高中化学 第1章 第3节 第3课时 物质的量浓度教案 鲁科版必修第一册-鲁科版高一第一册化学教案

核心素养发展重点 增强探索未知、崇尚真理的意识；根据化学问题设计简单的实验方案并完成实验。 学业要求 1.能运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。 2.能根据要求设计配制一定体积、一定物质的量浓度溶液的实验方案，进行配制和配制过程中的误差分析。 自主学习 01单位体积溶液中所含溶质B的□02物质的量表示溶液组成的物理1.物质的量浓度：用□03mol·L－1或□04mol·m－3；符号：□05cB。 量，叫溶质B的物质的量浓度，单位为□06cB·V或cB＝□07B或V2．溶质B的物质的量、物质的量浓度和溶液体积的关系：nB＝□08B。 ＝□

3．配制一定物质的量浓度的溶液

09玻璃棒、□10容量瓶、□11胶头滴管。 (1)实验仪器：托盘天平、药匙、烧杯、量筒、□(2)容量瓶

4．化学反应中的定量关系

点燃

152_mol_H2与1_mol_O2在点燃的条件下恰对于化学反应2H2＋O2=====2H2O，可以理解为□好完全反应生成2_mol_H2O。

课堂探究 一、物质的量浓度

1．小明的爷爷去医院检查身体，下表是血液检验单的部分数据，请你解读这些数据的含义。

项目名称 甘油三酯 总胆固醇 葡萄糖 结果 1.52 4.27 7.94 单位 mmol·L mmol·L mmol·L －1－1－1nVncB

参考值 0.5～1.71 3.6～5.18 3.61～6.11 提示：表中数据的含义是：小明的爷爷每升血液中甘油三酯的含量为1.52 mmol，介于0.5 mmol到1.71 mmol之间，小明的爷爷的血液中甘油三酯的含量符合正常值。同样总胆

固醇含量也正常，但葡萄糖含量偏高，可能有尿糖病。

2．为了测定某废水中硫酸的总量，某化学兴趣小组取100 mL废水样品注入烧杯中，测定后得知H2SO4的物质的量浓度为1.5 mol·L，然后通过物质的量浓度和废水的总体积计算出废水中硫酸的总量。该兴趣小组的做法给了你怎样的启示？

提示：工业上测废水中某成分的总量时，先测出其物质的量浓度，再由总体积求出该成分的总含量。nH2SO4＝cH2SO4·V＝1.5V(mol)，再由nH2SO4计算出所加的除去该废水中该成分的除杂剂的总量以达排放标准。

1．cB＝关系式中，nB是指溶质B的物质的量，可用mB与MB进行计算。即nB＝；而V是溶液的体积，可以用V＝－1

nB

VmBMB

m溶液

进行计算，它不等于V溶剂＋V溶质。 ρ2．一定物质的量浓度的某溶液，其浓度不因所取体积不同而变化。 知识拓展 1．溶液稀释定律

溶质质量不变：m1·w1＝m2·w2

溶质的物质的量不变：c浓·V浓＝c稀·V稀

2．气体溶质溶于水中制得溶液，其物质的量浓度的计算。在标准状况下，1 L水中溶解某气体V L，所得溶液密度为ρ g·cm，气体摩尔质量为M g·mol。则：

－3

－1

nV/22.4－1

c＝＝ mol·L； Vaq1000×1＋V/22.4×M1000ρm溶质V/22.4×Mw＝×100%＝×100% m溶液1000×1＋V/22.4×MM·V＝×100%。 22400＋M·V1．关于0.1 mol/L H2SO4溶液的叙述错误的是( ) A．1 L该溶液中含有H2SO4的质量为9.8 g

B．0.5 L该溶液中氢离子的物质的量浓度为0.2 mol/L

C．从1 L该溶液中取出100 mL，则取出溶液中H2SO4的物质的量浓度为0.01 mol/L D．取该溶液10 mL，加水稀释至100 mL后H2SO4的物质的量浓度为0.01 mol/L 答案 C

