物质的量浓度及相关计算
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物质的量浓度概念及计算计算物质的量浓度可以根据已知的数据使用不同的公式来实现。
以下是常见的计算物质的量浓度的公式及对应的示例:1.摩尔浓度(C):摩尔浓度是指溶液中溶质的摩尔数与溶液体积的比值。
摩尔浓度的计算公式为:C=n/V其中,C为摩尔浓度,n为溶质的摩尔数,V为溶液的体积。
示例:已知溶液中含有0.5mol硫酸,并且体积为2L,那么摩尔浓度为0.5 mol/2 L = 0.25 mol/L。
2.质量浓度(C):质量浓度是指溶液中溶质质量与溶液体积的比值。
质量浓度的计算公式为:C=m/V其中,C为质量浓度,m为溶质的质量,V为溶液的体积。
示例:已知溶液中含有20g盐,并且体积为500mL,那么质量浓度为20g/0.5L=40g/L。
3.相对分子质量浓度(C):相对分子质量浓度是指溶液中溶质的相对分子质量与溶液体积的比值。
相对分子质量浓度的计算公式为:C=M/V其中,C为相对分子质量浓度,M为溶质的相对分子质量,V为溶液的体积。
示例:已知溶液中含有10g硝酸,并且体积为2L,硝酸的相对分子质量为63g/mol,那么相对分子质量浓度为63g/mol/2 L = 31.5 g/L。
除了以上的计算物质的量浓度的公式之外,还有其他的情况需要注意。
例如,在溶液中溶质的物质的量浓度也可以根据反应的化学方程式来计算。
这时,需要根据方程式中的物质的量比例来计算摩尔浓度。
另外,还有一些特定的浓度单位,比如百分比浓度(%)和摩尔分数(mol fraction),也是常见的浓度计算方式。
总而言之,物质的量浓度是指单位体积或单位质量内所含物质的量的多少,可以根据不同的公式进行计算。
在计算物质的量浓度时,需要根据已知的数据和公式进行相应的计算,以得出所需的浓度值。
物质的量浓度总结及有关计算C=n/V其中,C表示浓度,n表示溶质的物质的量,V表示溶液的体积。
在化学实验中,常用的计算物质的量浓度的方法有以下几种:1.已知溶质质量和溶液体积计算浓度:在这种情况下,先将溶质质量单位转为克,体积单位转为升,然后代入浓度计算公式C=n/V,即可得到浓度。
2.已知溶质摩尔质量和溶液体积计算浓度:溶质摩尔质量是指溶液中每摩尔溶质占据的质量。
先将溶质质量单位转为克,然后除以溶质摩尔质量,得到溶质的物质的量。
然后将溶质物质的量代入浓度计算公式中,即可得到浓度。
3.已知溶液中溶质物质的量和溶液体积计算浓度:直接代入浓度计算公式C=n/V,即可得到浓度。
摩尔分数(X)是指溶质的物质的量与溶液总物质的量之比。
摩尔分数计算公式如下:X = n(sol)/n(tot)其中,n(sol)表示溶质的物质的量,n(tot)表示溶液中所有物质的物质的量。
体积分数(C)是指溶质的体积与溶液总体积之比。
体积分数计算公式如下:C = V(sol)/V(tot)其中,V(sol)表示溶质的体积,V(tot)表示溶液的体积。
摩尔分数和体积分数可以通过物质的量浓度转换得到。
假设溶液中溶质的物质的量为n(sol)、溶液总物质的量为n(tot),溶质的体积为V(sol)、溶液的体积为V(tot),摩尔浓度为C,摩尔分数为X,体积分数为C,则有以下关系式:C = n(sol)/V(tot)X = n(sol)/n(tot)C = X*ρ(sol)C = X*M(sol)/M(tot)C = X*(V(mol)/V(sol))其中,ρ(sol)表示溶液的密度,M(sol)表示溶质的摩尔质量,M(tot)表示溶液总物质的摩尔质量,V(mol)表示溶液的摩尔体积。
在物质的量浓度的计算中,还可以通过反应比例关系来计算。
比如,在化学反应中,当已知其中一物质的物质的量浓度时,可以通过反应的化学方程式中的物质的量比例关系,计算其他物质的物质的量浓度。
第06讲物质的量浓度的相关计算1.能从宏观和微观的角度理解微观粒子间的关系。
2.建立n 、M 、V m 、c 之间相互转化关系及进行简单计算的思维模型。
