2022年高考化學(xué) 備考百?gòu)?qiáng)校小題精練系列 專題33 化學(xué)平衡常數(shù)及化學(xué)平衡相關(guān)計(jì)算
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1、2022年高考化學(xué) 備考百?gòu)?qiáng)校小題精練系列 專題33 化學(xué)平衡常數(shù)及化學(xué)平衡相關(guān)計(jì)算 1.在恒溫、恒容條件下發(fā)生下列反應(yīng):2X2O5 (g) 4XO2(g) +O2(g) △H>0,T溫度下的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為: t/s 0 50 100 150 c(X2O5) mol/L 4.00 2.50 2.00 2.00 下列說法錯(cuò)誤的是 A. T溫度下的平衡數(shù)為K=64 (mol/L)3,100s時(shí)轉(zhuǎn)化率為50% B. 50s 內(nèi) X2O5分解速率為 0.03 mol/ (L?s) C. T1溫度下的平衡常數(shù)為K1,T2溫度下的平衡常數(shù)為K2,若T1>T2,則Kl>K2
2、D. 若只將恒容改為恒壓,其它條件都不變,則平衡時(shí)X2O5的轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)都不變 【答案】D 【解析】 【分析】 2X2O5 (g) 4XO2(g) +O2(g) 初始 4.00 0 0 改變 2.00 4.00 1.00 平衡 2.00 4.00 1.00 根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析。 【詳解】 A. T溫度下的平衡數(shù)為K= =64 (mol/L)3,100s時(shí)轉(zhuǎn)化率為2/4=50%,故正確;B. 50s 內(nèi) X2O5分解速率為= 0.03 mol/ (L?
3、s),故正確;C. 因?yàn)榉磻?yīng)是吸熱的,所以T1溫度下的平衡常數(shù)為K1,T2溫度下的平衡常數(shù)為K2,溫度升高,平衡正向移動(dòng),平衡常數(shù)增大,故正確;D. 反應(yīng)為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng),在恒容條件下,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,容器中的壓強(qiáng)逐漸增大,若壓強(qiáng)恢復(fù)到起始?jí)簭?qiáng),則該平衡正向移動(dòng),則平衡時(shí)X2O5的轉(zhuǎn)化率增大,但平衡常數(shù)不變,故錯(cuò)誤。故選D。 【點(diǎn)睛】 平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與濃度和壓強(qiáng)無關(guān)。 2.T2℃時(shí),將1 mol X和2 mol Y投入2L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):X(g)+2Y(g)3Z(g)ΔH,測(cè)得X、Y的量隨時(shí)間變化如下表,平衡時(shí)物質(zhì)X的體積分?jǐn)?shù)為φ,該反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)隨溫度的變化
4、如下圖,則下列判斷正確的是
0
1
2
3
4
5
6
X
1
0.80
0.66
0.58
0.52
0.50
0.50
Y
2
1.60
A. 前5 min用Z表示的平均反應(yīng)速率為1.2mol/(L·min)
B. T2℃時(shí),對(duì)于反應(yīng)1/2X(g)+Y(g)3/2Z(g) △H’ 2ΔH’=ΔH
C. T2℃時(shí),若以1mol X、2mol Y和1mol Z充入上述容器中,達(dá)到平衡時(shí)X的體積分?jǐn)?shù)比φ大
D. 該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),且T1 5、消耗X的物質(zhì)的量為0.5mol,由方程式可知生成Z1.5mol,則用Z表示反應(yīng)速率為=0.15 mol/(L·min),故錯(cuò)誤;B.反應(yīng)熱與計(jì)量數(shù)呈正比,則T2℃時(shí),對(duì)于反應(yīng)1/2X(g)+Y(g)3/2Z(g)
3.在一定溫度下,將氣體X和氣體Y各0.16mol充入10L恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):X(g)+Y(g) 2Z(g)△H<0,一段時(shí)間后達(dá)到平衡,反應(yīng)過程中測(cè)定的數(shù)據(jù)如下表:下列說法不正確的是
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
A. 反應(yīng)前2min的平均速率v(Z)=2.0×10-3 mol·L-1·min 6、-1
B. 其他條件不變,降低溫度,反應(yīng)達(dá)到新平衡前:v(逆)<v(正)
C. 該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù):K=1.44
D. 保持其他條件不變,起始時(shí)向容器充入0.32 mol氣體X和0.32 mol氣體Y,到達(dá)平衡時(shí),c(Z)=0.024 mol/L
【答案】A
【解析】
【分析】
A、2min內(nèi)Y物質(zhì)的量變化為0.16mol-0.12mol=0.04mol,根據(jù)速率公式計(jì)算v(Y),再利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v(Z);
B、該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng),反應(yīng)達(dá)到新平衡前v(逆)<v(正);
