2019年領(lǐng)軍高考化學(xué) 清除易錯(cuò)點(diǎn) 專題16 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡模擬題訓(xùn)練.doc

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易錯(cuò)點(diǎn)16 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 大題沖關(guān) 1．工業(yè)燃燒煤、石油等化石燃料釋放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等氣體，嚴(yán)重污染空氣。通過(guò)對(duì)廢氣進(jìn)行脫硝、脫碳和脫硫處理可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、廢物利用。 （1）已知：H2的燃燒熱為285.8 kJmol－1 H2O(g)＝H2O(l) ΔH＝－44 kJ/mol N2(g)＋2O2(g)＝2NO2(g) ΔH＝＋133 kJ/mol ①在催化劑存在下，H2還原NO2生成水蒸氣和另一種無(wú)毒物質(zhì)的熱化學(xué)方程式為：___________________________________。 ②反應(yīng)2NO2(g )＝N2(g)＋2O2(g)，設(shè)起始時(shí)容器中只有NO2，平衡時(shí)三種物質(zhì)的物質(zhì)的量與溫度關(guān)系如圖所示。 則A點(diǎn)時(shí)，NO2的轉(zhuǎn)化率為_______________。 B點(diǎn)時(shí)，設(shè)容器的總壓為a Pa，則平衡常數(shù)Kp為____（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。 （2）向2 L密閉容器中加入2 mol CO2和6 mol H2，在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┳饔孟?，下列反?yīng)能自發(fā)進(jìn)行：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g) ＋H2O(g)。 ①該反應(yīng)ΔH_______0（填“>”、“<”或“=”） ②下列敘述能說(shuō)明此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是____________。（填字母） a.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變 b.1 mol CO2生成的同時(shí)有3 mol H—H鍵斷裂 c.CO2的轉(zhuǎn)化率和H2的轉(zhuǎn)化率相等 d.混合氣體的密度保持不變 ③反應(yīng)CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，在起始溫度（T1℃）、體積相同（2L）的兩密閉容器中，改變條件，反應(yīng)過(guò)程中部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表： 反應(yīng)時(shí)間 CO2/mol H2/mol CH3OH/mol H2O/mol 反應(yīng)Ⅰ：恒溫恒容 0 min 2 6 0 0 10 min 4.5 20 min 1 30 min 1 反應(yīng)Ⅱ：絕熱恒容 0 min 0 0 2 2 反應(yīng)Ⅰ，前10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)＝____________。達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ?qū)Ρ龋浩胶獬?shù)K(I)____________K(II)（填“>”、“<”或“＝”）；平衡時(shí)CH3OH的濃度c(I)____________c(II)（填“>”、“<”或“＝”）。 【答案】4H2(g)+2NO2(g)＝N2(g)+4H2O(g) △H＝-1100.2kJmol-1 50% a Pa < a b 0.025 molL-1 min-1 > > 2．工業(yè)廢氣、汽車尾氣排放出的SO2、NOx等，是形成霧霾的重要因素。霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘Ｗ有纬傻臒熿F。 （1）NOx和SO2在空氣中存在下列平衡：2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) △H= -113.0 kJmol-1，2SO2(g)+ O2 (g) 2SO3(g) △H=-196.6 kJmol-1，SO2通常在二氧化氮的存在下，進(jìn)一步被氧化，生成SO3。 ① 寫出NO2和SO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__________________________。 ② 隨溫度升高，該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)變化趨勢(shì)是____________。（填“增大”或“減小”或“不變”） （2）提高2SO2 + O22SO3反應(yīng)中SO2的轉(zhuǎn)化率，是減少SO2排放的有效措施。 ① T溫度時(shí)，在1L的密閉容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，5 min后反應(yīng)達(dá)到平衡，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為50%，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______。 ② 在①中條件下，反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變下列條件，能使SO2的轉(zhuǎn)化率提高的是_________（填字母）。 a．溫度和容器體積不變，充入1.0 mol He b．溫度和容器體積不變，充入1.0 mol O2 c．在其他條件不變時(shí)，減少容器的體積 d．在其他條件不變時(shí)，升高體系溫度 （3）汽車尾氣是氮氧化物的一個(gè)主要來(lái)源。汽缸中生成NO的反應(yīng)為：N2 (g) + O2 (g) 2NO(g) △H>0 汽車啟動(dòng)后，汽缸溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)NO的排放量越大，其原因是_______________。 （4）研究人員在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化劑，可有效降低NOx的排放。 ① 寫出用CO還原NO生成N2的化學(xué)方程式____________________。 ② 在實(shí)驗(yàn)室中模仿此反應(yīng)，在一定條件下的密閉容器中，測(cè)得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況和n (NO)/n(CO)比例變化情況如下圖。 為達(dá)到NO轉(zhuǎn)化為N2的最佳轉(zhuǎn)化率，應(yīng)該選用的溫度和n(NO)/n(CO)比例分別 為________、________；該反應(yīng)的?H________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。 【答案】NO2(g) + SO2(g) = SO3(g) + NO(g) △H ＝ -41.8 kJmol-1 減小 2L/mol bc 升高溫度，反應(yīng)速率加快，平衡向正向移動(dòng)，則NO的排放量單位時(shí)間內(nèi)增多 2NO+2CON2+2CO2 900K n(NO)/n(CO)=1∶1 ＞ ②從圖中看，900K、n(NO)/n(CO)=1∶1時(shí)，NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率最大。當(dāng)n(NO)/n(CO)一定時(shí)，溫度升高，NO轉(zhuǎn)化率增大。故正反應(yīng)吸熱、?H＞0。 3．化石燃料燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生 SO2進(jìn)入大氣，有多種方法可用于 SO2的脫除。 （1）NaClO 堿性溶液吸收法。工業(yè)上可用 NaClO 堿性溶液吸收 SO2。 ①反應(yīng)離子方程式是__________________________________________。 ②為了提高吸收效率，常用 Ni2O3作為催化劑。在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的四價(jià)鎳和原子氧具有極強(qiáng)的氧化能力，可加快對(duì) SO2的吸收。該催化過(guò)程的示意圖如下圖所示： a．過(guò)程1的離子方程式是Ni2O3+ClO－ =2NiO2 +Cl－，則過(guò)程2的離子方程式______。 b．Ca(ClO)2也可用于脫硫，且脫硫效果比NaClO更好，原因是______________。 （2）碘循環(huán)工藝也能吸收SO2降低環(huán)境污染，同時(shí)還能制得氫氣，具體流程如下： 則碘循環(huán)工藝的總反應(yīng)為___________________________________________。 【答案】ClO－+SO2+2OH－=Cl－+SO42－+H2O 2NiO2+ClO－ =Ni2O3 +Cl－+2O Ca2+與SO42—結(jié)合生成難溶的CaSO4有利于反應(yīng)的進(jìn)行 SO2+2H2O H2SO4+H2 硫與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和氫氣，反應(yīng)方程式為:SO2+2H2O H2SO4+H2。 4．紅礬鈉(Na2Cr2O72H2O)是重要的化工原料，工業(yè)上用鉻鐵礦(主要成分是FeOCr2O3)制備紅礬鈉的過(guò)程中會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)： 4FeO(s)＋4Cr2O3(s)＋8Na2CO3(s)＋7O2(g) 8Na2CrO4(s)＋2Fe2O3(s)＋8CO2(g)　ΔH<0 (1)如圖為上述反應(yīng)的濃度—時(shí)間圖像，由圖像判斷反應(yīng)進(jìn)行至t2時(shí)刻時(shí)，改變的條件是_________________________，如圖為上述反應(yīng)的速率—時(shí)間圖像，表示上述反應(yīng)在t1時(shí)達(dá)到平衡， 在t2時(shí)因改變某個(gè)條件而使曲線發(fā)生變化。由圖判斷，t2時(shí)刻曲線變化的原因可能是________(填寫序號(hào))。 a．升高溫度 b．加催化劑 c．通入O2 d．縮小容器體積 (2)工業(yè)上可利用上述反應(yīng)的副產(chǎn)物CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)。 ①一定溫度下，在容積為1L的密閉容器中，充入2 mol CO2和4 mol H2，一段時(shí)間后達(dá)到平衡，測(cè)得CH3OH的物質(zhì)的量濃度為1mol/L，則該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為_________，某時(shí)刻測(cè)得CO2、H2、CH3OH和H2O的物質(zhì)的量分別為2mol，1mol，1mol，1mol，則這一時(shí)刻v(正)___________v(逆) ②在T1溫度時(shí)，將1 mol CO2和3 mol H2充入一密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，CO2轉(zhuǎn)化率為α，則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為_______________。 【答案】降低溫度 b 1 > (2－α)∶2 5．I．二甲醚(DME)水蒸氣重整制氫是一種有效解決氫源的方案，其包含的化學(xué)反應(yīng)有： (1)已知某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示： 請(qǐng)據(jù)此書寫二甲醚(DME)水蒸氣重整制氫的總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_____。 (2)對(duì)于反應(yīng)①，一定溫度下，在一個(gè) 2L 的恒壓密閉容器中充人 0.1 mol CH3OCH3(g)和 0.2 mol H2O(g)發(fā)生該反應(yīng)，經(jīng)過(guò) 10 min 反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)CH3OCH3 ( g)與 CH30H(g)的分壓之比為 3:4，則用 CH3OH(g)表示的平均反應(yīng)速率為_________用分壓計(jì)算表示該反應(yīng)的平衡常數(shù) Kp= ______保留兩位小數(shù)）。（提示：某氣體分壓=總壓 (3)將中間產(chǎn)物 CH3OH 氧化可制得 HCOOH。常溫下，已知 HCOOH 的電離常數(shù) Ka=1.810，，則物質(zhì)的量濃度相同的 HCOOH 與 HCOONa 的混合溶液中，各粒子濃度 (不含 H2O)由大到小的順序是_____。 (4)已知反應(yīng)：HCOOH（過(guò)量）+K2C2O4 =KHC2O4+HCOOK; KHC2O4+CH3COOK =K2C2O4+CH3COOH。H2C204 的一、二級(jí)電 離常數(shù)分別記為 K1、K2，HCOOH、 CH3COOH 的電離常數(shù)分別記為 K3、K4，則 K1、K2、K3、K4 從大到小的排列順序?yàn)開___。 Ⅱ．圖是一種正在投入生產(chǎn)的大型蓄電系統(tǒng)。左右兩側(cè)為電解質(zhì)儲(chǔ)罐，中央為電池，電解質(zhì)通過(guò)泵不斷 在儲(chǔ)罐和電池間循環(huán)；電池中的左右兩側(cè)為電極，中間為離子選擇性膜；放電前，被膜隔開的電解質(zhì)為 Na2S2 和 NaBr3，放電后，分別變?yōu)?Na2S4 和NaBr。 (1)寫出電池放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式：_____。 (2)電池中離子選擇性膜宜采用_____（填“陽(yáng)”或“陰”）離子交換膜。 (3)已知可溶性硫化物在溶液中能與硫單質(zhì)反應(yīng)，生成可溶性的多硫化物 Na2Sx。若通過(guò)加入 FeCl3 與 Na2S， 溶液作用獲得單質(zhì) S，其離子方程式為_____。 【答案】（1）CH3OCH3(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g)H3=+289.98KJ/mol （2）0.004mol.L-1.min-1（3）0.17。（4）c(HCOO-)>c(Na+)>c(HCOOH)>c(H+)>c(OH-)（5）K1>K3>K2>K4（6）2S22--2e-= S42-（7） 陽(yáng)（8）2Fe3++Sx2-=2 Fe2++xS 0.17。 6．工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)制取氫氣：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)， 某研究小組分別在體積均為2L的恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物，使其發(fā)生反應(yīng)，相關(guān)數(shù)據(jù)如下： 容器 編號(hào) 溫度 /℃ 起始量/mol 平衡量/mol 達(dá)到平衡的時(shí)間/min 達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ CO H2O CO2 H2 ① 650 1 2 0.4 0.4 5 16.4kJ ② 650 2 4 t1 Q1 kJ ③ 900 2 4 1.6 1.6 t2 Q2 kJ （1）容器③中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為____________。 （2）容器①中反應(yīng)達(dá)平衡這段時(shí)間，化學(xué)反應(yīng)速率v (H2) =_______________。 （3）下列敘述正確的是 _____________（填字母序號(hào)）。 a．平衡時(shí)，容器①和容器②中CO2的體積分?jǐn)?shù)相等 b．反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，Q2 > Q1 > 32.8 kJ c．