0/mol L0变1x化量xx/mol Lx平稳量/mol L1 Kx2/0.010 x2 9/40.010 x0.010 xxx解得 x0.006 0 mol L 1cH2 0.010 xcCO2 0.004 0 mol L1 cH2OcCO0.006 0 mol L 1 H2 0.006 0 mol L1/0.010 mol L 1 100%60%,又因乙组中

16、H2 的起始浓度大于甲组的,故乙组中的反应相当于在甲组平稳的基础上再加入 0.010mol L 1 的 H2,使平稳又连续正向移动,导致乙中 CO2的转化率大于 60%,因此A 项正确.丙可看作是 2 个甲合并而成的,又因 H2g CO2g H2Og COg 是平稳不受压强影响的反应,故丙组达到平稳时,物质的转化率不变,仅各物质的浓度是甲组达到平稳时各物质浓度的2 倍,所以 B 项正确, C 项错误.由于甲、乙、丙组中,丙中各物质的浓度最大,甲中各物质的浓度最小,所以丙反应速率最快,甲反应速率最慢,故 D项正确.题组二综合应用3. 煤化工中常需讨论不同温度下平稳常数、投料比及产率等问题.已知

17、COgH2OgH2g CO2g的平稳常数随温度的变化如下表：温度/ 4005008301 000平稳常数 K10910.6可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_试回答以下问题：(1) 上述反应的正反应是 反应 填“放热”或“吸热” .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(2) 某温度下,上述反应达到平稳后,保持容器体积不变上升温度,正反应速率 填 “ 增大 ” 、 “ 减 小” 或 “ 不 变” , 容 器内 混合 气体 的 压强 填“增大”、“减小”或“不变” .(3) 830时,在恒容反应器中发生上述反应,按下表中的物质的量投入反应混合物,其中向正反应方向进行的有选填

18、字母 投料ABCDnCO2/mol3101nH2/mol2101nCO/mol1230.5nH2O/mol5232可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(4) 在 830 时,在 2 L 的密闭容器中加入 4 mol COg 和 6 mol H2Og 达到平稳时, CO的转化率是.答案1 放热 2 增大 增大 3BC460%解析 1 由表格可知,升温,化学平稳常数减小,故正反应为放热反应.(2) 上升温度,正、逆反应速率均增大.容器体积不变的情形下,上升温度,就容器内混合气体的压强增大.(3) 830时,化学平稳常数为 1,即如 nCO2 nH22m/3解析 1Ag2Bg3Cg起始物

19、质的量1 mol3 mol0转化物质的量a/3 mol2a/3 mola mol平稳物质的量1 a/3 mol3 2a/3 mola mol依题意得： C在反应混合气体中的体积分数是可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ a/4 .(2) C 的体积分数不变,物质的量是原先的2 倍.(3) 只需满意将 C转化为 A 和 B 后满意 nA nB 13 即可.(4) 如 C的物质的量为 m mol 时,求得： nm/3.如 C的物质的量为 2m mol 时,求得： n2m/3.综合两种情形, n 与 m的关系应是 n2m/3.考点三化学反应进行的方向1自发过程(1) 含义在肯定条件下,不

20、需要借助外力作用就能自动进行的过程.(2) 特点体系趋向于从高能状态转变为低能状态 体系对外部做功或释放热量 .在密闭条件下,体系有从有序转变为无序的倾向性 无序体系更加稳固 .2自发反应在肯定条件下无需外界帮忙就能自发进行的反应称为自发反应.3. 判定化学反应方向的依据(1) 焓变与反应方向讨论说明,对于化学反应而言,绝大多数放热反应都能自发进行,且反应放出的热量越多,体系能量降低得也越多,反应越完全.可见,反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一.(2) 熵变与反应方向讨论说明,除了热效应外,打算化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的纷乱度.大多数自发反应有趋向于体系纷乱度增大的倾

21、向.熵和熵变的含义a. 熵的含义熵是衡量一个体系纷乱度的物理量.用符号S 表示.同一条件下,不同物质有不同的熵值,同一物质在不同状态下熵值也不同,一般规律是 SgSlSs.b. 熵变的含义熵变是反应前后体系熵的变化,用S 表示,化学反应的 S 越大,越有利于反应自发进行.(3) 综合判定反应方向的依据HTS0,反应不能自发进行.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_深度摸索能自发进行的反应肯定能实际发生吗？答案 不肯定,化学反应方向的判据指出的仅仅是在肯定条件下化学反应自发进行的趋势,并不能说明在该条件下反应肯定能实际发生,仍要考虑化学反应的快慢问题.题组一焓变与自发反应1试验证明,

