精修版高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí):主觀題綜合訓(xùn)練 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)選考 含答案
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1、精品文檔?高考化學(xué) 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選考) 【主觀題綜合訓(xùn)練】 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選考) 1.氧化鋅(ZnO)、氮化鎵(GaN)及新型多相催化劑組成的納米材料能利用可見光分解水,生成氫氣和氧氣。 圖1 GaN晶體結(jié)構(gòu) 圖2 ZnO晶胞 請回答下列問題: (1) Zn2+基態(tài)核外電子排布式為 。 (2) 與水分子互為等電子體的一種陰離子是 (填離子符號(hào))。 (3) 氮化鎵(GaN)的晶體結(jié)構(gòu)如圖1所示,其中氮原子的雜化軌道類型是 ;N、Ga原子之間存在配位鍵,該配位鍵中提供電子對的原子是 。 (4) ZnO是兩性氧化物,能跟
2、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成 [Zn(OH)4]2-。不考慮空間構(gòu)型,[Zn(OH)4]2-的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為 。 (5) 某種ZnO晶體的晶胞如圖2所示,與O2-距離最近的Zn2+有 個(gè)。 2.(2015·洛陽二模)已知元素X、Y、Z、R為前四周期元素,且原子序數(shù)依次增大。X原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),s軌道電子數(shù)是p軌道電子數(shù)的兩倍;Z原子L電子層上有2對成對電子,R+原子核外有3層電子且各層均處于全滿狀態(tài)。 請回答下列問題: (1) R基態(tài)原子的外圍電子排布式為 ,其基態(tài)原子有 種能量不同的電子。 (2) 元素X、Y、Z的第一電離能由小到大
3、的順序?yàn)椤 ?用元素符號(hào)表示)。 (3) 與XYZ-互為等電子體微粒的化學(xué)式為 (寫出一種即可),XYZ-的中心原子的雜化方式為 。 (4) R2+與NH3形成的配離子中,提供孤對電子的原子是 。 (5) 已知Z、R能形成兩種化合物,其晶胞如下圖所示,甲的化學(xué)式為 ,乙的化學(xué)式為 ??;高溫時(shí),甲易轉(zhuǎn)化為乙的原因?yàn)椤 。蝗艏拙w中一個(gè)晶胞的邊長為a pm,則甲晶體的密度為 g·cm-3(寫出含a的表達(dá)式,用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。 3.(2015·邢臺(tái)期末)X、
4、Y、Z、W、R是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素(稀有氣體除外)。X的基態(tài)原子中的電子平均分布在三個(gè)不同的能級(jí)中;Y的族序數(shù)是其周期序數(shù)的三倍;Z的基態(tài)原子核外無未成對電子;W為前四周期中電負(fù)性最小的元素;元素R位于周期表的第10列。 請回答下列問題: (1) X、Y兩種元素中電負(fù)性較大的元素為 (填元素符號(hào))。 (2) 化合物XY2分子的空間構(gòu)型是 。 (3) 基態(tài)R原子的電子排布式為 。 (4) 化合物ZY的熔點(diǎn)比化合物RY的熔點(diǎn)高,可能的原因是 。 (5) 含有X、Z、R三種元素的某種晶體具有超導(dǎo)性,
