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文檔簡介

專題1化學反應(huàxuéfǎnyìng)與能量變化第一(dìyī)單元化學反應中的熱效應化學反應的焓變精品資料1.反應熱概念:化學反應過程中,當反應物和生成物具有(jùyǒu)相同溫度時,所吸收或放出的熱量稱為化學反應的反應熱.一、反應熱和焓變(2)符號(fúhào):△H(3)單位:KJ·mol-1或kJ/mol(1)概念:

在恒溫、恒壓的條件下,化學反應過程中所吸收或釋放的熱量稱為反應的焓變。2.焓變(4)規定:吸熱反應:△H>0或者值為“+”

放熱反應:△H<0或者值為“-”△H=Qp

恒壓下的化學反應熱精品資料化學反應的反應熱:化學反應過程(guòchéng)中,所吸收或放出的熱量常見(chánɡjiàn)的放熱反應:所有的燃燒反應所有的中和反應活潑金屬與水、酸的反應多數的化合反應以下特殊的化合反應是吸熱反應:C+CO22COH2+I22HI△△N2+O22NO放電C+H2O(g)CO+H2高溫精品資料常見的吸熱反應:所有的電離過程(guòchéng)所有的水解反應多數的分解反應Ba(OH)2+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+2H2OBa(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2OC+H2O=H2+COH2+CuO=Cu+H2O精品資料2、下列變化中,屬于吸熱反應的是()A.氮氣與氫氣合成氨B.酸堿中和C.二氧化硫與氧氣反應生成三氧化硫(sānyǎnɡhuàliú)D.焦炭與高溫水蒸氣反應D[練習]1、下列變化(biànhuà)中,屬于放熱反應的是()A.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應B.點燃的鎂條在二氧化碳中繼續燃燒C.灼熱的碳與二氧化碳的反應D.氯化鋁的水解B精品資料判斷下列反應是放熱反應還是吸熱反應:1.鎂條的燃燒。2.高溫(gāowēn)煅燒石灰石。3.氧化鈣與水的反應。4.鹽酸與氫氧化鈉溶液反應交流(jiāoliú)與討論放熱吸熱放熱放熱放熱放熱吸熱吸熱吸熱5.高溫下木炭與二氧化碳反應生成一氧化碳。6.炸藥爆炸7.Ca(OH)2和NH4Cl的反應8.熾熱的碳與H2O的反應9.甲烷在氧氣中的燃燒精品資料二、熱化學方程式

1.定義:表明反應放出(fànɡchū)或吸收的熱量的化學方程式叫熱化學方程式。如:C(s)+O2(g)==CO2(g)△H=-393.5kJ

?mol-1CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g)△H=+178.5kJ/mol精品資料觀察(guānchá)與比較氫氣燃燒的化學方程式:2H2+O2==2H2O點燃氫氣(qīnɡqì)燃燒的熱化學方程式①

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ?mol-1②

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ?mol-1

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ?mol-1

精品資料熱化學方程式與化學方程式的差別(chābié):1、△H只用在熱化學方程式中,并寫在右邊4、與參加(cānjiā)反應的物質的物質的量有關。同一化學反應中,熱化學方程式中物質的化學計量數不同,△H也不同。化學計量數加倍,△H也要加倍。3、熱化學方程式中的化學計量數可以是整數,也可以是分數。2、熱化學方程式中必須注明物質的聚集狀態氣態(g)、液態(l)、固態(s)精品資料5、書寫熱化學方程式時應注明反應(fǎnyìng)的溫度和壓強。如果不注明溫度和壓強,則表示是在250C、101KPa條件下的反應(fǎnyìng)熱。另注意:熱化學反應方程式中都用“”不用標反應條件第3頁的交流(jiāoliú)與討論精品資料反應放出或吸收的熱量的多少與外界的溫度和壓強(yāqiáng)有關,需要注明,不注明的指101kPa和25℃時的數據。因為物質的聚集狀態(zhuàngtài)不同所含的能量也不同。固態液態吸熱氣態吸熱吸熱1)要注明溫度和壓強:2)反應物和生成物要注明聚集狀態:

2、書寫熱化學方程式應注意以下幾點精品資料

H2(g)+O2(g)=H2O(l);△H=-285.8KJ/molH2(g)+O2(g)=H2O(g);△H=-241.8KJ/mol∴H2O(l)═H2O(g);△H=+44KJ/mol

3)熱化學方程式中各物質(wùzhì)前的化學計量數表示物質(wùzhì)的量不表示分子數。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=-184.6KJ/mol