一、物质的量的浓度的简单计算1.公式(1)基本公式:c B =Vn B (2)辅助公式:n =M m =A N N =m V V =22.4L/molV (STP )2.根据定义式计算溶质的物质的量浓度(1)已知溶质的质量m n c(2)已知溶液中某种粒子的数目N n c3.标况下气体溶于水,其物质的量浓度的计算(1)若已知溶液的体积V 气体n c(2)标准状况下,V L 气体溶于V (H 2O)L 水中,所得溶液密度为ρg·mL -1,则①气体的物质的量:n =V L 22.4L·mol -1=V22.4mol ;②溶液体积:V (溶液)=m溶液g ρg·mL-1×10-3L·mL -1=n mol×M g·mol -1+1g·mL -1×V H 2OL×1000mL·L-1ρg·mL -1×10-3L·mL -1;③再根据c =n V溶液知,1000mL·L -1×ρg·mL -1×V L。
二、溶液的稀释或混合1.浓溶液稀释依据:稀释或浓缩前后溶质的质量或物质的量不变(1)溶质的物质的量不变:c (浓)·V (浓)=c (稀)·V (稀);(2)溶质的质量不变:m (浓)·w (浓)=m (稀)·w (稀);(3)溶液的质量守恒:m (稀)=m (浓)+m (水)。
①m 表示溶液质量,ω表示溶质质量分数②V 1、V 2的体积单位一致即可2.相同溶质两溶液混合依据:混合前后溶质的总质量或总物质的量不变(1)溶质的物质的量不变c 1V 1+c 2V 2=c (混)·V (混);(2)溶质的质量不变m 1w 1+m 2w 2=m (混)·w (混)。
专题2物质的量浓度及其计算【名师预测】本专题内容为高考的高频考点,卷均分为3~4分;试题难度中等,试卷题型主要是选择题,在非选择题中主要以计算题目形式呈现;本专题主要以物质的量浓度计算为依托考查,涉及到的知识点有:离子浓度、酸碱中和滴定计算、盐类水解、电化学中溶液pH的计算等,并对上述知识进行定量计算,主要培养学生的宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想等学科核心素养,在备考中关注化学计算的基本方法等细节,注意组成微粒与整体关系等问题。
【知识精讲】一、物质的量浓度及相关计算1.物质的量浓度(1)含义:表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量,符号为c,常用单位为mol·L-1。
(2)溶质B浓度(c B)、溶质B物质的量(n B)和溶液体积(V)之间的关系为c B= n B /V。
(3)溶质浓度(c)、溶质质量分数(w)、溶质摩尔质量(M)和溶液密度(ρ)之间的关系为c=1000ρw /M。
2.定组成定律从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液,溶液中溶质的物质的量浓度是不变的,但溶液的体积不同,溶质的物质的量、质量不同。
3.电荷守恒定律阳离子所带的正电荷总数(浓度)=阴离子所带的负电荷总数(浓度)。
4.溶液稀释(1)溶液稀释过程中,溶质的物质的量保持不变,浓溶液与稀溶液的浓度和体积关系为c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)。
(2)含有同种溶质的溶液混合过程中,溶液浓度与体积的关系为c1V1+c2V2=c混V混。
5.同一溶质不同浓度溶液等质量(或等体积)混合溶液浓度的判断规律同一溶质不同浓度的两种溶液,设其溶液浓度分别为w1、c1和w2、c2,混合后溶液浓度为w、c。
(1)若等质量溶液混合w=(w1 + w2)/2,c ≠(c 1+ c2)/2其物质的量浓度接近体积大(即密度小)的一边。
(2)若等体积的溶液混合c=(c 1+ c2)/2 (忽略溶液体积变化),w≠(w1 + w2)/2其质量分数接近质量大(即密度大)的一边。
5.物质的量浓度及相关计算教课目的知识技术:理解相关物质的量浓度的涵义,掌握相关计算的基此题型。
能力培育:相关物质的量浓度的计算思想能力。
科学思想:在溶液计算中,贯彻守恒的思想。
科学方法:演绎推理法,比较剖析法。
要点、难点相关物质的量浓度计算的6种基本种类是要点;电荷守恒、成立参比的基本解题方法是难点。