解析 1 L 0.1 mol/L的H2SO4溶液中含溶质的质量m＝n·M＝1 L×0.1 mol/L×98 g/mol＝9.8 g，A正确；0.1 mol/L H2SO4溶液中H浓度为0.2 mol/L，B正确；溶液是均一、稳

＋

定的混合物，故取出的100 mL溶液的浓度仍然是0.1 mol/L，C错误；10 mL溶液加水稀释1

至100 mL，体积增大10倍，浓度变为原来的，即0.01 mol/L，D正确。

10

2．向1000 g蒸馏水中通入标准状况下的HCl气体a L，得到盐酸的密度为b g·cm，则该盐酸的物质的量浓度为( )

A.

mol·L 22.4

mol·L 22400

－3

a－1

B.

ab－1

C.

ab22400＋36.5a mol·L

－1

D.

1000ab－1

mol·L

22400＋36.5a答案 D

a La解析 题中溶质的物质的量n(HCl)＝＝ mol， －1

22.4 L·mol22.4

mol×36.5 g·mol＋1000 g

22.4

溶液的体积V＝ －1

1000×b g·L×36.5＋100022.4nHCl＝ L，则c(HCl)＝

1000bV1000 ab－1

＝ mol·L。 22400＋36.5a方法技巧

有关物质的量浓度的常见计算

溶质的质量(mB)，溶液的体积(V)，溶液的质量[m(aq)]，溶质的质量分数(w)与溶质的物质的量浓度(cB)的关系。

3

mB1mB101000ρmB1000ρw3

cB＝×＝×ρ×＝＝(溶液的密度为ρ g/cm)。

MBVMBmaqMB·maqMB

a－1

a二、配制一定物质的量浓度的溶液

1．在配制一定物质的量浓度的溶液的过程中，容量瓶所起的作用是什么？ 提示：准确地度量溶液的体积。

2．为了准确配制此溶液，在实验操作方面应注意哪些问题？

提示：称量要准确，可用电子天平；溶解后要冷却至室温后再转移，转移时要用玻璃棒

引流(引流时玻璃棒的下端要靠在容量瓶中的刻度线以下)，不要洒在外面，且要洗涤小烧杯内壁和玻璃棒2～3次，把每次洗涤液都转移到容量瓶中；定容时要使溶液的凹液面与刻度线水平相切，不要仰视或俯视。

1．容量瓶的选择和使用时注意的问题

(1)选择容量瓶遵循“大而近”原则：所配溶液的体积应等于或略小于选用的容量瓶的容积。如配制80 mL某浓度的溶液可选用100 mL容量瓶配制，然后取80 mL使用。

(2)使用前要先检查瓶塞是否漏液，再洗净，使用时应注意“六不”：不能溶解固体；不能加热；不能稀释浓溶液；所配溶液温度不能高于或低于室温；不能用做反应容器；不能长期贮存所配溶液。

2．固体药品称量时一般用称量纸，但NaOH、KOH等固体药品称量时要用小烧杯(因其潮解性、腐蚀性强的原因)。

3．加水定容时一定不能超过刻度线，否则应重新配制。 4．误差分析

误差分析依据：c＝。以配制一定物质的量浓度的NaCl溶液为例(表格中的“－”表示对n或V无影响)： 配制步骤 称量 溶解 移液 移液时有部分溶液洒在外面 洗涤 未洗涤或洗涤液洒在外面 液面超出刻度线，用胶头滴管吸出 定容 定容时俯视 定容时仰视 摇匀 装瓶 摇匀后液面下降，滴加蒸馏水至刻度线 试剂瓶刚用蒸馏水洗过 减小 减小 减小 － － － － － － － 偏小 偏大 增大 增大 减小 减小 减小 增大 减小 减小 减小 错误操作 物质、砝码位置放反且使用了游码 有少量液体溅出 移液前容量瓶内有少量蒸馏水 nVn 减小 减小 － － － － V c 减小 减小 不变 知识拓展 1．用m＝cB·V·MB计算固体溶质的质量时，V要用所选容量瓶的容积。

