高一化学必修1：物质的量浓度
今天小编给大家讲讲高一化学必修1：物质的量浓度，希望可以帮助到大家。
【知识梳理】
一、物质的量浓度概念
1、物质的量浓度：从单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量叫做溶质B的物质的量浓度。符号为c(B)，单位有mol/L(或mol·L―1)等。
注意：
(1)溶质可以是物质，也可以是分子或离子。
(2)溶质是用物质的量表示而不是质量表示;体积表示溶液的体积，而不表示溶剂的体积，并且体积单位为L。
(3)溶液具有均一性，即从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液，物质的量浓度保持不变，但随溶液体积的变化溶质的物质的量不同。
(4)带结晶水的物质溶于水后，溶质是不含结晶水的化合物，溶剂中的水包括结晶水。
2、溶质的物质的量(n)、溶液的物质的量浓度、溶液的体积三者关系
3、N、m、V(气体)、cB之间的转换关系：
二、物质的量浓度与溶液溶质的质量分数
| 内容 | 物质的量浓度 | 质量分数 |
| 定义 | 以单位体积溶液里含有溶质的物质的量来表示溶液组成 | 用溶质质量与溶液质量之比来表示溶液组成 |
| 溶质的单位 | mol | g |
| 溶液的单位 | L | g |
| 计算公式 | 物质的量浓度(mol·L－1)＝ | 质量分数＝ |
| 特点 | 体积相同，物质的量浓度也相同的任何溶液里含有溶质的物质的量相同 | 质量相同，溶质的质量分数也相同的任何溶液里含有溶质的质量相同 |
| 两者的关系 |
总结：物质的量浓度与溶质质量分数的换算：
(w为溶质质量分数)
三、一定物质的量浓度溶液配制
(一)容量瓶的使用及注意事项
实验室配制一定物质的量浓度的溶液一般用容量瓶。比较常用的容量瓶的规格有100 mL、250 mL、500 mL和l 000 mL。
1.容量瓶为细颈、梨形玻璃容器，带有磨口玻璃塞。
容量瓶瓶口配有磨口玻璃塞或橡胶塞。容量瓶上标有刻度线、适用温度、容量。使用前一定要检查容量瓶是否漏液，方法是：向瓶内加一定量水，塞好瓶塞，用左手食指顶住瓶塞，右手托住瓶底，将容量瓶倒置，看是否有水漏出。如不漏水，再将瓶塞旋转180°，重复上述操作，两次均不漏水的容量瓶才能使用。
2.注意事项：
(1)配制一定物质的量浓度的溶液，是将一定质量或体积的溶质按溶液的体积在选定的容量瓶中定容，因而完全不需要计算水的用量。
(2)不能用容量瓶配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液，这是因为容量瓶的规格是固定的，配制溶液时要根据所需溶液的体积选择合适的容量瓶。
(3)不能用容量瓶溶解、稀释或久贮溶液(尤其碱性溶液)，更不可在容量瓶中进行化学反应。配制完溶液后，应将溶液倒入干燥、洁净的试剂瓶中。
(二)一定物质的量浓度的溶液配制步骤
由固体配制溶液(需确定溶质的质量)和由浓溶液配制稀溶液(需确定要量取的浓溶液体积)。
1.仪器通常有：
容量瓶(注意规格)、托盘天平(固体配制溶液)或滴定管(用浓溶液配制稀溶液)、量筒(用于量取溶剂)、烧杯(溶解)、玻璃棒(搅拌、引流)、胶头滴管(用于定容)、药匙(溶质是固体时使用)。
2.一定物质的量浓度的溶液的配制步骤：
(1)计算;
(2)称量(固体溶质用托盘天平进行称取，液体溶质用量筒量取);
(3)溶解或稀释;
注意：溶液注入容量瓶前要使其温度恢复到室温，这是因为热的溶液转入容量瓶会使所配的溶液的体积偏小(玻璃的膨胀系数小于液体)，所配溶液浓度偏大。
(4)转移(将溶液转入容量瓶内);
注意：向容量瓶中注入液体时，应沿玻璃棒注入，且玻璃棒下端应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上，以防注入操作时液体流出，造成溶质损失。
(5)洗涤(洗涤玻璃棒和烧杯);
注意：溶液转移至容量瓶时，要用玻璃棒引流，并用蒸馏水洗涤烧杯及玻璃棒(上面粘有少量溶质)2～3次，将洗涤液移入容量瓶。
(6)定容:要使视线与瓶内溶液凹液面的最低处相切。
注意：a.当容量瓶中液面上升到离刻度线1～2 cm处，要改用胶头滴管加入蒸馏水，防止液面超过刻度线。若加水定容时超过刻度线，必须重新配制。b.定容后的溶液要注意反复摇匀。静置后若发现液面下降，稍低于标线，不要再加蒸馏水，否则会引起结果偏低。如果摇匀后洒出几滴，溶液的浓度不变。c.洗涤容量瓶后留在瓶内的少量水不必烘干，因为最后定容时也要加水。