教课过程设计教师活动【引入】今日我们复习物质的量浓度。
【发问】物质的量浓度的定义是什么?请写出它的计算公式。
学生活动回答:1L溶液中含有溶质的物质的量。
板书:c=n(mol)/V(L)【再问】溶液的构成还常用什么来表示?回答:也常用溶质的质量分数来表示。
溶质的质量分数表示单位质量溶液中所含溶质的质量。
板书:a%=m(溶质)/m(溶液)×100%第1页共15页【发问】依据物质的量浓度的计算公式c=n/V,我们能够联想起哪些相关的计算思想?请同学们议论后回答。
思虑,议论,回答:1)在公式计算中,已知任何两个量,能够求得第三个量。
2)还能够依据物质的量联系溶质的质量、气体溶质在标准状况下的体积及微粒数量等。
3)当溶质的量一准时,浓度和体积成反比;当体积一准时,浓度和溶质的物质的量成正比。
4)依据n=cV,当拿出必定浓度的溶液时,溶液的浓度不变,但溶质的物质的量和所取溶液的体积成正比。
【评论】同学们说的都很正确,可是,有一个问题,为何当拿出必定浓度的溶液时,溶液的浓度不变?回答:溶液是均匀稳固的系统。
【板书】种类1代入公式的计算【投影】填空:思虑,达成练习。
第2页共15页【重申】体积一定以升(L)为单位进行计算。
假如题目给的体积为mL,则一定进行换算。
【发问】为何醋酸的[H+]小于其酸的浓度?回答:醋酸为弱酸,[H+]=ca,所以,[H+]小于酸的浓度。
【板书】种类 2 溶液物质的量浓度和溶质质量分数的换算【发问】在进行换算时,依据那个不变的量来推导计算公式?请写出计算公式?回答:溶液中溶质的量是不变的,分别用物质的量浓度和溶质的质量分数计算,于是获得以下方程:m=cVM=1000Vρa%【重申】在此公式中,物质的量浓度(c)、溶质的质量分数(a%)、溶质的摩尔质量(M)和溶液密度(ρ),已知任何三个量,可计算第四个量。
物质的量浓度及相关计算1.溶液组成的两种表示方法 (1)物质的量浓度(c B )(2)溶质的质量分数(w )①概念:用溶质的质量与溶液质量的比值来表示溶液组成的物理量,一般用百分数表示。
②表达式:w =m (溶质)m (溶液)×100%。
2.物质的量浓度的有关计算 (1)物质的量浓度计算的两要素 ①溶质确定 与水发生反应生成新的物质: 如Na 、Na 2O 、Na 2O 2――→水NaOH ; SO 3――→水H 2SO 4;NO 2――→水HNO 3。
特殊物质:如NH 3溶于水后溶质为NH 3·H 2O ,但计算浓度时仍以NH 3作为溶质。
含结晶水的物质: CuSO 4·5H 2O ―→CuSO 4;Na 2CO 3·10H 2O ―→Na 2CO 3。
②溶液体积确定:不是溶剂体积,也不是溶剂体积与溶质体积之和,可以根据V =m (溶液)ρ(溶液)求算。
(2)计算类型①标准状况下,气体溶于水形成溶液的物质的量浓度的计算⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫溶质的物质的量n =V 气体22.4 L·mol -1溶液的体积V =m ρ=m 气体+m 水ρc =n V ②溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算推导过程(以1 L 溶液为标准):1 L(1 000 mL)溶液中溶质质量m (溶质)=1_000ρ×w g n (溶质)=1 000ρw M mol 溶质的物质的量浓度c =1 000ρw M mol·L -1。
(c 为溶质的物质的量浓度,单位mol·L -1,ρ为溶液的密度,单位g·cm -3,w 为溶质的质量分数,M 为溶质的摩尔质量,单位g·mol -1) ③溶解度与质量分数的关系某温度下饱和溶液质量分数(w )与溶解度(S )的换算公式:w =S100+S100%。
3.溶液稀释与混合的计算 (1)溶液稀释①溶质的质量在稀释前后保持不变,即m 1w 1=m 2w 2。
物质的量浓度及其计算1. 公式法:当已知溶质的摩尔质量(Molar mass,M)和溶质的质量(m)时,可以使用公式C = m/MV来计算物质的量浓度C。
其中,V是溶液的体积。