5、其晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。則該晶體中與Z原子緊鄰且距離最近的R原子有 個(gè)。 4.(2015·孝感模擬)已知W、X、Y、Z、R五種元素是短周期的元素,原子序數(shù)依次增大,其中X 的基態(tài)原子中成對的電子對數(shù)與單個(gè)電子的數(shù)目相同,Y 是地殼中含量最多的元素,R的單質(zhì)是淡黃色固體,不溶于水,能溶于CS2。在短周期中,W的原子半徑最小,Z 的原子半徑最大。又知M是第4周期的元素,M的最外層只有一個(gè)單電子,次外層的軌道上全部填充滿了電子。 回答下列問題: (1) Y的基態(tài)原子核外有 個(gè)未成對電子。 (2) Y、Z、R的第一電離能由大到小的順序是 ,Y、Z、R形成的簡
6、單離子的半徑由大到小的順序是 (用元素符號(hào)表示)。 (3) XW4分子中,鍵角是 ,中心原子的雜化軌道類型為 。X的立體結(jié)構(gòu)為 。 (4) M的基態(tài)原子核外電子排布式是 。已知MCl的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示,Cl-的配位數(shù)為 。MCl的熔點(diǎn) (填“高于”或“低于”)MY的熔點(diǎn)。 5.(2015·??谀M)現(xiàn)有五種元素,其中A、B、C為短周期主族元素,D、E為第4周期元素,它們的原子序數(shù)依次增大。請根據(jù)表中相關(guān)信息,回答下列問題: A元素原子的核外p電子總數(shù)比s電
7、子總數(shù)少1 B原子核外所有p軌道全滿或半滿 C元素的主族序數(shù)與周期序數(shù)的差為4 D是前四周期中電負(fù)性最小的元素 E在周期表的第11列 甲 乙 (1) A基態(tài)原子中能量最高的電子,其電子云在空間有 個(gè)方向,原子軌道呈 形。 (2) E在周期表的位置是 ,位于 區(qū),其基態(tài)原子有 種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 (3) BC3中心原子的雜化方式為 ,用價(jià)層電子對互斥理論推測其分子空間構(gòu)型為 ,檢驗(yàn)D元素的方法是 。 (4) E單質(zhì)晶體中原子的堆積方式如圖甲所示,其晶胞特征如圖乙所示。則晶胞中該原子的配位數(shù)為 ,E單質(zhì)
8、晶體中原子的堆積方式為四種基本堆積方式中的 。若已知E的原子半徑為d cm,NA代表阿伏加德羅常數(shù),E的相對原子質(zhì)量為M,則該晶體的密度為 (用字母表示)g·cm-3。 6.(2015·黃岡模擬)W、M、X、Y、Z是周期表前36號(hào)元素中的四種常見元素,其原子序數(shù)依次增大。W的一種核素在考古時(shí)常用來鑒定一些文物的年代;M的氧化物是導(dǎo)致酸雨的主要物質(zhì)之一;X的某一種單質(zhì)在高空大氣層中保護(hù)人類免遭太陽光中紫外線的強(qiáng)烈侵襲;Y的基態(tài)原子核外有6個(gè)原子軌道處于半充滿狀態(tài);Z能形成紅色的Z2O和黑色的ZO兩種氧化物。 (1) Y3+基態(tài)的電子排布式可表示為 。
9、 (2) M的空間構(gòu)型為 (用文字描述)。 (3) M可形成多種氫化物,其中MH3的堿性強(qiáng)于M2H4的原因是 。 (4) 根據(jù)等電子體原理,WX分子的結(jié)構(gòu)式為 。 (5) 1 mol WX2中含有的σ鍵數(shù)目為 。 (6) H2X分子中X原子軌道的雜化類型為 。 (7) 向Z2+的溶液中加入過量NaOH溶液,可生成Z的配位數(shù)為4的配離子,寫出該配離子的結(jié)構(gòu)式: 。 7.(2015·福州模擬)X、
10、Y、Z、M、W是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素,X元素原子核外有三個(gè)能級(jí),各能級(jí)電子數(shù)相等,Y的單質(zhì)在空氣中燃燒生成一種淡黃色的固體;Z元素原子的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少2,M原子外圍電子排布式為3dn4sn;W的內(nèi)層電子已全充滿,最外層只有2個(gè)電子。 請回答下列問題: (1) X元素在周期表中的位置是 ??;W2+離子的外圍電子排布式為 。 (2) X 能與氫、氮、氧三種元素構(gòu)成化合物 XO(NH2)2,其中X原子和N原子的雜化方式為分別為 、 ,該化合物分子中的π鍵與σ鍵的個(gè)數(shù)之比是 ??;該物質(zhì)易溶于水的主要原因是 。
