物質(zhì)的量及其濃度

專題：物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中的應(yīng)用物質(zhì)的量在化學(xué)計算中扮演著極其重要的作用，這一個專題，將學(xué)習(xí)最基本的物質(zhì)的量的計算及其運(yùn)用。一、計算原理我們知道，物質(zhì)是由原子、分子或離子等粒子組成的，物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)也是這些粒子按一定的數(shù)目關(guān)系進(jìn)行的．化學(xué)方程式可以明確地表示出化學(xué)反應(yīng)中這些粒子數(shù)之間的數(shù)目關(guān)系?這些粒子之間的數(shù)目關(guān)系，又叫做化學(xué)計量數(shù)V的關(guān)系．典型分析2H2＋O2點(diǎn)燃2H2O化學(xué)計量數(shù)V之比：2:1:2分子數(shù)N之比：2:1:2擴(kuò)大NA倍：2NA:NA:2NA物質(zhì)的量n之比：2mol:1mol:2mol質(zhì) 量m之比：432:36由以上分析可知，化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比，等于組成各物質(zhì)的粒子數(shù)之比，因而也等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比．【練習(xí)】回答下列化學(xué)方程式的含義： H2＋Cl2====2HCl化學(xué)計量數(shù)比粒子數(shù)之比物質(zhì)的量比物質(zhì)的質(zhì)量比

氣體體積比二、解題步驟：化學(xué)方程式中有關(guān)物質(zhì)的量的計算，須按以下步驟進(jìn)行：1．設(shè)未知數(shù) 2.寫出有關(guān)反應(yīng)方程式3．找出相關(guān)物質(zhì)的計量數(shù)之比4．對應(yīng)計量數(shù)，找出相關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量或質(zhì)量或氣體體積5．列比例，進(jìn)行計算。6.寫出答案。【例題】：完全中和0■10molNaOH需H2SO4的物質(zhì)的量是多少？計算所需H2SO4的質(zhì)量是多少？解:①設(shè)硫酸的物質(zhì)的量為n(H2SO4)2NaOH＋H2SO4====Na2SO4＋2H2O210.1mol 210.1mol n(H2SO4)v(NaOH) n(NaOH)v(H2SO4) = n(H2SO4)10.10moln(H2SO4)= 二0.05mol答：完全中和0.10molNaOH需H2SO40.05mol.②2NaOH＋H2SO4====Na2②2NaOH＋H2SO4====Na2SO4＋2H2O2mol98gm(HS0)=2 498g0.1mol=4.9g2mol0.1molm(H2SO4)答：所需H2SO4的質(zhì)量為4.9g.小心得：我們運(yùn)用有關(guān)化學(xué)方程式的計算解決問題時，還經(jīng)常涉及到物質(zhì)的質(zhì)量、濃度、體積等物理量的必要換算.而換算的核心就是——物質(zhì)的量.濃度、體積等物理量的必要換算.而換算的核心就是——物質(zhì)的量.【例題】：將30gMnO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為76.6%的軟錳礦石與足量12moll-1濃鹽酸完全反應(yīng)(雜質(zhì)不參加反應(yīng)).(2)生成的Cl2(2)生成的Cl2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況).解：4HCI(濃) +MnO2=====MnCl2+2H2O+CJ4mol 87g 22．