这个公式可以用于溶液泄漏或加入了溶质的溶液中。
举个例子,假设我们有一个溶液的体积为500毫升,其中含有5克的NaCl(摩尔质量为58.44 g/mol)。
首先,将溶质质量转换为摩尔数:n = m/M = 5 g / 58.44 g/mol ≈ 0.086 mol然后,将摩尔数除以溶液体积:C = n/V = 0.086 mol / 0.5 L ≈ 0.172 mol/L = 0.172 M所以,此溶液的物质的量浓度C为0.172M。
2.滴定法:滴定法是一种常用的确定物质的量浓度的方法,主要用于分析化学中。
滴定法的基本原理是通过一种化学反应来确定溶液中特定物质的浓度。
例如,假设我们需要确定一溶液中硫酸(H2SO4)的物质的量浓度。
我们可以用一种浓度已知的碱溶液(如氢氧化钠溶液)来与硫酸反应并达到化学计量反应,从而确定硫酸的物质的量浓度。
具体做法如下:首先,取一定体积的浓硫酸溶液(V1)放入滴定瓶中,加入适量的指示剂(如酚酞或溴酚蓝)进行标记。
然后,使用滴定管以滴定液的方式加入标有浓度的碱溶液(V2)直到出现颜色变化。
此时,根据滴定液的体积(V2)和已知的浓度,可以计算出硫酸溶液的物质的量浓度。
以上是物质的量浓度的计算方法。
需要注意的是,在实际测量过程中,应根据实际需求选择不同的计算方法,并注意所有参数的单位一致性。
此外,物质的量浓度在化学实验、工业生产和医学等领域具有重要应用。
通过确定物质的量浓度,我们可以了解溶液的浓度程度,从而控制反应的速率、优化工艺参数或计算药物的剂量等。
因此,准确计算物质的量浓度对于实验结果和工程过程的正确性非常重要。
物质的量的浓度计算公式6个
第一是,溶液百分比浓度计算公式:溶质质量/溶液质量×100%。
第二是,溶质质量+溶剂质量=溶液质量。
第三是,摩尔浓度(mol/L)=溶质摩尔数/溶液体积(升)。
第四是,当量浓度=溶质的克当量数/溶液体积(升)。
第五是,质量-体积浓度=溶质的质量数(克或毫克)/溶液的体积(立方米或升)。
第六是,物质的量浓度=溶质的物质的量/溶液体积。
溶液浓度可分为质量浓度(如质量百分浓度)、体积浓度(如摩尔浓度、当量浓度)和质量-体积浓度三类。
质量百分比浓度:溶液的浓度用溶质的质量占全部溶液质量的百分率表示的叫质量百分浓度,用符号%表示。
例如,25%的葡萄糖注射液就是指100克注射液中含葡萄糖25克。
体积浓度:(1)摩尔浓度:溶液的浓度用1升溶液中所含溶质的摩尔数来表示的叫摩尔浓度,用符号mol/L表示,例如1升浓硫酸中含18.4摩尔的硫酸,则浓度为18.4mol。
(2)当量浓度(N):溶液的浓度用1升溶液中所含溶质的克当量数来表示的叫当量浓度,用符号N表示。
质量-体积浓度:用单位体积(1立方米或1升)溶液中所含的溶质质量数来表示的浓度叫质量-体积浓度,以符号g/m 或mg/L表示。
例如,1升含铬废水中含六价铬质量为2毫克,则六价铬的浓度为2毫克/升(mg/L)。
物质的量浓度及相关计算1.物质的量浓度(1)概念:表示单位体积溶液里所含溶质B 的物质的量。
(2)表达式:c B =n BV。
(3)单位:mol·L -1(或 mol/L)。
2.溶质的质量分数――→概念⎪⎪⎪以溶液里溶质质量与溶液质量的比值表示溶液组成的物理量,一般用百分数表示――→表达式w (B)=m (B )m (aq )×100%(1)1 mol·L -1 NaCl 溶液是指此溶液中含有1 mol NaCl( )(2)用100 mL 水吸收0.1 mol HCl 气体所得溶液的物质的量浓度恰好是1 mol·L -1( )(3)1 L 水中溶解5.85 g NaCl 所形成的溶液的物质的量浓度是0.1 mol·L -1( )(4)将25 g CuSO 4·5H 2O 晶体溶于75 g 水中所得溶质的质量分数为25%( ) (5)将40 g SO 3溶于60 g 水中所得溶质的质量分数为49%( )(6)同浓度的三种溶液:Na 2SO 4、MgSO 4、Al 2(SO 4)3,其体积比为3∶2∶1,则SO 2-4浓度之比为3∶2∶3( ) (7)0.5 mol·L-1的稀H 2SO 4溶液中c (H +)为1.0 mol·L -1( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)√1.在标准状况下,将V L 氨气溶于0.1 L 水中,所得溶液的密度为ρ g·cm -3,则此氨水的物质的量浓度为____________ mol·L -1。