H2(g)+Cl2(g)=HCl(g);△H=-92.3KJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-571.6KJ/mol

H2(g)+O2(g)=H2O(l);△H=-285.8KJ/mol精品資料4)△H的表示:熱化學方程式中的△H的“+”與“-”一定要注明,“+”代表吸熱,“-”代表放熱無論熱化學方程式中化學計量數為多少,△H的單位總是KJ/mol,但△H的數值(shùzí)與反應式中的系數成比例3、熱化學方程式表示(biǎoshì)的意義1)表示什么物質參加反應,結果生成什么物質2)反應物和生成物之間的質量比、物質的量比3)反應物完全變成生成物后所放出或吸收的熱量。質→量→能H2(g)+O2(g)=H2O(g);△H=-241.8KJ/mol

精品資料2.寫出下列(xiàliè)反應的熱化學方程式:1.N2(g)與H2(g)反應生成1molNH3(g),放出(fànɡchū)46.1KJ熱量。3.2molC2H2(l)燃燒生成CO2(g)和H2O(l),放出2598.8kJ熱量。?N2(g)+3H2(g)=NH3(g);

ΔH=-46.1kJ·mol-12.1molC2H5OH(l)完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l),放出1366.8KJ熱量。C2H5OH

(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8KJ·mol-14.1molC(石墨)與適量H2O(g)反應生成CO(g)和H2(g),吸收131.3KJ熱量。2C2H2(l)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-2598.8kJ·mol-1

C(S,石墨)+H2O(g)=

CO(g)+H2O(g)

△H=+131.3kJ/mol精品資料1、下列熱化學方程式書寫(shūxiě)正確的是A.2SO2+O2====2SO3△H=-196.6kJ/molB.H2(g)+O2(g)===H2O(g)△H=-241.8kJC.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)△H=-571.6kJ/molD.C(s)+O2(g)===CO2(g)△H=+393.5kJ/mol

練習(liànxí):C精品資料2、在同溫同壓下,下列(xiàliè)各組熱化學方程式中Q2>Q1的是()A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=-Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);△H=-Q2B.C(s)+1/2O2(g)=CO(g);△H=-Q1C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-Q2C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=-Q2D.S(g)+O2(g)=SO2(g);△H=-Q1S(s)+O2(g)=SO2(g);△H=-Q2B

練一練精品資料A2、已知在1×105Pa,298K條件下,2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量(rèliàng),下列熱化學方程式正確的是()A.H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g);ΔH=+242kJ·mol-1B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);ΔH=-484kJ·mol-1C.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);ΔH=+242kJ·mol-1D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);ΔH=+484kJ·mol-1

精品資料3、(2003·江蘇)已知在25℃、101kPa下,1gC8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態水時放出48.40kJ熱量。表示上述(shàngshù)反應的熱化學方程式正確的是()A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)△H=-48.40kJ·mol-1B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518kJ·mol-1C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=+5518kJ·mol-1D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-48.40kJ·mol-1B精品資料【交流(jiāoliú)與討論】:化學反應(huàxuéfǎnyìng)中為什么會有能量的變化?宏觀:反應物和生成物所具有的能量不同.精品資料放熱反應物生成物能量反應過程△H<0吸熱(xīrè)反應物生成物能量反應過程△H>0△H=E生總能量(néngliàng)-E反總能量(néngliàng)吸熱反應:△H>0E生總能量(néngliàng)>E反總能量(néngliàng)放熱反應:△H<0E反總能量(néngliàng)>E生總能量(néngliàng)精品資料微觀:化學反應本質上是分子中的舊鍵斷裂形成原子,原子間重新組合形成新鍵,進而形成新的分子的過程.舊鍵的斷裂會吸收熱量,而新鍵的形成會放出(fànɡchū)熱量,反應是放出(fànɡchū)還是吸收能量取決于兩者之間的相對大小.精品資料化學反應中,化學鍵的斷裂和形成是反應過程(guòchéng)中有能量變化的本質原因?!鱄=E反總鍵能-E生總鍵能第5頁的問題(wèntí)解決精品資料ΔH=[436kJ/mol+243kJ/mol]-431kJ/mol×2=-183kJ/mol從斷鍵和成鍵角度(jiǎodù)分析精品資料3.下列反應(fǎnyìng)屬于吸熱反應(fǎnyìng)的是()A.C6H12O6(葡萄糖aq)+6O26CO2+6H2OB.CH3COOH+KOHCH3COOK+H2OC.A+BC+D;△H<0D.破壞生成物全部化學鍵所需能量小于破壞反應(fǎnyìng)物全部化學鍵所需能量酶D精品資料AC4.同溫同壓下,下列各組熱化學方程式中Q2>Q1的是

A.