4L12moll-MV[HCI(aq)] 30gx76.6% V(CI2)4molx30gx76.6%V[HCI(aq)]=i2moi?l-1x87g=0.087L30gx76.6%x22.4LV(CI2)= 87g =5.8L練習(xí)1?完全燃燒4molCH4，生成的H2O的物質(zhì)的量是多少？已知：CH4+2O2=CO2+2H2O(完全燃燒生成CO2和水)將0.65g鋅加到50mL1mol?L-1鹽酸中，計算：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，生成H2的體積.若反應(yīng)完成后，溶液體積仍為50mL,這時溶液中Zn2+和H+物質(zhì)的量濃度是多少?已知黑火藥反應(yīng)的方程式為:2KNO3+S+3C====K2S+N21+3CO21求此反應(yīng)中被1.0molKNO3氧化的碳的質(zhì)量是多少g?已知H2S通常為氣體，微溶于酸(H+)溶液，很難電離出H+;FeS易與稀鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為： FeS+2HCI====FeCI2+H2St將8.8gFeS固體置于200mL2.0mol/L的鹽酸中，制備H2S氣體?反應(yīng)完全后，溶液中還剩余部分HCI,H2S的濃度為0.10mol/L,假定溶液體積不變，試計算:收集到的H2S氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況); (2)溶液中Fe2+和H+的物質(zhì)的量濃度.物質(zhì)的量濃度概念的理解化學(xué)實驗中經(jīng)常要用到溶液，我們有時用溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示溶液的組成。為了操作方便，一般取用溶液時并不是稱量它的質(zhì)量，而是量取它的體積。在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物與生成物之間的比例關(guān)系是由化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)所決定的，對生產(chǎn)和科學(xué)研究也有重要意義。我們使用的物質(zhì)的量的濃度這個物理量，來表示單位體積溶液里所含溶質(zhì)B(表示某種溶質(zhì))的物質(zhì)的量，也稱為B的物質(zhì)的量的濃度，符號c(B)物質(zhì)的量的濃度可表示為“但)亠c(B)= 中乂丿V(B)注意：溶質(zhì)是用物質(zhì)的量表示而不是質(zhì)量表示；體積表示溶液的體積，而不表示溶劑的體積，并且體積單位為L。帶結(jié)晶水的物質(zhì)溶于水后，溶質(zhì)是不含結(jié)晶水的化合物，溶劑中的水包括結(jié)晶水。從一定物質(zhì)的量濃度溶液中取出任意體積的溶液，物質(zhì)的量濃度不變，但隨溶液體積的變化溶質(zhì)的物質(zhì)的量不同。氣體溶于一定體積的水中，溶液的體積不等于溶劑的體積而應(yīng)根據(jù)溶液密度和溶液質(zhì)量求算。若濃溶液稀釋或濃度差別較大的溶液混合，混合后溶液的總體積比原來的體積之和小。物質(zhì)的量和物質(zhì)的量濃度的關(guān)系：溶質(zhì)的物質(zhì)的量n等于溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度C和溶液體積V的乘積。即：n=C?V1、它揭示了溶質(zhì)的物質(zhì)的量n、溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度C和溶液體積V的計算關(guān)系。例如，5.85gNaCI溶于水，配成200mL溶液，NaCl的物質(zhì)的量濃度為多少？n5.85g n0.1moln(NaCI)=M=58.5g?moI-1=0■1mOl C(NaCl)=V=^^=0'5mol/L2、它揭示了加水稀釋和蒸發(fā)濃縮的本質(zhì)是溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變。