物质的量浓度及其计算

1.掌握物质的量浓度的概念。2.掌握溶液浓度的有关换算和计算方法。3.了解物质的量浓度溶液的配制方法。4.了解化学定量实验中的误差分析方法。一、物质的量浓度c（Ｂ）溶质Ｂ的物质的量浓度＝溶质B的物质的量（mol）溶液的体积（L）c（B）＝n（B）V(aq)n（B）＝c（B）×VV＝n（B）／c（B）（mol／L）1、定义：——单位体积溶液中所含溶质B的物质的量——单位：mol/L或mol·L-1——计算公式：①V是指溶液的体积，单位：L②n是指溶质的物质的量，单位：mol③c为溶质的物质的量浓度单位：mol/L④从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液，物质的量浓度不变。但随体积变化，其中溶质的物质的量发生变化。⑤适用范围：适用于溶液中的溶质和密闭容器中的气体注意：①某些物质溶于水后与水发生反应生成了另一种物质，此时溶质为反应后的生成物。例：CaO溶于水后溶质是Ca(OH)2。Na2O溶于水后溶质是NaOH。②带有结晶水的物质作为溶质时，其“物质的量”的计算，用带有结晶水的物质的质量除以带有结晶水的物质的摩尔质量即可。例如：a克CuSO4·5H2O作为溶质，则溶质“物质的量”的求法为：mol250amolg250ga)n(CuSO141、将4gNaOH配制成100mL溶液，该溶液的物质的量浓度c(NaOH)=_________。1mol/L练习：2、100mL1mol/LNa2SO4溶液中，Na2SO4的物质的量是_________；从中倒出20mL，其浓度是__________。0.1mol1mol/L3、将40gNaOH溶解在1L水中，其物质的量浓度是1mol/L吗？不是0.054、25.0g的CuSO4·5H2O溶于水配成2L溶液，则溶质的物质的量浓度为__________mol/L.二、物质的量浓度的计算：（1）已知溶液的体积和溶质的质量，计算溶质的物质的量浓度：①若已知溶质质量mncMmnVnc②若已知溶液中某粒子的个数NncANNnVnc（2）物质的量浓度与溶质的质量分数、溶解度的换算。①物质的量浓度与溶质的质量分数的换算。VncMρω)m()m(溶液溶质换算公式：1BLmolM1000ρcM：溶质B的摩尔质量；ρ：溶液密度（g·mL-1）已知某溶液中溶质的质量分数为ω，溶液密度为ρ，溶液体积为1L，则其物质的量浓度为1(L))molM(gω1000(mL))mLρ(gVnc11BB1LmolM1000ρω例.一定温度下，NaOH溶液体积为VmL，溶液密度为dg·cm-3，质量分数为ω，物质的量浓度为cmol·L-1，该溶液中含有NaOH的质量为mg。（1）用m、V表示NaOH的物质的量浓度____________________。（2）用ω、d表示NaOH的物质的量浓度____________________。1LmolV25m25dωmol·L-1②物质的量浓度与溶解度的换算。gmS100)(m)(溶剂溶质00100100SS)100(10001000SMScMc注意:用溶解度与质量分数换算时，必须是饱和溶液。例.一定温度下，NaCl饱和溶液体积为VmL，溶液密度为dg·cm-3，溶解度为S。(1)用S表示NaCl的质量分数________________。(2)用S、d表示NaCl的物质的量浓度_____________________。100%S100Sω1LmolS)(10058.51000dSc（3）标准状况下，一定体积的气体溶于水形成溶液，计算该溶液中溶质的物质的量浓度。V(气体)nc①若已知气体的体积和溶液的体积1-·4.22)(molLVn气体)(溶液Vnc注意：当气体溶于一定体积的水后，溶液的体积不再是原来水的体积。②若已知溶液的密度在标准状况下，aL气体（摩尔质量为Mg/mol)完全溶于bmL水中，所得溶液的密度为ρg/cm3，求其物质的量浓度c。mol22.4anmol/L22.4baM1000aρvnc-13mLL10mLρbM22.4aV·(4)溶液中离子浓度之间的关系及电荷守恒原理②定组成定律：在溶液中，溶质发生电离，阳离子与阴离子的物质的量浓度之比=化学组成中离子个数之比。①若溶质不发生电离（如：蔗糖、酒精等），则溶质在溶液中以分子形式存在，溶质的浓度就是分子的浓度；b、在c(OH-)均为0.1mol/L的NaOH、Ba(OH)2溶液c(OH-)=2c(Ba2+)=0.1mol/Lc(NaOH)=c(Na+)=c(OH-)=0.1mol/La、在0.1mol/L的H2SO4中c(SO42-)=c(H2SO4)=0.1mol/LH2SO4=2H++SO42-NaOH=Na++OH-Ba(OH)2=Ba2++2OH-c(H+)=0.2mol/Lc[Ba(OH)2]=c(Ba2+)=0.05mol/Lc、在Al2(SO4)3溶液中在同一溶液中，不同粒子（分子、离子等）的物质的量浓度之比等于其粒子数目之比。Al2(SO4)3的电离方程Al2(SO4)3=2Al3++3SO42-3:2:1SOc:Alc:)(SOAlc243342例1.下列溶液中c(Cl-)与50mL1mol/L的AlCl3溶液中氯离子浓度相等的是()。A.150mL1mol/LNaCl溶液B.75mL2mol/LNH4Cl溶液C.75mL1mol/LFeCl3溶液D.150mL2mol/LMgCl2溶液C例2.1LAl2(SO4)3溶液中，含mgAl3+，求c(Al3+)=___________mol/L，c(SO42-)=_________mol/L，c[Al2(SO4)3]=_________mol/L。m/27m/18m/54②电荷守恒规律：任何溶液都呈电中性，则溶液中阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。（高考重点）如：1.