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g),△H1=-Q1kJ·mol-1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),△H2=-Q2kJ·mol-1;B.

S(g)+O2(g)=SO2(g),△H1=-Q1kJ·mol-1;S(s)+O2(g)=SO2(g),△H2=-Q2kJ·mol-1;C.

C(s)+O2(g)=CO(g),△H1=-Q1kJ·mol-1;C(s)+O2(g)=CO2(g),△H2=-Q2kJ·mol-1;D.

H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),△H1=-Q1kJ·mol-1;H2(g)+Cl2(g)=HCl(g),△H2=-Q2kJ·mol-1121212精品資料高低物質所具有的總能量2A(g)+B(g)2C(g)5.分析右面的能量變化(biànhuà)示意圖,下列熱化學方程式正確的是()A.2A(g)+B(g)=2C(g);△H=a(a>0)B.2A(g)+B(g)=2C(g);△H=a(a<0)C.2A+B=2C;△H=a(a<0)D.2C=2A+B;△H=a(a>0)B精品資料7、化學反應可視為舊鍵斷裂(duànliè)和新鍵形成的過程?;瘜W鍵的鍵能是形成(或拆開)1mol化學鍵時釋放(或吸收)出的能量。已知白磷和P4O6的分子結構如圖所示,現提供以下化學鍵的鍵能(kJ·mol1):P—P:198P—O:360O=O:498則反應P4(白磷)+3O2=P4O6的反應熱△H為()A.-1638kJ·mol1B.+1638kJ·mol1C.-126kJ·mol1D.+126kJ·mol1A精品資料8.(06·江蘇)下列(xiàliè)各組熱化學方程式中,化學反應的△H前者大于后者的是①.C(s)+O2(g)===CO2(g)△H1

C(s)+O2(g)===CO(g)△H2

②.S(s)+O2(g)===SO2(g)△H3

S(g)+O2(g)===SO2(g)△H4

③.H2(g)+O2(g)===H2O(l)△H5

2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)△H6

④.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H7CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)△H8

A.①B.④C.②③④D.①②③c精品資料反應熱的測量(cèliáng)與計算精品資料專題(zhuāntí)1化學反應與能量變化第一單元(dānyuán)化學反應中的熱效應反應熱的測量與計算精品資料獲得化學反應(huàxuéfǎnyìng)熱的主要途徑:1、實驗直接測定2、間接計算獲得(1)根據蓋斯定律計算(2)根據公式△H=E反總鍵能-E生總鍵能計算精品資料根據第6頁中的“活動與探究”思考:1、測定反應熱時,量熱計直接測定的數據是焓變嗎?如果不是直接測定的是什么(shénme)?2、實驗中的反應原理是什么(shénme)?3、要獲得比較精確的數據,該實驗應該注意什么(shénme)問題?精品資料一、反應熱的測定(cèdìng)1、量熱計直接測定(cèdìng)的是體系的溫度變化2、HCl與NaOH反應(fǎnyìng)的反應(fǎnyìng)熱測定原理:HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H2O(l)△H=-akJ·mol-11mol1mol-akJ0.025mol0.025mol-bkJ由實驗可以測定出b值,然后便可換算出a精品資料3.實驗(shíyàn)步驟.用量筒量取50mL0.50mol/L的鹽酸,測其溫度,倒入量熱計;另用量筒量取50mL0.50mol/LNaOH溶液,測其溫度,并迅速地傾入量熱計中,并用玻璃攪拌棒攪拌.觀察(guānchá)反應中溶液溫度的變化過程,作好記錄并進行數據處理.精品資料4.實驗(shíyàn)操作.①.實驗成功(chénggōng)的關鍵是什么?防止熱量的散失.

②.為了達到此目的,實驗過程中采取了哪些措施?