C1V1=C2V2例如，用18moI/L的濃硫酸配制成3.6mol/L500mL稀硫酸，需要濃硫酸多少毫升？C2V23.6mol?L-1x500mLV1=C1= 18mol?L-1 =100mL1000p33、它揭示了物質(zhì)的量濃度C和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)3換算關(guān)系C—M例如，98%的濃硫酸溶液，密度為1.84g/cm3,該濃硫酸的物質(zhì)的量濃度為多少？1000pw1000mL?L-ixi.84g?mL-ix98%98g?mol-iC(H2SO4)=m= =18.4moI/L98g?mol-i和溶液的體積。5、它揭示了離子化合物的溶液各離子濃度之間的相互關(guān)系：如果不考慮離子與水的反應(yīng)，

各離子的物質(zhì)的量濃度之比就等于化學(xué)式各離子右下角系數(shù)之比。例如，在Na2SO4的溶液中，C(Na+):C(SO42-)=2:1例如，O.1mol/L的MgCI2溶液中，Cl-濃度為多少？C(Cl-)=2C(MgCI2)=2x0.lmol/L=0.2mol/L(Cl-)相等【例題】下列溶液中的c(Cl-)與50mL1mol-厶1氯化鋁溶液中(Cl-)相等的是( )150mL1mol-L-1氯化鈉溶液75mL2mo1-厶1氯化鈣溶液150mL3mol-厶1氯化鉀溶液75mL2mo1-厶1氯化鐵溶液解析：1mol-L-1AlCl3溶液中AlCl3的電離方程式為AlCl3Al3++3Cl-，c(Cl-)= =3 =3mol-L-iFeCl 中c(Cl-) mol-L-ix3= mol-L-ic,2=26例題】下列說法正確的是(A.將40gNaOH溶于1L水中,所得溶液的物質(zhì)的量濃度為1mol-厶1B?從1L1mol-厶1的Na2CO3溶液中取出500mL后，剩余溶液的濃度為0.5mol-L-iC?將22.4LHCl氣體溶于水制得1L溶液，所得鹽酸的濃度為1molLD.等體積等物質(zhì)的量濃度的MgCl2和NaCl溶液，所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量相同mol-厶1°A項中，因NaCl的電離方程式為NaCINa++Cl-,所以1mol-厶1NaCl中c(Cl-)二 mol-L-1,不符合要求;B項中 mo,?L-1CaCl2中1,2=2mol-L-1;D項中項符合要求。(Cl-) mol-L-ix2=4mol-L-i;C項中 'mol-L-i=2mol-L-1;D項中項符合要求。解析:A項”溶于1L水”應(yīng)為”溶于水制成1L溶液”;B項取出的溶液與原溶液濃度相等;C項22.4LHCI氣體沒有指明溫度、壓強(qiáng)，無法計算其物質(zhì)的量。辨析比較物質(zhì)的量濃度與溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)內(nèi)容物質(zhì)的量濃度質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義以單位體積溶液里含有溶質(zhì)的物質(zhì)的量來表示溶液組成用溶質(zhì)質(zhì)量與溶液質(zhì)量之比來表示溶液組成溶質(zhì)的單位molg溶液的單位Lg計算公式物質(zhì)的量濃度(mol?L-1)二溶質(zhì)的物質(zhì)的量(mol)溶液的體積(L)質(zhì)量分?jǐn)?shù)二溶質(zhì)的質(zhì)量(g)溶液的質(zhì)量(g)"00%兩者的關(guān)系物質(zhì)的量濃度(mol?L-1)二1000mLx溶液的密度?mL-1)x質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量(g?mol-1)x1L物質(zhì)的量在化學(xué)實驗中的應(yīng)用配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液1、實驗?zāi)康模簩W(xué)會配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液。2、實驗儀器：托盤天平、藥匙（如果是稀釋配制不需要）、量筒、燒杯、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管3、實驗步驟：怎樣配制0.2mol/L的NaCI溶液480mL?（1）計算：按所需要容量瓶的規(guī)格計算。固體計算其質(zhì)量，液體計算其體積。m=C?V?M=0.2mol/Lx0.5Lx58.5g/mol=5.9g