達(dá)到平衡的時(shí)間：t2 > t1>2.5 min d．該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H＝－41 kJ/mol 【答案】80% 0.04mol/(L/min) a 7．化合物AX3和單質(zhì)X2在一定條件下反應(yīng)可生成化合物AX5?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)已知AX3的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為-93.6 ℃和76 ℃，AX5的熔點(diǎn)為167 ℃。室溫時(shí)AX3與氣體X2反應(yīng)生成1 mol AX5，放出熱量123.8 kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__________________________。 (2)反應(yīng)AX3(g)+X2(g)AX5(g)在容積為10 L的密閉容器中進(jìn)行。起始時(shí)AX3和X2均為0.2mol。反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行，反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖所示。 ①實(shí)驗(yàn)a從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率v(AX5)=________(保留兩位有效數(shù)字)。 ②圖中3組實(shí)驗(yàn)從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率v(AX5)由大到小的次序?yàn)開__________ (填實(shí)驗(yàn)序號(hào))；與實(shí)驗(yàn)a相比，其他兩組改變的實(shí)驗(yàn)條件及判斷依據(jù)是： b____________________、c____________________。 ③用p0表示開始時(shí)總壓強(qiáng)，p表示平衡時(shí)總壓強(qiáng)，α表示AX3的平衡轉(zhuǎn)化率，則α的表達(dá)式為__________________。 【答案】AX3(l)+X2(g)AX5(s) ΔH=-123.8 kJ/mol0. 00017(或1.710-4 molL-1min-1)bca加入催化劑，反應(yīng)速率加快，但平衡沒有改變溫度升高，反應(yīng)速率加快，但平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)(或反應(yīng)容器的容積和起始物質(zhì)的量未改變，但起始總壓強(qiáng)增大)2(1-) 8．空氣污染問(wèn)題日益引起全民關(guān)注。 （1）汽車尾氣中存在大量的CO、NO、NO2和碳?xì)浠衔?，可采用鉑等貴金屬作為催化劑，使CO和NO轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的氣體，請(qǐng)寫出其化學(xué)方程式________。 （2）科研工作者研究出利用石灰乳除工業(yè)燃煤尾氣中的硫（SO2、SO3）和氮（NO、NO2）的新工藝，既能凈化尾氣，又能獲得應(yīng)用廣泛的CaSO4和Ca（NO3）2。 ①硫酸型酸雨的形成過(guò)程是大氣中的SO2溶于雨水生成某種弱酸，在空氣中經(jīng)催化氧化生成硫酸，該過(guò)程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________、 ________________。 ②CaSO4可以調(diào)節(jié)水泥的硬化時(shí)間。尾氣中SO2與石灰乳反應(yīng)生成CaSO4的化學(xué)方程式為_________________。 ③Ca（NO3）2可制成混凝土防凍劑、鋼筋阻銹劑等.尾氣中NO、NO2與石灰乳反應(yīng)生成Ca（NO3）2的化學(xué)方程式___________________________。 （3）還可用NaClO2溶液（溶液呈堿性）作為吸收劑，對(duì)含有SO2和NOX的燃煤煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝。（已知：酸性條件下，ClO2-會(huì)轉(zhuǎn)化成ClO2和Cl-。ClO2是黃綠色、易溶于水的氣體，具有強(qiáng)氧化性，能氧化SO2或NOX）在鼓泡反應(yīng)期中通入含SO2和NO的煙氣，反應(yīng)溫度為323K，NaClO2溶液的濃度為510-3molL-1。反應(yīng)一段時(shí)間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表。 ①寫出NaClO2溶液脫硝過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式______________。增加壓強(qiáng)，NO的轉(zhuǎn)化率_______（填“提高”、“不變”或“降低”）。 ②隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行，吸收劑溶液的pH逐漸__________（填“提高”、“不變”或“減小”）。 【答案】2CO+2NO2CO2+N2SO2＋H2O?H2SO32H2SO3＋O2=2H2SO42SO2＋O2＋2Ca(OH)2=2CaSO4＋2H2ONO＋NO2＋Ca(OH)2=Ca(NO2)2＋H2O4NO+3ClO2-+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O提高減小 9．