C、反應(yīng)7 min時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡,依據(jù)起始量和平衡 7、時(shí)Y的量建立三段式,依據(jù)平衡濃度計(jì)算反應(yīng)的平衡常數(shù);
D、保持其他條件不變,起始時(shí)向容器中充入0.32mol氣體X和0.32mol氣體Y,相當(dāng)于等效為在原平衡基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),反應(yīng)前后氣體的體積不變,平衡不移動(dòng)。
【詳解】
【點(diǎn)睛】
本題考化學(xué)平衡移動(dòng)原理的綜合應(yīng)用,設(shè)計(jì)化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡的影響因素等,等效平衡的理解應(yīng)用是解題的關(guān)鍵點(diǎn),也是難點(diǎn)。
4.某實(shí)驗(yàn)小組研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響,在其他條件相同時(shí),將和充入體積為2L的恒容密閉容器中,測(cè)得的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:
時(shí)間
0
20
40
60
80
100
的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)
8、
0
0
下列說法正確的是
A. 溫度下,之間,的平均反應(yīng)速率為
B. 在溫度下,該反應(yīng)有可能在70min時(shí)已達(dá)到平衡狀態(tài)
C. 由表中數(shù)據(jù)推測(cè),
D. 由表中數(shù)據(jù)可知,溫度越高,與的反應(yīng)限度越大
【答案】A
【解析】
【詳解】
【點(diǎn)睛】
本題考查化學(xué)平衡,化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算,化學(xué)反應(yīng)限度等,難度較難,注意對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算公式的理解和應(yīng)用,溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響的分析是解題關(guān)鍵。
5.一定溫度下,在4個(gè)體積均為 1.0 L的恒容密閉容器中反應(yīng)2SO2(g)+O2 (g)2SO3(g) 達(dá)到平衡。下列說法正確的是
9、
容器
溫度/K
物質(zhì)的起始濃度/moI/L
物質(zhì)的平衡濃度moI/L
O2或SO3平衡轉(zhuǎn)化率
c(SO2)
c(O2)
c(SO3)
c(SO3)
Ⅰ
723
0.2
0.2
0
0.04
α1
Ⅱ
723
0
0.1
0.2
α2
Ⅲ
723
0.4
0.4
0
α3
IV
823
0
0.1
0.2
α4
A. 達(dá)到平衡時(shí), α1+α2=1
B. 達(dá)到平衡時(shí),容器中的壓強(qiáng):PⅠ>PIV
C. 達(dá)到平衡時(shí),逆反應(yīng)速率容器IV中比容器Ⅰ中的大
D. 達(dá)平衡后,再向容器Ⅰ中充入0.16 mol SO2、0 10、.04 mol SO3,則此時(shí)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行
【答案】C
【解析】
【詳解】
【點(diǎn)睛】
本題考查化學(xué)平衡移動(dòng)的相關(guān)知識(shí)。運(yùn)用等效平衡的原理解答,即一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),采用不同的方法改變外界條件,,會(huì)導(dǎo)致平衡移動(dòng)過程中某些方面的等效性,以此推出其他方面的變化進(jìn)行分析判斷選項(xiàng)的合理性。
6.一定溫度下,在3個(gè)體積均為1.0 L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) 達(dá)到平衡。下列說法正確的是
容器
溫度/K
物質(zhì)的起始濃度(mol/L)
物質(zhì)的平衡濃度(mol/L)
c(H+)
c(CO)
c(CH3OH)
c(CH3OH)
Ⅰ 11、
400
0.20
0.10
0
0.080
Ⅱ
400
0.40
0.20
0
Ⅲ
500
0
0
0.10
0.025
A. 該反應(yīng)的逆反應(yīng)放熱
B. 達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅰ中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中的大
C. 達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍
D. 達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅲ中的正反應(yīng)速率比容器Ⅰ中的大
【答案】D
【解析】
【詳解】
【點(diǎn)睛】
本題主要是考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的有關(guān)判斷與計(jì)算以及外界條件對(duì)反應(yīng)速率和平衡狀態(tài)的影響?;瘜W(xué)平衡是包含溶解平衡、電離平衡、水解平衡等的一個(gè)平衡理論體系,而化學(xué)平衡則是這一體 12、系的核心,是分析其他平衡移動(dòng)的基礎(chǔ)?;瘜W(xué)平衡常數(shù)則是新課標(biāo)地區(qū)的高考命題熱點(diǎn),并且試題的綜合性強(qiáng)、能力要求高。
7.溫度為T時(shí),向2.0L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5,反應(yīng)PCl5(g)?PCl3(g)+Cl2(g)經(jīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表,下列說法正確的是( ?。?
