2.2.2物质的量浓度 教学课件(共27张PPT)高中化学苏教版（2019）必修一

(共27张PPT)
专题2 研究物质的基本方法
第二单元 溶液组成的定量研究
2.2.2 化学反应的计算
核心素养目标
科学态度与社会责任：
养成严谨的计算习惯，重视解题过程中单位规范、有效数字保留等细节，树立 “定量精确” 的科学态度。
证据推理与模型认知：
通过分析不同类型计算问题，归纳解题步骤与格式规范，形成标准化计算模型。
宏观辨识与微观探析：
能从宏观角度理解物质的量、质量、气体体积等物理量在化学反应中的定量关系，从微观层面认识化学方程式中计量数与粒子数、物质的量的对应关系，建立宏观计量与微观粒子行为的联系。
教学重难点
重点
以物质的量为核心，掌握物质的量、质量、气体体积、浓度之间的换算关系，熟练运用公式进行计算。理解化学方程式中计量数与物质的量的比例关系，能依据方程式进行反应物消耗量、产物生成量的计算。掌握溶液稀释与混合的计算方法，明确溶质物质的量守恒规律。
难点
深入理解物质的量浓度与质量分数的换算公式，准确区分溶液体积与溶剂体积的差异。
复杂情境下的计算应用：如多步反应的关系式推导、混合溶液中离子浓度的电荷守恒计算、实验误差对结果的影响分析。化学方程式计算中 “上下一致，左右相当” 的单位规范，避免物理量对应错误。
课前导入
同学们，在生活中我们经常需要 “定量” 的概念：厨师按比例调配食材，建筑师计算建材用量，而化学家则需要精确计算化学反应中的物质用量。例如，医生给病人输液时，生理盐水的浓度必须严格控制（如 0.9% 的 NaCl 溶液），这背后就涉及溶液浓度与物质的量的计算。
回想我们学过的化学方程式，化学计量数不仅表示分子个数比，更代表物质的量之比。那么，如何将宏观可测量的质量、体积转化为微观的物质的量，进而通过方程式计算反应产物？今天，我们就来学习 “化学反应的计算”，掌握以物质的量为中心的定量分析方法，像化学工程师一样精准把控反应中的 “量”，为后续实验设计和工业生产奠定基础。
01
定量分析溶液组成
确定未知溶液浓度的具体思路
化学实验中，我们常常会面对未知浓度的溶液。为简便地确定其物质的量浓度，可以借助某个特定化学反应中消耗的溶质的物质的量来进行计算。具体思路是：将已知物质的量浓度的溶液与一定体积未知物质的量浓度的溶液反应，根据反应时消耗已知物质的量浓度溶液的体积，通过计算就能确定未知浓度溶液的物质的量浓度。上述原理是定量分析溶液组成的重要基础。
【例2】实验室为确定一瓶稀盐酸的浓度，用0.100 mol·L-1 NaOH溶液中和25.00 mL该盐酸，当酸与碱恰好完全反应时，消耗NaOH溶液24.50 mL。试求该盐酸的物质的量浓度。
消耗的NaOH溶液的物质的量
n(NaOH)=24.50mL×10-3L·mL-1×0.1000 mol·L-1=2.45×10-3mol。
由NaOH+HCl=NaCl+H2O可知，NaOH与HCl的化学计量数相等，根据n=可知，化学计量数之比等于物质的量之比，由此可得：
n(HCl)=n(NaOH)= 2.45×10-3mol。
该盐酸的物质的量浓度为：c(HCl)==0.0980mol·L-1。
溶液的稀释或混合计算
(1)将浓溶液加水稀释，稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变。
c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀) m(浓)·w(浓)＝m(稀)·w(稀)
(2)同一溶质不同浓度的两溶液相混合，混合后，溶质的总物质的量(或总质量)等于混合前两溶液中溶质的物质的量之和(或质量之和)。
c1·V1＋c2·V2＝c(混)·V(混) m1·w1＋m2·w2＝m(混)·w(混)
(3)混合后溶液的体积：
①若题目中指出不考虑溶液体积的改变，可认为是原两溶液的体积之和；
②若题目中给出混合后溶液的密度，应根据V(混)＝＝来计算。
典例解析
将0.10 mol·L－1氢氧化钠溶液和0.60 mol·L－1氢氧化钠溶液混合成0.20 mol·L－1的氢氧化钠溶液。求两种溶液的体积比(忽略混合时溶液体积变化)为________。
4∶1
根据混合前后溶质的物质的量不变，列式求解：设所需0.10 mol·L－1的氢氧化钠溶液和所需0.60 mol·L－1的氢氧化钠溶液的体积分别是V1和V2，根据混合前后溶质的物质的量不变列式得：0．10 mol·L－1·V1＋0.60 mol·L－1·V2＝0.20 mol·L－1·(V1＋V2)，解得：＝。
物质的量浓度的相关计算
根据定义式计算物质的量浓度
物质的量浓度与质量分数的关系
