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高中化學(xué) 專(zhuān)題2 第二單元 第一課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)的方向課件 蘇教版選修4

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1、專(zhuān)專(zhuān)題題2 2化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)速速率率與與化化學(xué)學(xué)平平衡衡第一第一課時(shí)課時(shí)化學(xué)化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)的方的方向向課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)巧設(shè)計(jì)巧設(shè)計(jì)名師課堂名師課堂一點(diǎn)通一點(diǎn)通設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)1 1設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)2 2考點(diǎn)一考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)二第第二二單單元元化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)的的方方向向和和限限度度創(chuàng)新演練創(chuàng)新演練大沖關(guān)大沖關(guān)課堂課堂1010分鐘練習(xí)分鐘練習(xí)課堂課堂5 5分鐘歸納分鐘歸納課下課下3030分鐘演練分鐘演練設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)3 3 (1)復(fù)分解型離子反應(yīng)發(fā)生的條件是生成難溶性物質(zhì)、復(fù)分解型離子反應(yīng)發(fā)生的條件是生成難溶性物質(zhì)、揮發(fā)性物質(zhì)或弱電解質(zhì)。在揮發(fā)性物質(zhì)或弱電解質(zhì)。在HCl溶液中存在離子溶液中存在離子 ,在在NaOH溶液

2、中存在離子溶液中存在離子 ,若二者混合后恰好,若二者混合后恰好完全反應(yīng),所得溶液中存在離子完全反應(yīng),所得溶液中存在離子 ,與反應(yīng)前作,與反應(yīng)前作比較減少的離子是比較減少的離子是 ,因此復(fù)分解型離子反應(yīng)是,因此復(fù)分解型離子反應(yīng)是向某些向某些 的方向進(jìn)行。的方向進(jìn)行。H、ClNa、OHNa、ClH、OH離子濃度減小離子濃度減小 (2)由反應(yīng)由反應(yīng)Cl22KBr=Br22KCl可知氧化可知氧化性:性: ,還原性:,還原性: ,因此氧化還原,因此氧化還原反應(yīng)是向反應(yīng)是向 性減弱、性減弱、 性減弱的方向進(jìn)行。性減弱的方向進(jìn)行。 (3)由反應(yīng)由反應(yīng)Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3可知酸

3、與鹽反應(yīng)向酸的酸性可知酸與鹽反應(yīng)向酸的酸性 的方向進(jìn)行。的方向進(jìn)行。Cl2Br2KBrKCl氧化氧化還原還原減小減小 一、化學(xué)反應(yīng)的方向一、化學(xué)反應(yīng)的方向 1自發(fā)過(guò)程自發(fā)過(guò)程 在一定條件下不用借助外力就可以自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程。在一定條件下不用借助外力就可以自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程。 2化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn) 化學(xué)反應(yīng)具有化學(xué)反應(yīng)具有 ,許多化學(xué)反應(yīng)的正反應(yīng),許多化學(xué)反應(yīng)的正反應(yīng)能能 ,而其逆反應(yīng)無(wú)法,而其逆反應(yīng)無(wú)法 。方向性方向性自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行 3自發(fā)反應(yīng)自發(fā)反應(yīng) 在一定溫度和壓強(qiáng)下,無(wú)需外界幫助就能在一定溫度和壓強(qiáng)下,無(wú)需外界幫助就能 的反應(yīng)。的反應(yīng)。 二、焓變與化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系

4、二、焓變與化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系 1放熱反應(yīng)放熱反應(yīng) 絕大多數(shù)都能絕大多數(shù)都能 ,且反應(yīng)放出的熱量,且反應(yīng)放出的熱量 ,體系能量體系能量 得越多,反應(yīng)越完全。得越多,反應(yīng)越完全。自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行越多越多降低降低 2吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng) 有些也能自發(fā)進(jìn)行。有些也能自發(fā)進(jìn)行。 3結(jié)論結(jié)論 反應(yīng)的焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一。反應(yīng)的焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一。 三、熵變與化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系三、熵變與化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系 1熵熵 (1)概念:衡量一個(gè)體系概念:衡量一個(gè)體系 的物理量,的物理量, (2)符號(hào):符號(hào):S。 體系中微粒之間體系中微粒之間 的程度越大,體系的熵的