答案1 000Vρ17V +2 240解析 n (NH 3)=V22.4mol ,溶液体积:V =V22.4×17+100ρ×10-3Lc =V 22.4V22.4×17+100ρ×10-3mol·L -1=1 000Vρ17V +2 240mol·L -1。
2.将32.2 g Na 2SO 4·10H 2O 溶于水配成1 L 溶液。
(1)该溶液中Na 2SO 4的物质的量浓度为____________,溶液中Na +的物质的量浓度为____________。
(2)向该溶液中加入一定量NaCl 固体,使溶液中Na +的物质的量浓度为0.4 mol·L -1(假设溶液体积不变)需加入NaCl 的质量为__________,Cl -的物质的量浓度为____________。
答案 (1)0.1 mol·L -1 0.2 mol·L -1 (2)11.7 g 0.2 mol·L -1解析 (1)n (Na 2SO 4)=n (Na 2SO 4·10H 2O)=32.2 g 322 g·mol -1=0.1 mol ,c (Na 2SO 4)=0.1 mol·L -1,c (Na +)=0.2 mol·L -1。
(2)n (Na +)=0.4 mol·L -1×1 L =0.4 mol ,则加入n (NaCl)=0.4 mol -0.2 mol =0.2 mol , m (NaCl)=0.2 mol ×58.5 g·mol -1=11.7 g ,c (Cl -)=0.2 mol 1 L=0.2 mol·L -1。
1.正确判断溶液的溶质并计算其物质的量(1)与水发生反应生成新的物质,如Na 、Na 2O 、Na 2O 2――→水NaOH ;SO 3――→水H 2SO 4;NO 2――→水HNO 3。
(2)特殊物质:如NH 3溶于水后溶质为NH 3·H 2O ,但计算浓度时仍以NH 3作为溶质。
(3)含结晶水的物质:CuSO 4·5H 2O ―→CuSO 4;Na 2CO 3·10H 2O ―→Na 2CO 3。
2.准确计算溶液的体积不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度进行计算: V =m (气体或固体)+m (溶剂)ρ×10-3 L 。
3.注意溶质的浓度与溶液中某离子浓度的关系溶质的浓度和离子浓度可能不同,要注意根据化学式具体分析。
如1 mol·L -1 Al 2(SO 4)3溶液中c (SO 2-4)=3 mol·L -1,c (Al 3+)=2 mol·L -1(考虑Al 3+水解时,则其浓度小于2 mol·L -1)。
题组一 有关物质的量浓度、溶质质量分数、溶解度的换算1.[2016·全国卷Ⅱ,36(5)节选]一种双氧水的质量分数为27.5%(密度为1.10 g·cm -3),其浓度为________mol·L -1。
答案 8.9解析 假设溶液的体积为1 L ,则1 L 溶液中含H 2O 2的质量: m =1 000 mL ×1.10 g·cm -3×27.5%=1.10×275 gc (H 2O 2)=n V =1.10×275 g34 g·mol -11 L≈8.9 mol·L -1。
2.某氯化镁溶液的密度为1.18 g·cm -3,其中镁离子的质量分数为5.1%,300 mL 该溶液中Cl-的物质的量浓度为____________。
答案 5 mol·L -1解析 300 mL 溶液中n (Mg 2+)=300 mL ×1.18 g·cm -3×5.1%24 g·mol -1≈0.75 mol , 依据MgCl 2的化学式可知n (Cl -)=0.75 mol ×2=1.5 mol , c (Cl -)=1.5 mol 0.3 L=5 mol·L -1。