容量瓶規(guī)格：100mL、200mL、250mL、500mL、1000mL（2） 稱量或量?。簩腆w用托盤天平稱量，對液體用量筒量取。托盤天平精確到0.1克，量筒精確到0.1毫升。已知質(zhì)量的稱量：固體質(zhì)量接近時，左手拿著藥匙，右手輕拍左手手腕，讓藥品濺入直至天平平衡。對于腐蝕藥品的稱量，應(yīng)該把藥品放在玻璃容器中稱量。用量筒量取時，平視，使凹液面與刻度線相切。（3） 溶解：用燒杯和玻璃棒將固體或液體溶于少量水中，玻璃棒起攪拌作用，加速溶質(zhì)的溶解。如果將濃硫酸溶于水，應(yīng)該將濃硫酸沿?zé)瓋?nèi)壁注入到水中，并用玻璃棒不斷攪拌。（4） 轉(zhuǎn)移和洗滌：待溶液冷卻至室溫，將溶液沿玻璃棒轉(zhuǎn)移到容量瓶中，玻璃棒起引流作用。燒杯和玻璃棒要用少量水洗滌2—3次，并把洗滌液也轉(zhuǎn)移到容量瓶中，目的是保證溶質(zhì)全部轉(zhuǎn)移到容量瓶中，減少誤差。（5）定容：當(dāng)加水至離刻度線1—2cm處，改用膠頭滴管加水至凹液面與刻度線相切。（6）振蕩搖勻。敘述：將5.85gNaCI固體溶于水，配成500mL溶液，即可配成0.2moI/L的NaCI溶液。容量瓶使用注意事項按所配溶液的體積選擇合適規(guī)格的容量瓶選擇容量瓶必須指明規(guī)格，其規(guī)格應(yīng)與所配溶液的體積相等。如果不等，應(yīng)選擇略大于此體積的容量瓶，如配制500mL1moll-1的NaCI溶液應(yīng)選擇500mL容量瓶，若需要480mL上述溶液，因無480mL容量瓶，也選擇500mL容量瓶，配500mL溶液所需溶質(zhì)的物質(zhì)的量應(yīng)按配制500mL溶液計算。容量瓶使用前一定要檢驗是否漏液方法是：向容量瓶中注入少量水，塞緊玻璃塞，用手指按住瓶塞，另一只手按住瓶底倒轉(zhuǎn)容量瓶，一段時間后觀察瓶塞處是否有液體滲出，若無液體滲出，將其放正，把玻璃塞旋轉(zhuǎn)180°，再倒轉(zhuǎn)觀察。不能將固體或濃溶液直接在容量瓶中溶解或稀釋，容量瓶不能作反應(yīng)器，不能加熱，也不能久貯溶液。配制好的溶液應(yīng)及時轉(zhuǎn)移到試劑瓶中，并貼上標(biāo)簽。一定物質(zhì)的量濃度溶液配制過程中的注意事項向容量瓶中注入液體時，應(yīng)沿玻璃棒注入，以防液體濺至瓶外。不能在容量瓶中溶解溶質(zhì)，溶液注入容量瓶前要恢復(fù)到室溫。容量瓶上只有一個刻度線，讀數(shù)時要使視線、容量瓶刻度線與溶液凹液面的最低點(diǎn)相切。如果加水定容時超過刻度線或轉(zhuǎn)移液體時溶液灑到容量瓶外，均應(yīng)重新配制。定容后再蓋上容量瓶塞搖勻后出現(xiàn)液面低于刻度線，不能再加蒸餾水。稱量NaOH等易潮解和強(qiáng)腐蝕性的藥品，不能放在紙上稱量，應(yīng)放在小燒杯里稱量。若稀釋濃h2so4，需在燒杯中加少量蒸餾水再緩緩加入濃h2so4，并用玻璃棒攪拌。配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的誤差分析：一般是依據(jù)實驗原理，對實驗結(jié)果的數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行分析(屬于公式法)。c(B)二n(B)m「廠二冇。c(B)的誤差取決于m和V的值是否準(zhǔn)確。以配制一定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液為例分析以下操作【C隨V的增大而減小，隨n的增大而增大。】