某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來(lái)探究“外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先分別量取兩種溶液，然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻，開始計(jì)時(shí)，通過(guò)測(cè)定褪色所需時(shí)間來(lái)判斷反應(yīng)的快慢。該小組設(shè)計(jì)了如下方案。 編號(hào) H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液 溫度/℃ 濃度/molL－1 體積/mL 濃度/molL－1 體積/mL ① 0.10 2.0 0.010 4.0 25 ② 0.20 2.0 0.010 4.0 25 ③ 0.20 2.0 0.010 4.0 50 （1）該反應(yīng)的離子方程式為_______。 （2）探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是________(填編號(hào)，下同)，可探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是____________。 （3）已知50 ℃時(shí)c(MnO4—)～反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖。若保持其他條件不變，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)圖中，畫出25 ℃時(shí)c(MnO4—)～t的變化曲線示意圖_____。 （4）在25 ℃、101 kPa時(shí)，1 g CH4完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量是55.0kJ，則表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式是____________________________。 （5）已知某化學(xué)反應(yīng)A2(g)＋2B2(g)===2AB2(g)(AB2的分子結(jié)構(gòu)為B—A—B)的能量變化如圖所示。該反應(yīng)是一個(gè)______________(填“熵增”或“熵減”）的反應(yīng)。下列有關(guān)該反應(yīng)的敘述中正確的是______。 A．該反應(yīng)是放熱反應(yīng) B．該反應(yīng)的ΔH＝－(E1－E2) kJ mol－1 C．該反應(yīng)中反應(yīng)物的鍵能總和大于生成物的鍵能總和 D．由2 mol A(g)和4 mol B(g)形成4 mol A—B鍵吸收E2 kJ能量 【答案】2MnO4—+5H2C2O4+6H+=2Mn2++8H2O+10CO2↑ ②③ ①② CH4(g）+2O2（g）=CO2(g）+2H2O(l) ΔH=-880kJ/mol 熵減 C 10．亞硝酰氯(ClNO)是有機(jī)合成中的重要試劑，可通過(guò)如下反應(yīng)獲得：2NO(g)＋Cl2(g) 2ClNO(g)。 （1）氫氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時(shí)會(huì)生成亞硝酰氯，涉及如下反應(yīng)： ①2NO2(g)＋NaCl(s) NaNO3(s)＋ClNO(g)　K1 ②4NO2(g)＋2NaCl(s) 2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)　K2 ③2NO(g)＋Cl2(g) 2ClNO(g)　K3 則K3＝________(用K1和K2表示)。 （2）已知幾種化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表(亞硝酰氯的結(jié)構(gòu)為Cl—N===O)： 化學(xué)鍵 N≡O(shè) Cl—Cl Cl—N N===O 鍵能/(kJmol－1) 630 243 a 607 則2NO(g)＋Cl2(g) 2ClNO(g)反應(yīng)的ΔH和a的關(guān)系為ΔH＝_______kJmol－1。 （3）按投料比2∶1把NO和Cl2加入到一恒壓的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率與溫度T、壓強(qiáng)p(總壓)的關(guān)系如圖(a)所示： ①該反應(yīng)的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。 ②在p壓強(qiáng)條件下，M點(diǎn)時(shí)容器內(nèi)NO的體積分?jǐn)?shù)為________。 ③若反應(yīng)一直保持在p壓強(qiáng)條件下進(jìn)行，則M點(diǎn)的分壓平衡常數(shù)Kp＝________(用含p的表達(dá)式表示，用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓＝總壓體積分?jǐn)?shù))。 　 （4）一定條件下在恒溫恒容的密閉容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g)，在n(NO)/n(Cl2)＝1.5時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，ClNO的體積分?jǐn)?shù)可能是圖(b)中D、E、F三點(diǎn)中的________點(diǎn)。 【答案】K3=K12/K2 +(289-2a) < 40% 5/p D