3.已知某饱和NaCl 溶液的体积为V mL ,密度为ρ g·cm -3,质量分数为w ,物质的量浓度为cmol·L -1,溶液中含NaCl 的质量为m g 。
(1)用m 、V 表示溶液的物质的量浓度:________________________________________________________________________。
(2)用w 、ρ表示溶液的物质的量浓度:________________________________________________________________________。
(3)用c 、ρ表示溶质的质量分数:________________________________________________________________________。
(4)用w 表示该温度下NaCl 的溶解度:________________________________________________________________________。
答案 (1)1 000m 58.5V mol·L -1 (2)1 000ρw 58.5 mol·L -1 (3)58.5c 1 000ρ×100% (4)100w 1-w g解析 (1)c =m 58.5V 1 000 mol·L -1=1 000m 58.5V mol·L -1(2)c =1 000 mL·ρ g·mL -1·w 58.5 g·mol -1×1 L=1 000ρw 58.5 mol·L -1。
(3)w =58.5 g·mol -1·c mol·L -11 000 mL·L -1·ρ g·mL-1×100%=58.5c1 000ρ×100%。
(4)S100=w 1-w ,S =100w 1-wg 。
从定义式出发进行物质的量浓度、质量分数、溶解度的换算(1)由定义式出发,运用守恒(溶质守恒、溶剂守恒等)及公式c =nV 、质量分数=溶质的质量溶液的质量×100%进行推理,注意密度的桥梁作用,不要死记公式。
(2)在进行物质的量浓度、质量分数、溶解度三者之间的转换时,除利用上述方法外,我们还可以运用假设法,使问题简单化。
例如:已知溶质的质量分数w ,溶液的密度为ρ g·cm -3,溶质的摩尔质量为M g·mol -1,求物质的量浓度c 。
我们可以假设溶液为1 L ,所以溶液质量为1×1 000×ρ g ,溶质的质量为1×1 000×ρ×w g ,溶质的物质的量为1 000ρw M mol ,这样我们就很容易求出该溶液的物质的量浓度c =1 000ρw M mol·L -1。
题组二 溶液的稀释与混合4.V mL Al 2(SO 4)3溶液中含有Al 3+m g ,取V 4 mL 该溶液用水稀释至4V mL ,则SO 2-4物质的量浓度为( ) A.125m 36V mol·L -1 B.125m 9V mol·L -1 C.125m 54V mol·L -1 D.125m 18Vmol·L -1 答案 A解析 V 4 mL 溶液中Al 3+的物质的量为m g ×1427 g·mol -1=m 108 mol ,稀释后溶液中Al 3+的物质的量浓度为c (Al 3+)=m108 mol 4V ×10-3 L =250m 108V mol·L -1,c (SO 2-4)=32c (Al 3+)=32×250m 108V mol·L -1=125m 36V mol·L -1。
5.现有V L 0.5 mol·L-1的盐酸,欲将其浓度扩大一倍,以下方法中最宜采用的是( )A.加热浓缩到原来体积的一半B.加入5 mol·L-1的盐酸0.125V LC.加入10 mol·L-1的盐酸0.1V L ,再稀释至1.5V LD.标况下通入11.2 L 氯化氢气体 答案 C解析 加热蒸发,HCl 挥发,溶液浓度降低,故A 错误;溶液的体积不具有加和性,故B 错误;混合后溶液中的HCl 的物质的量为 0.5 mol·L -1×V L +10 mol·L -1×0.1V L =1.5V mol ,所以混合后HCl 的浓度为1.5V mol 1.5V L =1 mol·L -1,故C 正确;通入氯化氢气体,溶液的体积发生变化,无法求出浓度,故D 错误。