2．用浓溶液配制溶液时，要用量筒量取浓溶液于小烧杯中，加水稀释，但量取的浓硫酸要慢慢注入装有蒸馏水的小烧杯中。

3．配制一定物质的量浓度的溶液的实验步骤： 以配制100 mL、0.4 mol/L的NaCl溶液为例

3．实验中需2.0 mol·L的Na2CO3溶液950 mL，配制时应选用的容量瓶的规格和称取Na2CO3的质量分别是( )

A．1000 mL,212.0 g B．950 mL,201.4 g C．1000 mL,572.4 g D．500 mL,100.7 g 答案 A

解析 因为没有规格为950 mL的容量瓶，需选用1000 mL的容量瓶。按配制1000 mL 2.0 mol·L Na2CO3溶液来计算所需Na2CO3的质量。故需称取Na2CO3的质量m(Na2CO3)＝1 L×2.0 mol·L×106 g·mol＝212.0 g。

4．现用溶质质量分数为98%的浓硫酸(密度为1.84 g·mL)配制1 mol·L的稀硫酸100 mL。

(1)经计算，需浓硫酸的体积为________ mL(结果保留一位小数)。 (2)实验中应选用的仪器是________(填序号)。 ①100 mL量筒 ②托盘天平(带砝码) ③玻璃棒 ④50 mL容量瓶 ⑤10 mL量筒 ⑥50 mL烧杯 ⑦100 mL容量瓶 ⑧胶头滴管

(3)此实验中玻璃棒的作用是_____________________________________。 (4)分析下列操作对所配溶液浓度的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 ①转移浓硫酸后，小烧杯未洗涤：________；

②量取浓硫酸的量筒用蒸馏水洗涤两次，并将洗涤液转入容量瓶中：________； ③定容时俯视容量瓶刻度线：________； ④移液前容量瓶内留有少量蒸馏水：________。 答案 (1)5.4 (2)③⑤⑥⑦⑧ (3)搅拌和引流 (4)①偏低 ②偏高 ③偏高 ④无影响 解析 (1)所需浓硫酸的体积为

1 mol·L×0.1 L×98 g·mol

≈5.4 mL。 －1

98%×1.84 g·mL

(2)由(1)可知，应选用10 mL的量筒量取浓硫酸，故应选用仪器⑤。由浓溶液配制稀溶液的实验步骤可知，还需要的仪器有③⑥⑦⑧。

(3)在配制过程中，稀释浓硫酸和往容量瓶中转移溶液都用到玻璃棒，所以玻璃棒的作

－1

－1

－1

－1

－1

－1

－1

－1

用是搅拌和引流。

(4)①由于小烧杯未洗涤，溶质未全部转入容量瓶中，导致所配溶液浓度偏低；②由于用蒸馏水洗涤了量筒，并将洗涤液转入容量瓶中，导致溶质增多，所配溶液浓度偏高；③定容时俯视容量瓶刻度线会使所加蒸馏水的体积减小，导致所配溶液体积偏小，浓度偏高；④配制溶液需要向容量瓶中加蒸馏水，所以移液前容量瓶中有少量的蒸馏水对所配溶液浓度无影响。

规律方法

定容时仰视或俯视刻度线产生的误差图解

(1)仰视刻度线(图1)。由于操作时是以刻度线为基准加水，从下向上看，最先看见的是刻度线，刻度线低于液面的实际刻度，故加水量偏多，导致溶液体积偏大，浓度偏小。

(2)俯视刻度线(图2)。与仰视刻度线恰好相反，刻度线高于液面的实际读数，使得加水量偏少，浓度偏大。

三、化学反应中的定量关系

在实验室里需要制取一定量的氢气。现将0.65 g金属锌放入一定体积的2 mol·L盐酸中，它们恰好完全反应。相关数据如下表：

化学反应 物质的量 质量或气体体积(标准状况) Zn ＋ 2HCl === ZnCl2 ＋ H2↑ 0.01 mol 0.65 g 0.02 mol 0.73 g 0.01 mol 1.36 g 0.01 mol 224 mL －1