11、 (3) 已知Be和Al元素處于周期表中對角線位置,化學(xué)性質(zhì)相似,請寫出Y元素與Be元素的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物相互反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。 (4) M晶體的原子堆積方式為六方堆積(如圖1所示),則晶體中M原子的配位數(shù)是 。某M配合物的化學(xué)式是[M(H2O)5Cl]Cl2·H2O,1 mol該配合物中含配位鍵的數(shù)目是 。 圖1 圖2 (5) Y離子和Z離子比較,半徑較大的是 (填離子符號(hào)),元素Y與元素Z形成的晶體的晶胞結(jié)構(gòu)是如圖2所示的正方體,設(shè)晶胞中最近的兩個(gè)Z離子的距離為a cm,該化合物的摩爾質(zhì)量為b g·
12、mol-1,則該晶胞密度的計(jì)算式為 。 8.(2016·江西模擬)CuSO4在活化閃鋅礦(主要成分是ZnS)方面有重要作用,主要是活化過程中生成CuS、Cu2S等一系列銅的硫化物活化組分。 (1) Cu2+基態(tài)的電子排布式可表示為 。 (2) S的空間構(gòu)型為 (用文字描述);中心原子采用的軌道雜化方式是 ;寫出一種與S互為等電子體的分子的化學(xué)式: 。 (3) 向CuSO4 溶液中加入過量NaOH溶液可生成\[Cu(OH)4 \]2-。不考慮空間構(gòu)型,\[Cu(OH)4\]2-的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為 。
13、 (4) 資料顯示ZnS為難溶物,在活化過程中,CuSO4能轉(zhuǎn)化為CuS的原因是 。 (5) CuS比CuO的熔點(diǎn) (填“高”或“低”),原因是 。 (6) 閃鋅礦的主要成分ZnS,晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示,其晶胞邊長為540.0 pm,密度為 (列式并計(jì)算)。 【主觀題綜合訓(xùn)練答案】 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選考) 1.(1) 1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10) (2) N (3) sp3 N (4) 或
14、 (5) 8 【解析】 (1) Zn為30號(hào)元素,其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2,則Zn2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。 (2) H2O分子中含有3個(gè)原子和8個(gè)價(jià)電子,與其互為等電子體的陰離子是N。 (3) 由圖示可知,N原子能與4個(gè)Ga原子成鍵,故N原子采用sp3雜化;Ga是ⅢA族元素,有空的p軌道,故在形成配位鍵時(shí)N原子提供電子對。 (4) 在[Zn(OH)4]2-中,Zn與O之間是配位鍵,故結(jié)構(gòu)表示為 或 。 (5) 結(jié)合晶胞結(jié)構(gòu)以及化學(xué)式ZnO可知,與O2-距離最近的Zn2+的數(shù)目等于與Zn2
15、+距離最近的O2-的數(shù)目,都是8個(gè)。
2.(1) 3d104s1 7
(2) C 16、2p、3s、3p、3d、4s共7個(gè)能級(jí)。(2) 同周期第一電離能由左向右呈增大的趨勢,ⅡA族元素原子的s能級(jí)是全充滿狀態(tài)、ⅤA的元素原子的p能級(jí)是半充滿狀態(tài),它們第一電離能比相鄰元素大,即第一電離能:C 17、O;CuO易轉(zhuǎn)變?yōu)镃u2O,是因?yàn)镃u2O中Cu的3d能級(jí)是全充滿狀態(tài),而原子處于全充滿、半充滿、全空是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。1個(gè)甲中含CuO 4個(gè),質(zhì)量為(4×80)÷NAg,晶胞體積為(a×10-10)3cm3,密度是。