雙層燒杯、碎泡沫塑料、蓋板.玻璃攪拌棒測定反應熱時一定要采取較好的絕熱措施,動作要快,以減小實驗誤差。精品資料5.實驗(shíyàn)數據處理.a.取三次測量所得(suǒdé)數據的平均值作為計算依據.【思考】:

如果某一次實驗的數據與另外兩次實驗的數據差異明顯,怎么辦?b.計算反應熱:△H=Q/n=cm△t/n精品資料中和熱:在稀溶液中,酸和堿發生中和反應生成1mol水時所放出(fànɡchū)的熱量強酸與強堿的反應中和熱都是57.3kJ·mol-1H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1由于電離過程是吸熱的,而弱酸、弱堿(ruòjiǎn)都較難電離,所以,強酸與弱堿(ruòjiǎn)、強堿與弱酸、弱酸與弱堿(ruòjiǎn)反應生成1mol水時所放出的熱量都小于57.3kJ。精品資料強酸和強堿在稀溶液中的中和熱可表示(biǎoshì)為:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kkJ·mol1,又知道溶液中的反應有:CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)△H=-Q1kJ·mol1H2SO4(濃)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-Q2kJ·mol1HNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3(aq)+H2O(l)△H=-Q3kJ·mol1,則Q1、Q2、Q3的關系正確的是()Q1=Q2=Q3B.Q2>Q1>Q3C.Q2>Q3>Q1D.Q2=Q3>Q1C精品資料二、反應熱的計算(jìsuàn).【交流(jiāoliú)與討論】:

如何測定C(s)+1/2O2(g)==CO(g)的反應熱△H1?①.能直接測定嗎?如何測?②.若不能直接測,怎么辦?精品資料蓋斯定律(dìnglǜ)1、概念:一個化學反應,不論是一步完成,還是分步完成,其總的熱效應是完全相同的。蓋斯定律表明(biǎomíng):一個化學反應的焓變僅與反應的起始狀態和反應的最終狀態有關,而與反應的途徑無關。第7頁例題△H=△H1+△H2精品資料①C(s)+1/2O2(g)==CO(g)ΔH1=?②CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)ΔH2=-283.0kJ/mol③C(s)+O2(g)==CO2(g)ΔH3=-393.5kJ/mol①+②=③,則ΔH1+ΔH2=ΔH3所以(suǒyǐ),ΔH1=ΔH3-ΔH2=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol如何(rúhé)測定C(s)+1/2O2(g)==CO(g)的反應熱△H1精品資料2、計算(1)若一個反應的焓變△H=akJ·mol1,則其逆反應的焓變△H=-akJ·mol1(2)若一個化學反應方程式可由另外幾個反應的化學方程式相加減而得到(dédào),則該反應的焓變亦可以由這幾個反應的焓變相加減而得到(dédào)。精品資料【例題(lìtí)1】已知①CO(g)+1/2O2(g)====CO2(g)ΔH1=-283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)====H2O(l)ΔH2=-285.8kJ/mol

③C2H5OH(l)+3O2(g)====2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370kJ/mol試計算④2CO(g)+4H2(g)====H2O(l)+C2H5OH(l)的ΔH

【解】:根據蓋斯定律,反應④不論是一步完成還是分幾步完成,其反應熱效應都是相同(xiānɡtónɡ)的。下面就看看反應④能不能由①②③三個反應通過加減乘除組合而成,也就是說,看看反應④能不能分成①②③幾步完成。①×2+②×4-③=④

所以,ΔH=ΔH1×2+ΔH2×4-ΔH3

=-283.2×2-285.8×4+1370=-339.2kJ/mol

第8頁的問題解決精品資料你知道神六的火箭(huǒjiàn)燃料是什么嗎?例2:某次發射火箭,用N2H4(肼)在NO2中燃燒(ránshāo),生成N2、液態H2O。已知:N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol假如都在相同狀態下,請寫出發射火箭反應的熱化學方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol

精品資料例3、已知25℃、101kPa下,石墨、金剛石燃燒的熱化學方程式分別為:

據此判斷(pànduàn),下列說法正確的是()A.由石墨制備金剛石是吸熱反應;等質量時,石墨的能量比金剛石的低B.由石墨制備金剛石是吸熱反應;等質量時,石墨的能量比金剛石的高C.由石墨制備金剛石是放熱反應;等質量時,石墨的能量比金剛石的低D.由石墨制備金剛石是放熱反應;等質量時,石墨的能量比金剛石的高精品資料例4、使18g焦炭發生不完全燃燒,所得氣體中CO占體積,CO2占體積,

已知:C(S)+O2(g)=CO(g);△H=-Q1

KJ/mol,CO(g)+O2(g)=CO2(g);△H=-Q2

KJ/mol

A、1/3Q1KJ

B、1/3Q2KJC、1/3(Q1+Q2)KJ

D、1/2Q2KJ與這些焦炭完全燃燒相比較,損失的熱量是()