操作nVC稱量時，小數(shù)點(diǎn)后還有數(shù)據(jù)，左盤放砝碼，右盤放藥品減小減小稱量時，砝碼已經(jīng)生銹減小減小稱量NaOH固體直接在濾紙上稱量減小減小用量筒量取液體俯視減小減小用量筒量取液體仰視增大增大溶解濃硫酸時沒有冷卻至室溫就轉(zhuǎn)移減小增大轉(zhuǎn)移時有少量溶液濺出減少減少沒有洗滌燒杯和玻璃棒減小減小容量瓶定容時俯視減小增大容量瓶定容時仰視增大減小容量瓶中含有少量蒸餾水沒影響振蕩搖勻后發(fā)現(xiàn)液面下降，沒有加水至刻度線不變沒影響振蕩搖勻后發(fā)現(xiàn)液面下降，加水至刻度線增大減小洗滌時，將量筒也洗滌了并轉(zhuǎn)移到容量瓶中增大增大

定容誤差的判斷方法定容的目標(biāo)是容量瓶的容積，相關(guān)主要方法是以平視式、以容量瓶的刻度線為目標(biāo)、觀察液面與刻度的位置關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)是液面的最低點(diǎn)與刻度線齊平時，液體體積恰好等于容量瓶的容積。(A)仰視式觀察，溶液體積偏大。如圖(a)實驗室里需用(A)仰視式觀察，溶液體積偏大。如圖(a)實驗室里需用480mL0.1mol/L的硫酸銅溶液，現(xiàn)選用500mL容量瓶進(jìn)行配制，以下操作正確的是( )A.稱取7.68g硫酸銅，加入500mL水B?稱取12.0g膽磯配成500mL溶液C.稱取8.0g硫酸銅，加入500mL水D?稱取12.5g膽磯配成500mL溶液實驗室用氯化鈉固體配制1.00mol/L的NaCI溶液0.5L，回答下列問題例題】(1)請寫出該實驗的實驗步驟① ，② ，③ ，④ ，⑤ 。(2)所需儀器為：容量瓶(規(guī)格： )托盤天平、還需要那些實驗儀器才能完成該實驗，請寫出： 。（3）試分析下列操作對所配溶液的濃度有何影響及造成該影響的原因。①為加速固體溶解，可稍微加熱并不斷攪拌。在未降至室溫時，立即將溶液轉(zhuǎn)移至溶量瓶定容。對所配溶液濃度的影響： ，原因是： ②定容后，加蓋倒轉(zhuǎn)搖勻后，發(fā)現(xiàn)溶面低于刻度線，又滴加蒸餾水至刻度。對所配溶液濃度的影響 ，原因是： ①計算②稱量③溶解轉(zhuǎn)移④洗滌轉(zhuǎn)移⑤定容搖勻（2）500mL、燒杯、藥匙、玻璃棒、膠頭滴管（3）①偏高因恢復(fù)到室溫時，溶液的體積將小于500mL②降低因為溶液體積大于500mL一、選擇題（只有1個正確答案）下列對于“摩爾”的理解正確的是 （ ）摩爾是國際科學(xué)界建議采用的一種物理量摩爾是物質(zhì)的量的單位，簡稱摩，符號為mol摩爾可以把物質(zhì)的宏觀數(shù)量與微觀粒子的數(shù)量聯(lián)系起來國際上規(guī)定，0.012kg碳原子所含有的碳原子數(shù)目為1摩下列有關(guān)阿佛加德羅常數(shù)（NA）的說法錯誤的是 （ ）32克O2所含的原子數(shù)目為NA0.5molH2O含有的原子數(shù)目為1.5NA1molH2O含有的H2O分子數(shù)目為NA05NA個氯氣分子的物質(zhì)的量是0.5mol下列有關(guān)氣體摩爾體積的描述中正確的是 （ ）單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積就是氣體摩爾體積通常狀況下的氣體摩爾體積約為22.4L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積約為22.4L相同物質(zhì)的量的氣體摩爾體積也相同容量瓶是用來配制物質(zhì)的量濃度的溶液的定量儀器，其上標(biāo)有：①溫度、②濃度、③容TOC\o"1-5"\h\z量、④壓強(qiáng)、⑤刻度線、⑥酸式或堿式這六項中的 （ ）②④⑥ B.③⑤⑥ C.①②④ D.①③⑤2molCl2和2molCO2相比較，下列敘述中正確的是 （ ）A.分子數(shù)相等 B.原子數(shù)相等 C.體積相等 D.