5、程度越大,體系的熵越大,等量的同一物質(zhì)三態(tài)時(shí)熵值大?。涸酱?,等量的同一物質(zhì)三態(tài)時(shí)熵值大?。??;靵y度混亂度無(wú)規(guī)則排列無(wú)規(guī)則排列S(g)S(l)S(s) 2熵變熵變 (1)定義:反應(yīng)前后體系定義:反應(yīng)前后體系 的變化。的變化。 (2)符號(hào):符號(hào): 。 (3)意義:若發(fā)生變化后體系的混亂度增大,該過(guò)程意義:若發(fā)生變化后體系的混亂度增大,該過(guò)程的的S 0;反之,;反之,S 0。熵熵S3熵變與化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系熵變與化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)的S越越 ,越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。,越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。大大 四、焓變與熵變對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的共同影響四、焓變與熵變對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的共同影響 體系能量體

6、系能量 和混亂度和混亂度 都有促使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)都有促使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的傾向。判斷反應(yīng)的自發(fā)性必須綜合考慮反應(yīng)的行的傾向。判斷反應(yīng)的自發(fā)性必須綜合考慮反應(yīng)的 和和 。在恒溫、恒壓時(shí),。在恒溫、恒壓時(shí), (1)H 0,S 0,則反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行;,則反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行;降低降低增大增大焓變焓變熵變熵變 (2)H 0,S 0,則反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行;,則反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行; (3)H 0,S 0,或,或H 0,S 0,反應(yīng)可能,反應(yīng)可能自發(fā)進(jìn)行,也可能不自發(fā)進(jìn)行,與反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行,也可能不自發(fā)進(jìn)行,與反應(yīng)的 有關(guān)。有關(guān)。溫度溫度1自發(fā)反應(yīng)在實(shí)際中是否一定會(huì)發(fā)生?自發(fā)反應(yīng)在實(shí)際中是否一定會(huì)發(fā)生?分析:

7、分析:反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向,不能反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向,不能確定反應(yīng)是否一定會(huì)實(shí)際發(fā)生和發(fā)生時(shí)的快慢。反應(yīng)確定反應(yīng)是否一定會(huì)實(shí)際發(fā)生和發(fā)生時(shí)的快慢。反應(yīng)是否一定會(huì)實(shí)際發(fā)生受外界條件的影響,反應(yīng)的快慢是否一定會(huì)實(shí)際發(fā)生受外界條件的影響,反應(yīng)的快慢取決于反應(yīng)物本身的性質(zhì)和受外界條件的影響。取決于反應(yīng)物本身的性質(zhì)和受外界條件的影響。2體系總是向降低自身能量的方向進(jìn)行變化,那么體系總是向降低自身能量的方向進(jìn)行變化,那么H0的反應(yīng)為何不能全部都自發(fā)進(jìn)行?的反應(yīng)為何不能全部都自發(fā)進(jìn)行?分析:分析:體系的能量變化并不只有焓變一種形式,焓變體系的能量變化并不只有焓變一種形式,焓變只是

8、影響反應(yīng)能否自發(fā)的因素之一,不是唯一因素。只是影響反應(yīng)能否自發(fā)的因素之一,不是唯一因素。3想一想,連一連。想一想,連一連。(1)自發(fā)過(guò)程自發(fā)過(guò)程 A水由高處向低處流水由高處向低處流 B電流由高電位向低電電流由高電位向低電 位的地方流動(dòng)位的地方流動(dòng)(2)非自發(fā)過(guò)程非自發(fā)過(guò)程C室溫下水結(jié)冰室溫下水結(jié)冰D常溫下,鐵在潮濕的空常溫下,鐵在潮濕的空 氣中生銹氣中生銹分析:分析:自然界中水由高處向低處流,電流由電位高的地自然界中水由高處向低處流,電流由電位高的地方向電位低的地方流動(dòng),鐵在潮濕的空氣中生銹,室溫方向電位低的地方流動(dòng),鐵在潮濕的空氣中生銹,室溫下冰的融化,都是自發(fā)過(guò)程,其逆向是非自發(fā)的,需要下