22、多数能自发进行的反应都是放热反应.对此说法的懂得正确选项A全部的放热反应都是自发进行的 B全部的自发反应都是放热的 C焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素D焓变是打算反应是否具有自发性的唯独判据答案 C题组二熵变与自发反应2 下列过程属于熵增加的是A肯定条件下,水由气态变成液态 B高温高压条件下使石墨转变成金刚石C4NO2gO2g=2N2O5 gD散落的火柴的无序排列答案 D3 下列反应中,熵显著增加的反应是ACOg2H2g=CH3OHgBCaCO3 2HCl=CaCl2H2OCO2CCs O2g=CO2g D2Hgl O2g=2HgOs答案 B解析 反应中如生成气体或气体的量增加,都会

23、使纷乱度增加,熵增加.4. 碳铵 NH42CO3 在室温下就能自发的分解产生氨气,对其说法中正确选项A碳铵分解是由于生成易挥发的气体,使体系的熵增大B碳铵分解是由于外界赐予了能量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_C碳铵分解是吸热反应,依据能量判定能自发分解D碳酸盐都不稳固,都能自发分解答案 A题组三复合判据的应用5 下 列 组 合 中 在 任 何 温 度 下 反 应 均 能 自 发 进 行 的是A H0,S0B H0, S0,S0DH0答案 D6. 试判定用于汽车净化的一个反应2NOg2COg=N2g 2CO2g在 298 K、100 kPa 下能否自发进行？已知：在 298 K

24、、100 kPa 下该反应的 H 113.0 kJ mol 1, S 145.3 Jmol 1 K 1.答案 可以自发进行.解析H TS 113.0kJ mol 1 298 K 145.3J mol 1K 1 10 3 69.7 kJ mol10,可以自发进行.7. 灰锡结构松散,不能用于制造器皿,而白锡结构牢固,可以制造器皿,现把白 锡制成的器皿放在 0 , 100 kPa 的室内存放,它会不会变成灰锡而不能再连续使用？已知：在 0 、 100 kPa 条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为H2 180.9 J mol1, S 6.61 J mol1K1.答案 会自发变成灰锡,不能再连续

25、使用.解析 H T S 2 180.9 Jmol1103298 K 6.61 J mol1K 1 103 0.21 kJ mol10,A 正确.恒容时反应 CO2g H2gCOg H2Og,在增大压强时 H2的浓度不变,上升温度, v 正和 v 逆都增大.22022 安徽理综, 11 汽车尾气净化中的一个反应如下： NOgCOgN2g CO2g H 373.4 kJ mol 1在恒容的密闭容器中,反应达到平稳后,转变某一条件,以下示意图正确选项答案 C解析 对于放热反应,上升温度,平稳向逆反应方向移动, K 值减小, CO转化率降低, A、B 错误.温度不变, K 值不变, C 正确.增加 N

26、2 的量,平稳向逆反应方向移动, NO转化率降低, D错误.32022 福建理综, 235 在恒容绝热 不与外界交换能量 条件下进行 2Ag Bg2Cg Ds 反应,按下表数据投料,反应达到平稳状态,测得体系压强上升 . 简 述 该 反 应 的 平 衡 常 数 与 温 度 的 变 化 关 系 ： .物质ABCD起始投料 /mol2120可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答案 平稳常数随温度上升而变小 或其他合理答案 解析 表中数据 D为 0,按表中数据投料,起始至平稳阶段,反应肯定向正反应方向进行.又该反应的正反应是一个气体分子数减小的反应,反应达到平稳状态,体系压强上升,说明正

27、反应肯定是一个放热反应,上升温度,平稳向左移动,即化学平稳常数随温度上升而减小.4 2022 福建理综, 1225时,在含有Pb2、 Sn2的某溶液中,加入过量金属锡 Sn ,发生反应： Sns Pb2aqSn2 aq Pbs ,体系中 cPb2 和 cSn2 变化关系如图所示.以下判定正确选项A往平稳体系中加入金属铅后,cPb2 增大B往平稳体 系中加入少量 SnNO32固体后, cPb2 变小C上升温度,平稳体系中 cPb2 增大,说明该反应 H0D25 时,该反应的平稳常数 K2.2答案 D解析 体系中有过量的锡且金属活动性： SnPb,向平稳体系中加入铅后, cPb2 不变, A 错误

28、.加入少量 SnNO32 固体, cSn2 增大,平稳逆向移动, cPb2 增大, B 错误.升温使 cPb2 增大,说明平稳逆向 移动, H0,正反应为放热反应, C错误.由化学方程式和图中数据得平稳常数K 2.2 ,D正确.52022 海南, 15 氯气在 298 K、100 kPa 时,在 1 L 水中可溶解 0.09 mol , 试验测得溶于水的 Cl2 约有三分之一与水反应.请回答以下问题：(1) 该反应的离子方程式为.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(2) 估算该反应的平稳常数列式运算 .(3) 在上述平稳体系中加入少量 NaOH固体,平稳将向 移动.可编辑资料 -