(7)移液并贴好标签。
3.配制流程图。
(三)配制误差分析
根据判断。其他正常时，凡是使m或n增大的因素，使c偏大;凡是使m或n减小的因素，使c偏小;凡是使V增大的因素，使c偏小;凡是使V减小的因素，使c偏大。
1.若称量固体溶质时，操作无误，但所有砝码生锈，m偏大，结果偏高。
2.若没有洗涤烧杯内壁，使n偏小，结果偏低。
3.若容量瓶中有少量蒸馏水或定容后反复摇匀发现液面低于刻度，则对结果无影响。
4.仰视刻度线(图甲)。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，结果偏低。
5.俯视刻度线(图乙)。恰好与(4)相反，刻度线高于液面的实际刻度，使得加水量偏小，结果偏高。
以配制一定物质的量浓度的NaOH溶液为例分析以下操作：
| 能引起误差的一些操作 | 过程分析 | 对c 的影响 | |
| m | V | ||
| 称量时间过长 | 减小 | 不变 | 偏低 |
| 用滤纸称NaOH | 减小 | 不变 | 偏低 |
| 向容量瓶注液时少量流出 | 减小 | 不变 | 偏低 |
| 未洗烧杯和玻璃棒 | 减小 | 不变 | 偏低 |
| 定容时，水加多后用滴管吸出 | 减少 | 不变 | 偏低 |
| 定容摇匀时液面下降再加水 | 不变 | 增大 | 偏低 |
| 定容时俯视读数(读刻度) | 不变 | 减小 | 偏高 |
| 定容时仰视读刻度 | 不变 | 增大 | 偏低 |
要点四、有关物质的量浓度的计算
(1)溶液的稀释与混合
①稀释
稀释前后，溶质的物质的量不变c1V1=c2V2
②混合
c1V1+c2V2=c混V混
a.混合后溶液体积V混=V1+V2(两溶液浓度相同或差别较小或稀溶液混合)
b.混合物溶液体积改变(两溶液浓度差别较大)
(2)物质的量浓度c(B)与溶质质量分数(w)的换算
M：溶质B的摩尔质量ρ：溶液密度(g·mL-1)
(3)饱和溶液物质的量浓度与溶解度(S)的换算
【ρ：饱和溶液密度(g·mL-1)M：溶质B的摩尔质量(g·mol-1)】
(4)标准状况下气体溶于水所得溶液的物质的量浓度
标准状况下，V L气体溶于V(H2O)L中，所得溶液密度为ρ(g·mL-1)则：
注意：
①溶液体积的单位是L，ρ的单位是g·mL-1时，利用计算V(溶液)时注意单位换算。
②当气体作为溶质溶于水时，溶液的体积不等于气体体积和溶剂体积之和，也不等于溶剂的体积，而应该是。
③浓度差别较大的两溶液或浓溶液加水稀释时，混和后溶液的体积。
【典型例题】
一、物质的量浓度概念
例1.下列关于0.2 mol/L硝酸钾溶液的叙述中，正确的是
A.1 L该溶液中含硝酸钾202 g
B.100 mL该溶液中含硝酸钾0.02 mol
C.从1 L该溶液中取出500 mL后，剩余溶液的浓度为0.1 mol/L
D.1 L水中溶解0.2 mol硝酸钾，即可配得0.2 mol/L硝酸钾溶液
【答案】B
【解析】A、1L 0.2mol/L硝酸钾溶液中溶质硝酸钾质量=1L×0.2mol/L×101g/mol=20.2g，故A错误;B、100mL0.2mol/L硝酸钾溶液中含硝酸钾物质的量=0.1L×0.2mol/L=0.02mol，故B正确;C、溶液时均一稳定的分散系，溶质浓度与溶液体积无关，从1L该溶液中取出500mL后，剩余溶液的浓度为0.2mol/L，故C错误;D、1L水中溶解0.2mol硝酸钾，得到溶液体积大于1L，配得硝酸钾溶液浓度小于0.2mol/L，故D错误;故选B。
二、一定物质的量浓度溶液配制
例2.实验室中需要配制2mol/L的NaCl溶液950mL，配制时应选用的容量瓶的规格和称取NaCl质量分别是
A.950mL，111.2g
B.500mL，117g
C.1000mL，117g
D.1000mL，111.2g
【答案】C
【解析】容量瓶在实验室中常见的规格有50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL等，配制950mL的溶液，为减小误差，应该一次性配制完成，故应选用稍大于950mL，即选用1000mL容量瓶;配制2mol/L的NaCl溶液1000mL需氯化钠的质量为：2mol/L×1L×58.5g/mol═117.0g，故选C。
例3.某化学实验小组需用480 mL 0.5 mol/L的硫酸铜溶液，请回答下列问题：
(1)如果用胆矾(CuSO4·5H2O)来配制，需用胆矾的质量为________g。