9、冰的融化,都是自發(fā)過(guò)程,其逆向是非自發(fā)的,需要借助外力。借助外力。答案:答案:(1)A,(1)B,(1)D(2)C4指出下列反應(yīng)的指出下列反應(yīng)的H的正、負(fù)號(hào),并判斷常溫時(shí)反應(yīng)能的正、負(fù)號(hào),并判斷常溫時(shí)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。否自發(fā)進(jìn)行。(1)CaOH2O=Ca(OH)2H_0,_自發(fā)進(jìn)行,自發(fā)進(jìn)行,(2)NaOHHCl=NaClH2OH_0,_自發(fā)進(jìn)行,自發(fā)進(jìn)行,(3)CaCO3=CaOCO2H_0,_自發(fā)進(jìn)行,自發(fā)進(jìn)行,(4)2Na2H2O=2NaOHH2H_0,_自發(fā)進(jìn)行。自發(fā)進(jìn)行。分析:分析:生石灰與水反應(yīng),鈉與水的反應(yīng),酸堿中和反應(yīng)生石灰與水反應(yīng),鈉與水的反應(yīng),酸堿中和反應(yīng)均為放熱反應(yīng),均為

10、放熱反應(yīng),H0,能自發(fā)進(jìn)行。,能自發(fā)進(jìn)行。CaCO3在高溫時(shí)在高溫時(shí)能夠分解為能夠分解為CaO和和CO2,反應(yīng)的,反應(yīng)的H0。答案:答案:(1)能能(2)能能(3)不能不能(4)能能5指出下列反應(yīng)或過(guò)程的指出下列反應(yīng)或過(guò)程的S的正、負(fù)號(hào),并判斷常溫時(shí),的正、負(fù)號(hào),并判斷常溫時(shí),反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。(1)2H2O2(aq)=2H2O(l)O2(g)S_0,_自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行(2)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)S_0,_自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行(3)10的水結(jié)冰的水結(jié)冰S_0,_自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行分析:分析:(1)反應(yīng)為反應(yīng)為S0的反應(yīng),能自發(fā)進(jìn)行,的反應(yīng),能自發(fā)進(jìn)行,(2)反應(yīng)

11、的反應(yīng)的S0,但常溫下不能自發(fā)進(jìn)行,高溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行,但常溫下不能自發(fā)進(jìn)行,高溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行,(3)過(guò)程過(guò)程S0,但卻能自發(fā)進(jìn)行。,但卻能自發(fā)進(jìn)行。答案:答案:(1)能能(2)不能不能(3)能能 1反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向的關(guān)系反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向的關(guān)系 (1)事實(shí):我們知道的反應(yīng)中下列反應(yīng)都是放熱反應(yīng),事實(shí):我們知道的反應(yīng)中下列反應(yīng)都是放熱反應(yīng),可以自發(fā)進(jìn)行:可以自發(fā)進(jìn)行: NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(aq), 2Na(s)2H2O(l)=2NaOH(aq)H2(g), 2Al(s)6HCl(aq)=2AlCl3(aq)3H2(g), CaO(s)H2O(l)=Ca(OH