29、 - - 欢迎下载精品_精品资料_(4) 假如增大氯气的压强,氯气在水中的溶解度将或 填“增大”、“减小”可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_“不变” ,平稳将向移动.答案 1Cl2 H2OH Cl HClO 2K 0.015(3) 正反应方向(4) 增大 正反应方向可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解析Cl2溶于水时与水反应,生成HClO 和 HCl,反应的离子方程式为Cl2 H2OH Cl HClO.(2) 按 1 L 水中溶解 0.09 mol Cl2进行运算,有 0.09 mol 0.03 mol Cl2参与反应：Cl2 H2OHClHClO开头mol0.09

30、00转化mol0.030.030.03平稳mol0.060.030.03就平稳常数K 0.015(3) 加入少量 NaOH固体, OH与 H反应生成 H2O,OH与 HClO反应生成 ClO和 H2O,生成物的浓 度减小,平稳向正反应方向移动.(4) 增大 Cl2 的压强, Cl2 在水中的溶解度增大,溶液中cCl2 增大,平稳向正反应方向移动.62022 海南, 15124已知 Ag BgCg Dg 反应的平稳常数和温度的关系如下：温度/ 7009008301 0001 200平稳常数1.71.11.00.60.4回答以下问题：(1) 该反应的平稳常数表达式K, H0填“ ”或“” .(2)

31、 830时,向一个 5 L 的密闭容器中充入0.20 mol的 A 和 0.80 mol的 B,如反应初始 6 s 内 A 的平均反应速率 vA 0.003 mol L1s1.就 6 s 时 cA mol L 1, C的物质的量为mol.如反应经一段时间后,达到平稳时A 的转化率为,假如这时向该密闭容器中再充入1 mol 氩气,平稳时 A 的转化率为.41 200时反应 Cg DgAg Bg 的平稳常数的值为.答案 120.0220.0980% 80%42.5解析 1 依据反应 Ag BgCg Dg ,可写出平稳常数 K,随着温度上升, K值减小,即升温平稳逆向移动,正反应为放热反应,H0.2

32、6 s内消耗的 A为 0.003 mol L1s16 s 5 L 0.09 mol ,就此时 A 的物质的量浓度为 0.022 mol L1.生成 C 的物质的量与消耗A 的物质的量相等,均为 0.09 mol .设平稳时参与反应的 A 为 x mol ,就平稳时 A、B、C、D 的物可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_质的量分别为 0.20 xmol 、0.80 xmol 、x mol 、x mol ,依据平稳常数的表达式和此时 K1.0 求得 x0.16 ,即平稳时 A的转化率为 80%.向该平稳体系中充入氩气等稀有气体,对该平稳无影响,即平稳时 A 的转化率依旧为 80%.7

33、2022 课标全国卷, 264 将 0.23 mol SO2 和 0.11 mol 氧气放入容积为 1 L的密闭容器中,发生反应2SO2O22SO3,在肯定温度下,反应达到平稳,得到0.12 mol SO3 ,就反应的平稳常数 K.如温度不变,再加入 0.50 mol 氧气后重新达到平稳,就SO2 的平稳浓度填“增大”“不变”或“减小” ,氧气的转化率 填“上升”“不变”或“降低” ,SO3 的体积分数填“增大”“不变”或“减小” .答案 23.8 L mol 1减小 降低 减小解析2SO2g O2g2SO3gH0初始浓度 /mol L10.230.110变化浓度 /mol L10.120.0

34、60.12平稳浓度 /mol L10.110.050.12据此可运算出该温度下的化学平稳常数：K 23.8 L mol1.保持温度不变,向容器中再加入肯定量的氧气后,氧气的浓度增大,转化率降低,化学平稳向正反应方向移动,故二氧化硫的转化率增大,其平稳浓度减小,所得混合气体中三氧化硫的体积分数减小.因 为三氧化硫增大的浓度最大值为0.11 mol L 1,而氧气增大的浓度远大于该值,故三氧化硫的体积分数减小了.82022 山东理综, 282 节选 肯定温度下,向1 L密闭容器中加入1 mol HIg ,发生反应 2HIH2I2 , H2物质的量随时间的变化如右图所示.该温度下, H2g I2g2HIg的平稳常数 K.相同温度下,如开头加入 HIg 的物质的量是原先的 2 倍,就 是原先的 2 倍.a平稳常数 bHI 的平稳浓度c达到平稳的时间d平稳时 H2的体积分数答案 64b解析2HIgH2gI2g初始：1 mol L 100可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_平稳：