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/ mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
A. 相同溫度下,起始時(shí)向容器中充入1.0mol PCl5、0.20mol PCl3和0.20molCl2,達(dá)到平衡時(shí),c(PCl5) > 0.4 13、mol·L-1
B. 保持其他條件不變,升高溫度,平衡時(shí)c(PCl3)=0.11mol·L-1,則反應(yīng)的△H<0
C. 反應(yīng)在前50 s的平均速率為v(PCl3)=0.0032mol·L-1·s-1
D. 相同溫度下,起始時(shí)向容器中充入2.0mol PCl3和2.0molCl2,達(dá)到平衡時(shí),PCl3的轉(zhuǎn)化率小于80%
【答案】A
【解析】
【詳解】
【點(diǎn)睛】
本題考查反應(yīng)速率、平衡常數(shù)計(jì)算、平衡移動(dòng)、等效平衡等,難度中等,注意平衡計(jì)算的方法應(yīng)用。
8.在一個(gè)固定容積的密閉容器中,保持一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng):H2(g)+Br2(g)2HBr(g),已知加入1 mol H2和2 14、 mol Br2達(dá)到平衡后,生成x mol HBr,在相同條件下若起始時(shí)加入的H2、Br2、HBr分別為a、b、c(均不為0)且保持平衡時(shí),各組分含量都不變,以下推斷正確的是( )
①a、b、c應(yīng)滿足的關(guān)系是4a+c=2b
②平衡時(shí)HBr為ax mol
③a、b、c應(yīng)滿足的關(guān)系是a+b=c
④平衡時(shí)HBr為x mol
A. ① B. ①② C. ①④ D. ②③
【答案】C
【解析】
【分析】
在容器中加入1 mol H2和2 mol Br2達(dá)到平衡后,生成x mol HBr,在相同條件下若起始時(shí)加入的H2、Br2、HBr分別為a、b、c(均不為0), 15、達(dá)到平衡時(shí),各組分含量都不變,則建立的是等效平衡;由于該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng),將所有量按照反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氫氣和溴,只要滿足n(H2):n(Br2)=1:2即可。據(jù)此解答。
【詳解】
【點(diǎn)睛】
所謂等效平衡是指外界條件相同時(shí),同一可逆反應(yīng)只要起始濃度相當(dāng),無論經(jīng)過何種途徑,都可以達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。等效平衡的判斷及處理一般步驟是:進(jìn)行等效轉(zhuǎn)化——邊倒法,即按照反應(yīng)方程式的計(jì)量數(shù)之比轉(zhuǎn)化到同一邊的量,與題干所給起始投料情況比較。掌握等效平衡的判斷方法及滿足條件,明確恒溫恒容與恒溫恒壓條件下的等效平衡的區(qū)別是解答的關(guān)鍵。
9.已知熱化學(xué)方程式:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g) 16、ΔH=-Q kJ·mol-1(Q>0)。下列說法正確的是 ( )。
A. 相同條件下,2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量小于2 mol SO3(g)所具有的能量
B. 將2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密閉容器中充分反應(yīng)后,放出熱量為Q kJ
C. 增大壓強(qiáng)或升高溫度,該反應(yīng)過程放出更多的熱量
D. 如將一定量SO2(g)和O2(g)置于某密閉容器中充分反應(yīng)后放熱Q kJ,則此過程中有2 mol SO2(g)被氧化
【答案】D
【解析】
【詳解】
10.在一定溫度下,將氣體X和氣體Y各0.16 mol充入10 L恒容密閉容器 17、中,發(fā)生反應(yīng)X(g)+Y(g) ? 2Z(g),ΔH<0,一段時(shí)間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測(cè)定的數(shù)據(jù)如下表:
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
下列說法正確的是。
A. 反應(yīng)前2 min的平均速率v(Z)=2.0×10-3mol·L-1·min-1
B. 其他條件不變,降低溫度,反應(yīng)達(dá)到新平衡前v(逆)>v(正)
C. 該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.44
D. 其他條件不變,再充入0.3 mol Z,平衡時(shí)X的體積分?jǐn)?shù)增大
【答案】C
【解析】
【詳解】