3.(1) O (2) 直線形
(3) 1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2)
(4) 鎂離子的半徑小于鎳離子,所以氧化鎂的晶格能大于氧化鎳
(5) 12
【解析】 X、Y、Z、W、R均為前四周期元素,且原子序數(shù)依次增大,X的基態(tài)原子中的電子平均分布在三個(gè)不同的能級(jí)中,則核外電子排布為1s22s22p2,則X為碳元素;Y元素的族序數(shù)是其 18、周期序數(shù)的三倍,只能處于第2周期,則Y為氧元素;W為前四周期中電負(fù)性最小的元素,則W為鉀元素;Z的基態(tài)原子核外無未成對電子,原子序數(shù)大于氧小于鉀,則核外電子排布為1s22s22p63s2,所以Z為鎂元素;元素R位于周期表的第10列,原子序數(shù)大于K元素,處于第4周期,R為鎳元素。
(1) X為碳元素,Y為氧元素,X、Y兩種元素中電負(fù)性較大的元素為O。(2) 化合物XY2為CO2,分子的空間構(gòu)型是直線形。(3) R為鎳元素,是28號(hào)元素,根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2。(4) 化合物ZY為MgO,化合物RY為NiO,由于鎂離子的半徑小于 19、鎳離子,所以氧化鎂的晶格能大于氧化鎳,所以MgO的熔點(diǎn)比NiO的熔點(diǎn)高。(5) 根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知,Z位于晶胞的頂點(diǎn)上,與Z原子緊鄰且距離最近的R原子位于晶胞中經(jīng)過Z原子的面的面心上,這樣的面心有12個(gè)。
4.(1) 2 (2) O>S>Na S2->O2->Na+
(3) 109°28' sp3 平面三角形
(4) 1s22s22p63s23p63d104s1(或\[Ar\]3d104s1) 4 低于
【解析】 W、X、Y、Z、R五種元素是短周期的元素,原子序數(shù)依次增大,Y是地殼中含量最多的元素,則Y為O元素;X的基態(tài)原子中成對的電子對數(shù)與單個(gè)電子的數(shù)目相同且原子序數(shù)小于Y, 20、則X為C元素;R的單質(zhì)是淡黃色固體,不溶于水,能溶于CS2,則R是S元素;在短周期中,W的原子半徑最小,Z的原子半徑最大,則W是H元素、Z為Na元素;M是第4周期的元素,M的最外層只有一個(gè)單電子,次外層的軌道上全部充滿了電子,則M為Cu元素。(1) Y是O元素,其原子核外電子排布式為1s22s22p4,2p軌道上有2個(gè)未成對電子。(2) Y、Z、R分別是O、Na、S元素,同一周期元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢,同一主族元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而減小,所以這三種元素第一電離能大小順序是O>S>Na;離子電子層數(shù)越多,其離子半徑越大,電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,離子半徑隨著原子序數(shù)增大 21、而減小,所以離子半徑大小順序是S2->O2->Na+。(3) XW4分子是正四面體結(jié)構(gòu),鍵角是109°28',甲烷分子中C原子價(jià)層電子對個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對,所以雜化方式為sp3;C中C原子價(jià)層電子對個(gè)數(shù)是3且不含孤電子對,所以為平面三角形結(jié)構(gòu)。(4) Cu所含質(zhì)子數(shù)為29,原子核外電子數(shù)為29,核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或\[Ar\]3d104s1;根據(jù)CuCl的晶胞可以判斷,每個(gè)銅原子與4個(gè)Cl距離最近且相等,即Cu的配位數(shù)為4; CuCl、CuO中氯離子半徑大于氧離子、電荷小于氧離子,所以晶格能:CuCl 22、