D精品資料能源(néngyuán)的充分利用精品資料1、你所了解的傳統(chuántǒng)能源有哪些?新能源又有哪些?傳統能源;煤、石油、天然氣、熱力、電力等新能源:太陽能、核能、風能、生物質能、地熱能、海洋能、氫能、天然氣水合物等能源精品資料2、能源又可以分為(fēnwéi)一次能源和二次能源。一次能源是指直接取自自然界,沒有加工轉換的各種能量和資源;二次能源是指由一次能源經過加工轉換后得到的能源。根據這種分類法,請將上面提到的能源重新分類?一次能源;煤、石油、天然氣、太陽能、核能風能、生物質能、地熱能、海洋能二次能源:氫能、天然氣水合物、熱力、電力能源精品資料思考:在許多場合將煤塊直接燃燒,這種燃燒方式存在什么(shénme)缺陷?采用這種方式燃燒煤,煤與空氣的接觸面積不夠,內部煤的燃燒效率(xiàolǜ)偏低,浪費了能源。另外,直接燃燒煤會使其中的硫轉化為二氧化硫,引起大氣的污染。精品資料有哪些可以提高煤的燃燒效率(xiàolǜ)的方法嗎?目前常用的方法主要有三種:(1)將煤制成蜂窩狀,以增加與空氣的接觸(jiēchù)面積(2)通過一定的方法將煤轉化為液體燃料(如甲醇)(3)通過一定的方法將煤轉化為氣體燃料(如煤氣)完成第9頁的“交流與討論”,提出你的觀點。精品資料雖然將煤轉化為水煤氣再燃燒與直接燃燒煤所獲得的能量是一樣的,而且將煤轉化為水煤氣會增加消耗。但將煤轉化為水煤氣至少有兩個優點:一是將固體煤轉化為氣體,極大地提高了燃燒效率;二是通過(tōngguò)轉化除去了硫,避免了SO2氣體的產生。精品資料除了將煤制成蜂窩狀外,日常生活中還常采用如下措施節能:(1)在農村燃燒秸稈時,常使用鼓風機(或風箱),通過鼓入足量的空氣,使秸稈充分燃燒(2)在使用煤氣或天然氣作燃料(ránliào)時,常通過調節煤氣的進風口,通入足量的空氣,保證氣體的充分燃燒精品資料思考:如果在燃料燃燒時通入過量(guò〃liàng)的空氣,對充分利用能源有沒有影響?通入過量(guò〃liàng)的空氣,會導致空氣帶走過多的熱量,使燃料的利用效率下降。在生產和生活中,還需要充分利用燃料燃燒所放出的熱量,例如:火力發電廠會產生大量的余熱,電廠的附近常建有一些其他工廠(如水泥廠)用電廠的余熱進行生產。精品資料標準(biāozhǔn)燃燒熱定義(dìngyì):在101kPa時,lmol物質完全燃燒的反應熱.衡量燃料燃燒放出熱量大小的物理量熱值定義:在101kPa時,lg物質完全燃燒的反應熱.所以,不同量的同一物質完全燃燒,放出的熱量可能不同,但標準燃燒熱是一定的。精品資料小結:標準(biāozhǔn)燃燒熱和中和熱的區別與聯系1mol反應物完全(wánquán)燃燒時放出的熱量;不同反應物,標準燃燒熱不同。生成1mol水時放出的熱量;強酸與強堿的中和熱都約為57.3kJ/mol。標準燃燒熱中和熱相同點不同點能量變化H標準含義放熱反應H<0;單位:kJ/mol1mol可燃物生成1mol水精品資料概念(gàiniàn)辨析:1.下列各組物質的標準(biāozhǔn)燃燒熱相等的是:()A.碳和一氧化碳B.1mol碳和2mol碳C.1mol乙炔和2mol碳D.淀粉和纖維素BH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);=-285.8kJ/molHH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);=-241.8kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);=-483.6kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);=-571.6kJ/molH2.已知熱化學方程式:則氫氣的標準燃燒熱為:________—285.8kJ/mol精品資料點燃天然氣和液化石油氣(主要成分為C3~C5的烷烴)燃燒的化學方程式分別為:

CH4+2O2

CO2+2H2O,

C3H8+5O2

CO2+4H2O

現有一套以天然氣為燃料的灶具,今改用液化石油氣,應采取的正確措施是()

A.增大空氣進入量或減小石油氣進入量

B.增大空氣進入量或增大石油氣進入量

C.減小空氣進入量或減小石油氣進入量

D.減小空氣進入量或增大石油氣進入量點燃精品資

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