在Na2SO4溶液中2.在K2SO4、MgSO4的混合溶液中c(K+)×1+c(Mg2+)×2=c(SO42-)×2c(Na+)×1=c(SO42-)×2电荷守恒电荷守恒对于含有Aa+、Bb-、Mm+、Nn-及H+、OH-等的溶液中，电荷守恒通式为:OHcNcnBcbHcMcmAcanbma例1：某盐的混合物中Na+、Mg2+、Cl-的物质的量浓度分别为0.2mol/L、0.4mol/L、0.4mol/L，则SO42-的物质的量浓度为（）A、0.1mol/LB、0.2mol/LC、0.3mol/LD、0.4mol/L[解析]先列出电荷守恒式：LLSOc/mol3.0/mol24.0-4.022.0)(24C例2：在含有MgCl2、NaCl和K2SO4的混合溶液中，已知c(Cl-)=1.5mol/L，c(K+)=1mol/L，c(Na+)=0.5mol/L，则c(Mg2+)为()A、0.2mol/LB、0.3mol/LC、0.5mol/LD、0.6mol/LC例3.某氯化镁溶液的密度为1.18g·cm－3，其中镁离子的质量分数为5.1%，300mL该溶液中Cl－的物质的量约等于()A．0.37molB．0.63molC．0.74molD．1.5mol解析：DmolmolgcmgmLMgn75.024%1.518.1300)(132molmolCln5.175.02)(（5）溶液稀释或混合时物质的量浓度的计算①溶液稀释定律m浓·ω浓=m稀·ω稀（溶质的质量不变）c浓·V浓=c稀·V稀（溶质的物质的量不变）稀释浓溶液时，溶液的体积、质量、浓度和溶质的质量分数发生了变化，但溶质的质量、物质的量不变。因此有：例：配制500mL1mol/L硫酸溶液，需用质量分数为98%、密度为1.84g/cm3的浓硫酸的体积是________浓硫酸的物质的量浓度：需浓硫酸的体积：27.2mL18.4mol/Lmol/L9898%1.841000M1000ρcω浓硫酸27.2mL18.4mol/L1mol/L500mLcnV(浓硫酸)②溶质相同的溶液混合后溶液浓度的计算a)等质量混合：两溶液等质量混合后，混合液中溶质的质量分数()，与溶液密度无关。221混例如:(1)质量分数分别为10%和30%的盐酸等质量混合，ω(HCl)=__________(2)90%的浓硫酸与水等质量混合，ω(H2SO4)=___________20%45%b)等体积混合：因溶液的密度不同，溶质的质量分数可能大于或小于平均值。2ωωωcm1gρ2ωωωcm1gρρρωρωρVρVρωVρωVρω213213212211212211混混混，，注意：当溶液密度ρ＞1g·cm-3时，通常浓度(质量分数或物质的量浓度)越大，密度也越大。等体积混合后质量分数(硫酸、硝酸等)如：质量分数为50%与30%的硫酸等体积混合，所得溶液中ω(H2SO4)＞40%2ωωω21混当溶液密度ρ＜1g·cm-3时，浓度(质量分数或物质的量浓度)越大，密度越小。等体积混合后，质量分数(氨水、酒精)如：质量分数为30%与10%的氨水等体积混合，所得溶液中ω(NH3)＜20%2ωωω21混c)以任意体积比混合：212211VVVcVcVnc(稀溶液混合时，体积可以近似相加)322111021mmVcVcVnc浓溶液混合或将浓溶液稀释时，体积不能相加，此时，V总≠V1+V2，必须由溶液的质量和密度来计算体积，并将mL化成L。例1：将质量分数为30%和10%的氨水分别进行等体积混合和等质量混合，所得溶液中溶质的质量分数分别为a和b；将质量分数为30%和10%的硫酸分别等体积和等质量混合，所得溶液中溶质的质量分数分别为d和e。则a、b、d、e的大小关系是__________。[解析]由上述总结可知，a20%，b=20%，d20%，e=20%，所以db=ea。db=ea例2：若以ω1和ω2分别表示物质的量浓度为amol/L和bmol/L的氨水的质量分数，且知2a=b，则下列推断正确的是(氨水的密度比纯水小)()。A、2ω1=ω2B、2ω2=ω1C、ω22ω1D、ω1ω22ω1[解析]对于溶质相同的溶液，由有：，即，得。由于氨水越浓其密度越小，，即ρ2ρ1，所以，即ω22ω1。Mc1000221121cc212211ba1221212121C物质的量在化学方程式计算中的应用参与反应的各物质的物理量之间的比例关系aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)化学计量数比：a∶b∶c∶d质量比：aMA∶bMB∶cMC∶dMD物质的量比：a∶b∶c∶d气体体积比：a∶b∶c∶d不同物质间相同物理量之间的换算可以按上述比例进行。(1)化学方程式表示的是纯净物之间的关系，换算关系为：①m(纯物质B)＝m(不纯物质)×ω(B)ω(B)指混合物中B的质量分数②n(纯物质B)＝n(不纯物质)×ω(B)ω(B)指混合物中B的物质的量分数探究：根据化学方程式计算时需注意哪些问题(2)化学方程式中，两个量的单位不统一时，只要保证“上下一致，左右相当”即可，例如：87gxg4molymol①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑22.4LxL4molymol②MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑87gxg③MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑22.4LxL上述3种表示方法均正确，解题时具体选用哪种格式，要根据题目所给量的单位，具体问题，具体分析，灵活运用。例：将标准状况下的HCl气体44.8L溶于水形成100mL溶液，然后与足量的铁屑充分反应。回答下列问题：(1)参加反应的铁的质量为__________。(2)生成H2的体积(标准状况)为__