12、)2(aq), 研究表明,自然界的許多自發(fā)過(guò)程,無(wú)論是物理過(guò)程研究表明,自然界的許多自發(fā)過(guò)程,無(wú)論是物理過(guò)程還是化學(xué)過(guò)程,都有由能量最高狀態(tài)向能量較低狀態(tài)轉(zhuǎn)化還是化學(xué)過(guò)程,都有由能量最高狀態(tài)向能量較低狀態(tài)轉(zhuǎn)化的傾向。的傾向。 (2)焓判與化學(xué)反應(yīng)方向:放熱反應(yīng)過(guò)程中體系能量降焓判與化學(xué)反應(yīng)方向:放熱反應(yīng)過(guò)程中體系能量降低,因此具有自發(fā)進(jìn)行的傾向。低,因此具有自發(fā)進(jìn)行的傾向。 (3)最終結(jié)論:多數(shù)自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng),最終結(jié)論:多數(shù)自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng),但也有不少吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。如:但也有不少吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。如: 2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.7 kJ

13、mol1, NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)H37.3 kJmol1。 還有一些反應(yīng)在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行,但在較高溫度還有一些反應(yīng)在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行,但在較高溫度下則能自發(fā)進(jìn)行。如碳酸鈣的分解等??傊?,無(wú)論是放熱下則能自發(fā)進(jìn)行。如碳酸鈣的分解等??傊?,無(wú)論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)都有可能自發(fā)進(jìn)行。反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)都有可能自發(fā)進(jìn)行。 因此,反應(yīng)焓變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的一個(gè)因因此,反應(yīng)焓變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的一個(gè)因素,但不是唯一因素。素,但不是唯一因素。 2反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系 反應(yīng)的熵變反應(yīng)的熵

14、變S為反應(yīng)產(chǎn)物總熵與反應(yīng)物總熵之差。對(duì)為反應(yīng)產(chǎn)物總熵與反應(yīng)物總熵之差。對(duì)于確定的化學(xué)反應(yīng),在一定條件下具有確定的熵變。于確定的化學(xué)反應(yīng),在一定條件下具有確定的熵變。 (1)許多熵增的反應(yīng)在常溫、常壓下可以自發(fā)進(jìn)行,產(chǎn)許多熵增的反應(yīng)在常溫、常壓下可以自發(fā)進(jìn)行,產(chǎn)生氣生氣 體的反應(yīng),氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量增大的反應(yīng),熵變通體的反應(yīng),氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量增大的反應(yīng),熵變通常都是正值,為熵增的反應(yīng)。常都是正值,為熵增的反應(yīng)。 例如:例如:2H2O2(aq)=2H2O(l)O2(g); NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)。 (2)有些熵增的反應(yīng)在常溫

15、、常壓下不能自發(fā)進(jìn)行,但有些熵增的反應(yīng)在常溫、常壓下不能自發(fā)進(jìn)行,但在較高溫度下可以自發(fā)進(jìn)行。在較高溫度下可以自發(fā)進(jìn)行。 例如:例如:CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g); C(s,石墨,石墨)H2O(g)=CO(g)H2(g)。 (3)鋁熱反應(yīng)是熵減的反應(yīng),它在一定條件下也可以鋁熱反應(yīng)是熵減的反應(yīng),它在一定條件下也可以自發(fā)進(jìn)行。自發(fā)進(jìn)行。 2Al(s)Fe2O3(s)=Al2O3(s)2Fe(s) 任何反應(yīng)體系都有趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)任何反應(yīng)體系都有趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)和從有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向。因此影響和決定化學(xué)和從有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向。因此影響和決定化

16、學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的因素是焓變和熵變。反應(yīng)進(jìn)行方向的因素是焓變和熵變。例例1(2011撫順聯(lián)考撫順聯(lián)考)下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是 ()A焓變和熵變都大于焓變和熵變都大于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的的反應(yīng)肯定是自發(fā)的B焓變小于焓變小于0而熵變大于而熵變大于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的的反應(yīng)肯定是自發(fā)的 C因?yàn)殪首兒挽刈兌寂c反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān),因此焓因?yàn)殪首兒挽刈兌寂c反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān),因此焓變或熵變均可以單獨(dú)作為判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的依據(jù)變或熵變均可以單獨(dú)作為判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的依據(jù) D在其他外界條件不變的情況下,使用催化劑,可在其他外界條件不變的情況下,使用催化劑,可以改變化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向以改變化學(xué)反應(yīng)進(jìn)