A、反應(yīng)前2min,消耗Y的物質(zhì)的量(0.16 18、-0.12)mol=0.04mol,則生成Z的物質(zhì)的量為0.04×2mol=0.08mol,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式,v(Z)=mol/(L·min)=4×10-3mol/(L·min),故A錯(cuò)誤;B、該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則達(dá)到新平衡之前,v(逆) 19、olZ,在等溫恒容下,為等效平衡,則X的體積分?jǐn)?shù)不變,故D錯(cuò)誤。
11.N2O5是一種新型硝化劑,一定溫度下發(fā)生反應(yīng)2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH>0,T1溫度下的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。
t/s
0
500
1 000
1 500
c(N2O5)/(mol/L)
5.00
3.52
2.50
2.50
下列說法正確的是
A. 該反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行
B. T1溫度下的平衡常數(shù)為K1=125,1 000 s時(shí)N2O5(g)轉(zhuǎn)化率為50%
C. 其他條件不變時(shí),T2溫度下反應(yīng)到1 000 s時(shí)測(cè)得N2O5(g)濃度為2.98 mol/L 20、,則T1 21、下反應(yīng)到1000s時(shí)測(cè)得N2O5(g)濃度為2.98 mol/L,濃度大于2.5mol/L,故不可能為升高溫度,應(yīng)為降低溫度,故T1>T2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.平衡常數(shù)只受溫度影響,T1溫度下的平衡常數(shù)為K1,T2溫度下的平衡常數(shù)為K2,若T1>T2,反應(yīng)吸熱反應(yīng),則K1>K2,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;答案選B。
【點(diǎn)睛】
本題考查化學(xué)平衡狀態(tài)判斷、化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算、化學(xué)平衡影響因素、平衡常數(shù)等,難度中等。
12.在一密閉容器中,反應(yīng):aX(g)+bY(g)cZ(g)達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得平衡常數(shù)為K1;保持溫度不 變,將容器體積減小一半,當(dāng)達(dá)到新平衡后,測(cè)得Y的濃度為原來的1.6倍,平衡常數(shù)為K2,則
A. 22、 平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),K2>K1
B. 新平衡時(shí)Y的濃度增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)K1>K2
C. 新平衡時(shí),Z的濃度大于原平衡2倍,K1=K2
D. 反應(yīng)過程中,化學(xué)反應(yīng)速率同等程度增大,K1=K2
【答案】C
【解析】
【分析】
保持溫度不變壓強(qiáng)增大至原來的2倍,將容器的容積壓縮到原來容積的一半,假定平衡不移動(dòng),Y濃度變?yōu)樵瓉淼?倍,達(dá)到新平衡時(shí),物質(zhì)Y的濃度是原來的1.6倍,說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則應(yīng)由a+b>c+d,據(jù)此解答。
【詳解】
A.平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),溫度不變K值不變,K2=K1,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.新平衡時(shí)Y的濃度為原來的1.6倍,濃度增大,平 23、衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),溫度不變則K1=K2,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.新平衡時(shí),平衡正向移動(dòng),體積為原來的一半但Z的物質(zhì)的量增大,濃度大于原平衡的2倍,K1=K2,選項(xiàng)C正確;D.反應(yīng)過程中,化學(xué)反應(yīng)速率均增大,未達(dá)平衡前正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率, K1=K2,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;答案選C。
【點(diǎn)睛】