1．分别用质量、物质的量计算所需盐酸的体积。比较使用哪种物理量进行计算更方便，更能反映出宏观物质之间进行反应时微观粒子之间的数量关系。

提示：①用物质的量计算盐酸的体积：

nHCl0.02 mol

V盐酸＝＝＝0.01 L。

cHCl2 mol·L－1

②用质量计算所需盐酸的体积： 由mHCl＝cHCl·V·MHCl 得V＝

mHCl0.73 g

＝＝0.01 L －1

cHCl·MHCl2 mol·L×36.5 g·mol－1

比较①、②的计算方式，用物质的量计算所需盐酸的体积更方便。

2．学习了物质的量这一物理量后，你对化学反应中的定量关系有了哪些新的认识？ 提示：由n＝可知，化学方程式中分子式前面的系数间的定量关系实际上就是物质的

NNA

点燃

量间的定量关系，如2Fe＋3Cl2=====2FeCl3中的定量关系是2 mol Fe与3 mol Cl2恰好反应生成2 mol FeCl3。

1．参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)

系数比： 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。 2．不同物理量间的换算方法 aA(g)＋bB(g)===cC(g) ＋ dD(g)

a×MAg b mol c×22.4 L d mol

m(A) n(B) V(C) n(D) 则有比例关系：

a·MA gb molc×22.4 Ld mol

＝＝＝ mAnBVCnD

单位关系：上下一致，左右对应。

5．将5.6 g铁放入1 L 0.2 mol·L的CuSO4溶液中，生成Cu的质量是________。 答案 6.4 g

5.6 g

解析 n(Fe)＝－1＝0.1 mol，

56 g·mol

－1

n(CuSO4)＝0.2 mol·L－1×1 L＝0.2 mol。

Fe ＋ CuSO4===FeSO4＋Cu 1 mol 1 mol 0．1 mol 0.1 mol

由于0.2 mol＞0.1 mol，故CuSO4过量，生成的Cu应根据Fe的物质的量计算，由化学方程式知：0.1 mol Fe与过量的CuSO4反应生成0.1 mol Cu。所以m(Cu)＝64 g·mol×0.1 mol＝6.4 g。

6．过氧化钠能与水发生反应，某同学欲用该反应制取标准状况下的氧气1.12 L。 (1)计算至少需要称取过氧化钠的质量； (2)反应后生成NaOH的物质的量是多少？

(3)若反应后溶液体积为400 mL，求所得溶液溶质的物质的量浓度。

－1

答案 (1)7.8 g (2)0.2 mol (3)0.5 mol·L 解析 2Na2O2＋2H2O===4NaOH ＋ O2↑ 2×78 g 4 mol 22.4 L m(Na2O2) n(NaOH) 1.12 L 2×78 g22.4 L

＝，m(Na2O2)＝7.8 g，

mNa2O21.12 L

4 mol22.4 L

＝， n(NaOH)＝0.2 mol，

nNaOH1.12 L

－1

nNaOH0.2 mol－1

c(NaOH)＝＝＝0.5 mol·L。

V0.4 L

方法技巧 1．过量计算

当题目给出两个或两个以上反应物的量，应先确定哪种反应物过量，然后以不足的反应物的量计算所求的其他物质的量。

2．反应物是否过量的判断法

假设其中一种反应物完全反应，求出另一反应物的量，然后把另一反应物的所求量与已知量相比较，若小于已知量，说明另一反应物过量；若大于已知量，说明另一反应物不足。

本课小结 1．cB＝＝nBmB VMBV2．物质的量浓度溶液的配制

一(计)算、二称(量)、三溶(解)、四移(液)、五洗(涤)、六定(容)、七摇(匀)、八贴(标签移瓶)。

关键操作：①液面接近刻度线1～2 cm时，应改用胶头滴管加蒸馏水。 ②配制NaOH溶液时，应把NaOH样品放在小烧杯中称量。 ③稀释浓硫酸时，应“酸入水”，同时边加边搅拌。 ④误差分析：关键是分析判断实验操作对mB或V的影响。 3．化学方程式中各物质前的系数比就是它们的物质的量之比。