(2)下面是配制硫酸铜溶液过程中的5个操作步骤：①向盛有胆矾的烧杯中加入20 mL蒸馏水使其溶解;②继续往容量瓶中加蒸馏水，至液面距刻度线1～2 cm处;③将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入500 mL容量瓶中;④向烧杯中加入少量的蒸馏水，洗涤烧杯内壁和玻璃棒2～3次后移入容量瓶中，轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀;⑤改用胶头滴管加蒸馏水至刻度线，盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。正确的操作顺序为__________________(填序号)。
(3)上述操作中，①、③都用到玻璃棒，其作用分别为________、________。
(4)下列操作会导致所配硫酸铜溶液物质的量浓度偏低的是________(填序号，下同);对所配溶液物质的量浓度无影响的是________。
①在烧杯中搅拌溶液时，有少量液体溅出
②定容摇匀后，发现溶液液面低于刻度线，又滴加蒸馏水至刻度线
③容量瓶使用前未进行干燥
④所使用的容量瓶刚用某种浓度的硫酸铜溶液润洗过
⑤定容后，塞好瓶塞摇匀，装入用蒸馏水洗净的试剂瓶中
⑥没有洗涤溶解时所用的烧杯和玻璃棒
【答案】(1)62.5(2)①③④②⑤(3)搅拌(或加速溶解、搅拌，加速溶解);引流(4)①②⑤⑥;③
【解析】(1)因为没有480mL的容量瓶，所以需用480 mL 0.5 mol/L的硫酸铜溶液，配制的溶液体积为500mL，胆矾的质量=0.5L×0.5 mol/L×250g/mol=62.5g
(2)配制一定物质的量浓度的溶液，应按照溶解、转移、洗涤、定容的步骤进行，所以正确的操作顺序为：①③④②⑤。
(3)①为溶质的溶解，玻璃棒的作用是：搅拌(或加速溶解、搅拌，加速溶解);③为把溶液转移到容量瓶中，玻璃棒的作用是：引流。
(4)①在烧杯中搅拌溶液时，有少量液体溅出，造成溶质损失，则所配制溶液的浓度偏低;②定容摇匀后，发现溶液液面低于刻度线，又滴加蒸馏水至刻度线，造成溶液的体积变大，则所配制溶液的浓度偏低;③容量瓶使用前未进行干燥，对溶液的浓度不产生影响;④所使用的容量瓶刚用某种浓度的硫酸铜溶液润洗过，造成溶质的质量变大，则所配制溶液的浓度偏高;⑤定容后，塞好瓶塞摇匀，装入用蒸馏水洗净的试剂瓶中，试剂瓶含有蒸馏水，稀释了溶液，则]所配制溶液的浓度偏低;⑥没有洗涤溶解时所用的烧杯和玻璃棒，造成溶质损失，则所配制溶液的浓度偏低。故导致所配硫酸铜溶液物质的量浓度偏低的是①②⑤⑥，对所配溶液物质的量浓度无影响的是③。
三：有关物质的量浓度的计算
(1)物质的量浓度c(B)与溶质质量分数(w)的换算
例4.体积为V(mL)、密度为ρ(g·cm-3)的溶液，含有摩尔质量为M的溶质质量为m(g)，物质的量浓度为c，质量分数为w。下列表达式中不正确的是()
【答案】B
【解析】已知溶质摩尔质量、质量分数和溶液密度时，的含义为1 L溶液中所含溶质的物质的量;若已知溶质摩尔质量、溶液的物质的量浓度和溶液密度时，可计算出溶质质量分数，其含义为1 L溶液中，溶质占溶液的质量分数，故A、C选项正确;B选项中求溶质质量，应通过溶液体积、密度、质量分数三者相乘而得，即m=V·ρ·w，故B选项错误;D选项是根据物质的量浓度的定义，由溶质质量、溶质摩尔质量和溶液体积计算而得，即
，故D选项正确。
(2)标准状况下气体溶于水所得溶液的物质的量浓度
例7.将标准状况下aL NH3溶解于1000 g水中，所得氨水的物质的量浓度为bmol·L-1，此氨水的密度(g·cm-3)为()
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】
(3)饱和溶液物质的量浓度与溶解度(S)的换算
例5.相对分子质量为a的某物质在室温下的溶解度为bg，此时测得饱和溶液的密度为c g·cm-3，则该饱和溶液的物质的量浓度是
A.mol·L-1
B.mol·L-1
C.mol·L-1
D.mol·L-1
【答案】A
【解析】该物质在室温下的溶解度为bg，所以饱和溶液的质量分数为，饱和溶液的密度为c g?cm-3，该物质的相对分子质量为a，所以该饱和溶液的物质的量浓度为mol/L=mol/L，故选A。
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