5.(1) 3 紡錘
(2) 第4周期ⅠB族 ds 29
(3) sp3 三角錐形 焰色反應(yīng)
(4) 12 面心立方堆積
【解析】 A、B、C為短周期主族元素,D、E為第4周期元素,它們的原子序數(shù)依次增大,A元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1,其電子排布為1s22s22p3,則A為N元素;B原子核外所有p軌道全滿或半滿,則價(jià)電子為3s23p3符合題意,則B為P元素;C元素的主族序數(shù)與周期序數(shù)的差為4,C為第3周期ⅦA族元素,即C為Cl元素;D、E為第4周期元素,它們的原子序數(shù)依次增大,D是前四周期中電負(fù)性最小的元素,則D為K元素;E在周期表的第11列,則E位于第4周期ⅠB族 23、,為Cu元素。(1) A為N元素,N的基態(tài)原子中能量最高的電子為2p電子,其電子云在空間有x、y、z三個(gè)方向;p軌道呈紡錘形。(2) E為Cu原子,原子序數(shù)為29,位于周期表中第4周期ⅠB族,位于周期表中的ds區(qū),銅原子的核外電子總數(shù)為29,所以其基態(tài)原子有29種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(3) BC3為PCl3,其中心原子P形成了3個(gè)單鍵,還存在1對孤對電子,則其雜化軌道數(shù)為4,采用sp3;由于三氯化磷分子中含有1對孤對電子,則其空間構(gòu)型為三角錐形;D為K元素,檢驗(yàn)鉀元素可以通過焰色反應(yīng)檢驗(yàn)。(4) E為Cu元素,由晶胞結(jié)構(gòu)可知,以頂點(diǎn)原子研究,與之最近的原子處于面心上,每個(gè)頂點(diǎn)原子為12個(gè)面共用,故 24、晶胞中該原子的配位數(shù)為12;該單質(zhì)晶體中原子的堆積方式為面心立方堆積;晶胞的邊長為×4d cm=2d cm,所以晶胞的體積為(2d cm)3=16d3 cm3,根據(jù)均攤法可知,每個(gè)晶胞中含有的原子數(shù)為8×+6×=4,所以晶胞的密度為= g·cm-3。
6.(1) 1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)
(2) 平面三角形
(3) N2H4分子中N為-2價(jià),而NH3分子中N為-3價(jià),負(fù)電性更高,導(dǎo)致N原子的孤對電子更易提供出來與H+結(jié)合,故堿性更強(qiáng)
(4) C≡O(shè)
(5) 2NA
(6) sp3
(7)
【解析】 W的一種核素在考古時(shí)常用來鑒定一些文物 25、的年代,則W為C元素;X的某一種單質(zhì)在高空大氣層中保護(hù)人類免遭太陽光中紫外線的強(qiáng)烈侵襲,則X為O元素;M的氧化物是導(dǎo)致酸雨的主要物質(zhì)之一,原子序數(shù)小于O,故M為N元素;Z能形成紅色的Z2O和黑色的ZO兩種氧化物,則Z為Cu;Y的基態(tài)原子核外有6個(gè)原子軌道處于半充滿狀態(tài),原子序數(shù)小于Cu,其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1,則Y為Cr元素。(1) Cr3+基態(tài)的電子排布式為1s22s22p63s23p63d3。(2) N中N原子價(jià)層電子對數(shù)=3+=3,N原子沒有孤對電子,故其空間構(gòu)型為平面三角形。(3) N2H4分子中N為-2價(jià),而NH3分子中N為-3價(jià),負(fù)電性更高,導(dǎo) 26、致N原子的孤對電子更易提供出來與H+結(jié)合,故堿性更強(qiáng)。(4) CO與N2互為等電子體,根據(jù)等電子體原理,二者結(jié)構(gòu)相似,故CO的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)。(5) CO2的結(jié)構(gòu)式為OCO,1 mol CO2中含有的2 mol σ鍵,故含有σ鍵數(shù)目為2NA。(6) H2O分子中O原子成2個(gè)σ鍵、含有2對孤對電子,故雜化軌道數(shù)目為4,O原子采取sp3雜化。(7) 向Cu2+的溶液中加入過量NaOH溶液,可生成Cu的配位數(shù)為4的配離子,該配離子的結(jié)構(gòu)式為