本題考查化學(xué)平衡移動(dòng)的影響,題目難度不大,本題注意用假定法判斷,如果平衡不移動(dòng),則達(dá)到平衡時(shí)Y的濃度為原來的2倍,根據(jù)實(shí)際Y的濃度,判斷平衡移動(dòng)。
13.T K時(shí),向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol COCl2,反應(yīng)COCl2(g)Cl2(g)+CO(g),經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測(cè)定的部 24、分?jǐn)?shù)據(jù)見下表:
t / s
0
2
4
6
8
n(Cl2) / mol
0
0.16
0.19
0. 20
0.20
下列說法正確的是( )
A. 反應(yīng)在前2 s 的平均速率v(CO)= 0.080 mol·L-1·s-1
B. 保持其他條件不變,升高溫度,平衡時(shí)c(Cl2) = 0.11 mol·L-1,則反應(yīng)的ΔH<0
C. T K時(shí)起始向容器中充入0.9 mol COCl2、0.10 mol Cl2和0.10 mol CO,達(dá)到平衡前v正>v逆
D. T K時(shí)起始向容器中充入1.0 mol Cl2和0.9 mol CO,達(dá)到平衡時(shí),Cl2的轉(zhuǎn)化率為 25、80%
【答案】C
【解析】A、反應(yīng)在前2s的平均速率,錯(cuò)誤;B、平衡時(shí)
該溫度下,若起始向容器中充入0.9 mol COCl2、0.10 mol Cl2和0.10 mol CO,此時(shí)<0.025,則反應(yīng)達(dá)到平衡前正>v逆。正確;D、T K時(shí)起始向容器中充入1.0mol Cl2和1.0mol CO ,應(yīng)等效于向2.0L恒容密閉容器中充入1.0mol COCl2,達(dá)到平衡時(shí)Cl2的轉(zhuǎn)化率等于80%,如加入1.0mol Cl2和0.9mol CO,相當(dāng)于在原來的基礎(chǔ)上減小0.1mol CO,平衡在原來的基礎(chǔ)上向正反應(yīng)方向移動(dòng),則Cl2的轉(zhuǎn)化率小于80%,錯(cuò)誤;故選C。
14.溫度為T1時(shí), 26、在三個(gè)容積均為1L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng): 2NO2(g)?2NO(g)+O2?(g) (正反應(yīng)吸熱)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得:?v正=?v?(NO2?)消耗=?k正c2(NO2?),v逆=?v(NO)消耗= 2v?(O2?)消耗=?k逆c2?(NO)·c(O2?),k正、k逆為速率常數(shù),受溫度影響。下列說法正確的是
容器編號(hào)
物質(zhì)的起始濃度(mol·L-1)
物質(zhì)的平衡濃度(mol·L-1)
c(NO2)
c(NO)
c(O2)
c(O2)
Ⅰ
0.6
0
0
0.2
Ⅱ
0.3
0.5
0.2
?
Ⅲ
0
0.5
0.35
?
A. 設(shè)k為該反應(yīng)的化學(xué)平 27、衡常數(shù),則有k=k逆:k正
B. 達(dá)平衡時(shí),容器Ⅱ與容器Ⅲ中的總壓強(qiáng)之比為20∶17
C. 容器Ⅱ中起始平衡正向移動(dòng),達(dá)平衡時(shí),容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅰ中的小
D. 若改變溫度為T2,且T2>T1,則k正:k逆<0.8
【答案】C
【解析】
體的總量小于0.85mol,所以達(dá)平衡時(shí),容器Ⅱ與容器Ⅲ中的總壓強(qiáng)之比大于20∶17,B錯(cuò)誤;針對(duì)于容器Ⅰ內(nèi)反應(yīng)可知:NO2的轉(zhuǎn)化率為0.4/0.6=2/3,假設(shè)容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率也為2/3,反應(yīng)正向進(jìn)行,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為:
2NO2(g)?2NO(g)+O2(g)
起始量 0.3 0.5 0.2
變化量 0.2 0.2 0.1
平衡量 0.1 0.7 0.3
平衡常數(shù)為k=0.3×0.72/0.12=14.7>8,所以容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率小于2/3,即容器Ⅱ中起始平衡正向移動(dòng),達(dá)平衡時(shí),容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅰ中的小,C正確;由于該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度,所以時(shí)平衡常數(shù)增大,則k正:k逆>0.8;正確選項(xiàng)C。
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