17、行的方向 解析解析焓變小于零,熵變大于零的反應(yīng)一定能自發(fā)焓變小于零,熵變大于零的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行,進(jìn)行,A項(xiàng)錯(cuò)誤;項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng)正確;焓變、熵變與反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)項(xiàng)正確;焓變、熵變與反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行有關(guān),但單獨(dú)不能作為判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的依據(jù),行有關(guān),但單獨(dú)不能作為判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的依據(jù),C項(xiàng)錯(cuò)誤;催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率,但不可以改變項(xiàng)錯(cuò)誤;催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率,但不可以改變化學(xué)反應(yīng)的方向?;瘜W(xué)反應(yīng)的方向。 答案答案B 絕大多數(shù)放熱反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,許多熵增加的反應(yīng)絕大多數(shù)放熱反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,許多熵增加的反應(yīng)也能夠自發(fā)進(jìn)行。但是,只使用焓變或熵變來(lái)確定變化過(guò)也能夠自發(fā)進(jìn)行。但是,只

18、使用焓變或熵變來(lái)確定變化過(guò)程的方向是片面的,對(duì)具體反應(yīng)需應(yīng)用焓變和熵變進(jìn)行綜程的方向是片面的,對(duì)具體反應(yīng)需應(yīng)用焓變和熵變進(jìn)行綜合分析,凡是使體系能量降低、熵增大的方向就是化學(xué)反合分析,凡是使體系能量降低、熵增大的方向就是化學(xué)反應(yīng)容易進(jìn)行的方向。應(yīng)容易進(jìn)行的方向。 1HTS與反應(yīng)方向的關(guān)系與反應(yīng)方向的關(guān)系 在溫度和壓強(qiáng)一定的條件下,自發(fā)反應(yīng)總是向在溫度和壓強(qiáng)一定的條件下,自發(fā)反應(yīng)總是向HTS0的方向進(jìn)行,直至達(dá)到平衡狀態(tài),這就是化學(xué)反的方向進(jìn)行,直至達(dá)到平衡狀態(tài),這就是化學(xué)反應(yīng)的綜合判據(jù)。應(yīng)的綜合判據(jù)。 因?yàn)榉艧岱磻?yīng)的焓變小于零,熵增加的反應(yīng)的熵變大因?yàn)榉艧岱磻?yīng)的焓變小于零,熵增加的反應(yīng)的熵變大

19、于零,都對(duì)于零,都對(duì)HTS0 C某反應(yīng)低溫條件下能夠自發(fā)進(jìn)行,則高溫條件某反應(yīng)低溫條件下能夠自發(fā)進(jìn)行,則高溫條件下一定能夠自發(fā)下一定能夠自發(fā) DKNO3溶于水的過(guò)程熵值減小溶于水的過(guò)程熵值減小 解析解析同溫同壓下,反應(yīng)的條件不會(huì)影響同溫同壓下,反應(yīng)的條件不會(huì)影響H,A項(xiàng)項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)為錯(cuò)誤;反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)為HTS0,則,則HTS0,B項(xiàng)正確;由項(xiàng)正確;由HTS0可知當(dāng)可知當(dāng)H0,SS(l)S(s)。有氣體生。有氣體生成的反應(yīng),固體溶于水的過(guò)程是熵增加的過(guò)程。成的反應(yīng),固體溶于水的過(guò)程是熵增加的過(guò)程。 (2)體系能量降低體系能量降低(H0)都有促都有促使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的傾向。使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的傾向。(3)H、S、T與反應(yīng)方向的關(guān)系:與反應(yīng)方向的關(guān)系:H0,所有溫度下反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行;,所有溫度下反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行;H0,S0,高溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行;,高溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行;H0,S0,S0,所有溫度下反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行。,所有溫度下反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行。

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