7.(1) 第2周期ⅣA族 3d10
(2) sp2 sp3 1∶7 CO(NH2)2能與水分子間形成氫鍵
(3) Be(OH)2+2NaOHN 27、a2BeO2+2H2O
(4) 12 6×6.02×1023
(5) S2- 4×÷(a cm)3
【解析】 X的基態(tài)原子核外的三個(gè)能級(jí)上電子數(shù)相等,原子核外電子排布為1s22s22p2,則X為C元素;Y的單質(zhì)在空氣中燃燒生成一種淡黃色的固體,則Y為Na元素,淡黃色固體是Na2O2;Z元素原子的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少2個(gè),原子只能有3個(gè)電子層,最外層電子數(shù)為6,故Z為S元素;M原子外圍電子排布式為3dn4sn,由于4s能級(jí)最大容納2個(gè)電子,且3d能級(jí)也容納2電子,則M為Ti元素;W的內(nèi)層電子已全充滿,最外層只有2個(gè)電子,原子序數(shù)大于硫,只能處于第4周期,原子核外電子數(shù)為2+8+18 28、+2=30,故W為Zn。(1) C原子處于周期表中第2周期ⅣA族,Zn2+的外圍電子排布式為3d10。(2) 碳能與氫、氮、氧三種元素構(gòu)成化合物 CO(NH2)2,分子中C與O形成CO鍵,C原子與N原子形成C—N鍵,N原子與H原子之間形成N—H鍵,分子中C原子成3個(gè)σ鍵、沒有孤電子對,故C原子采取sp2雜化,N原子成3個(gè)σ鍵、有1對孤電子對,N原子采取sp3雜化;該化合物分子中有1個(gè)π鍵、7個(gè)σ鍵,π鍵與σ鍵數(shù)目之比為1∶7;CO(NH2)2能與水分子間形成氫鍵,該物質(zhì)易溶于水。(3) Be和Al元素處于周期表中對角線位置,化學(xué)性質(zhì)相似,則Be(OH)2與NaOH反應(yīng)生成Na2BeO2與H2O 29、,故反應(yīng)方程式為Be(OH)2+2NaOHNa2BeO2+2H2O。(4) M晶體的原子堆積方式為圖1所示,為六方密堆積,以軸線原子研究,層內(nèi)有6個(gè)原子相鄰,上、下兩層各有3個(gè)原子與之相鄰,故配位數(shù)為12;某M配合物化學(xué)式是\[M(H2O)5Cl\]Cl2·H2O,M離子與H2O、Cl-形成配位鍵,1 mol該配合物中含配位鍵為 6 mol,含有配位鍵的數(shù)目是6×6.02×1023。(5) S2-比Na+多一個(gè)電子層,故離子半徑:S2->Na+;晶胞中黑色球數(shù)目為8,白色球數(shù)目為8×+6×=4,化學(xué)式為Na2S,黑色球?yàn)镹a+、白色球?yàn)镾2-,晶胞質(zhì)量為4×,設(shè)晶胞中最近的兩個(gè)S2-的距離為a 30、 cm,頂點(diǎn)S2-與面心S2-之間距離最近,晶胞棱長為2a cm×=a cm,晶胞密度為4×÷(a cm)3。
8.(1) 1s22s22p63s23p63d9(或\[Ar\]3d9)
(2) 正四面體 sp3 CCl4(或SiCl4)
(3) 或
(4) 在相同溫度下,Ksp(CuS) 31、雜化方式為sp3,S為正四面體結(jié)構(gòu);具有相同原子數(shù)和價(jià)電子總數(shù)的微粒互稱為等電子體,所以與S互為等電子體的微粒有CCl4、SiCl4等。(3) [Cu(OH)4]2-中Cu2+與4個(gè)OH-形成配位鍵,可表示為 或 。(4) 由沉淀轉(zhuǎn)化原理可知溶度積大的沉淀轉(zhuǎn)化為溶度積小的沉淀容易實(shí)現(xiàn),在相同溫度下,Ksp(CuS)
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