推导过程：设溶液体积为1 L，溶液密度为ρ g·mL－1，溶质的质量分数为w，溶质的摩尔质量为M g·mol－1。
则c＝＝＝ mol·L－1。
(2)结论：c= mol·L－1(ρ的单位为g·mL－1或g·cm－3)。
02
化学反应中的计量关系
化学反应中的计量关系
化学反应中参加反应的各物质的物质的量之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比，因此可以根据该比例来代入已知物质的物理量，从而求出未知物质的物理量。这里的物理量是指微粒数N、质量m、标准状况下气体体积V和物质的量浓度cB，这些物理量都可以根据相应的公式转化为该物质的物质的量。
物质的量与各物理量之间的计算公式
气体体积（L）
（标准情况）
物质的质量（g）
溶液中溶质的质量分数
物质的量浓度
（mol·L-1）
物质的量
（mol）
物质所含有的粒子数
×NA
÷NA
×22.4L·mol-1
÷22.4L·mol-1
×M
÷M
÷V（L）
×V（L）
物质的量与各物理量之间的计算公式
①已知物质的质量：n＝；
②已知标准状况时的气体体积：n ＝ ；
③已知物质的粒子数：n＝ ；
④已知溶液中的物质的量浓度：n＝c·V。
物质的量在化学方程式计算中的应用
化学反应中参加反应的各物质的物质的量之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比。
化学方程式 CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g)
化学计量数之比 1∶2∶1∶2
扩大NA倍之后 NA∶2NA∶NA∶2NA
物质的量之比 1mol∶2mol∶1mol∶2mol
结论 化学方程式中各物质的化学计量数之比＝各物质的物质的量之比
化学反应的计算的基本步骤
写——写出相关的化学方程式
标——在化学方程式中有关物质的化学式下面标出已知物质和所求物质有关物理量的关系，并代入已知量和未知量
列——列出比例式
解——根据比例式求解
答——简明地写出答案
有关物质的量的计算中的注意事项
（1）书写规范：
各种符号的书写要规范，大写字母与小写字母的意义各不相同。如“M”表示摩尔质量，而“m”表示质量，“N”表示微粒数，而“n”表示物质的量。
（2）符号规范：
①设未知数直接用各物理量的符号表示，且要注明物质(或粒子)的符号。如设参加反应HCl溶液的体积为V[HCl(aq)]。
②各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。
如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度，求NaOH溶液的质量时就写成：m(NaOH)＝c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。
（3）单位规范：
把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。
典例解析
为测定K2SO4溶液的浓度，取25.00 mL待测溶液，向其中加入过量的BaCl2溶液，充分反应后过滤并干燥，得到BaSO4沉淀1.165 g，则该K2SO4溶液的物质的量浓度为(　　)
A．0.200 0 mol·L－1 B．0.100 0 mol·L－1
C．0.500 0 mol·L－1 D．0.020 0 mol·L－1
A
解析：发生反应方程式为K2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2KCl，n(BaSO4)＝＝＝0.005 mol，n(K2SO4)＝0.005 mol，c(K2SO4)＝＝＝0.200 0 mol·L－1，A项正确。
03
课堂小结
04
课堂练习
1．标准状况下，500体积的氯化氢气体溶于水形成1体积的盐酸，则盐酸中溶质的物质的量浓度是(　　)
A．500 mol·L－1 B．mol·L－1
C．5 mol·L－1 D．无法计算
B
2．下列各溶液中，Na＋的物质的量浓度最大的是(　　)
A．4 L 0.5 mol·L－1的NaCl溶液
B．1 L 0.3 mol·L－1的Na2SO4溶液
C．0.8 L 0.4 mol·L－1的NaOH溶液
D．2 L 0.15 mol·L－1的Na3PO4溶液
B
C
3．一定量的质量分数为10%的NaOH溶液，蒸发掉100 g水后，其质量分数为20%，体积为100 mL，则浓缩后的溶液中NaOH的物质的量浓度为(　　)
A．2.2 mol·L－1 B．4 mol·L－1
C．5 mol·L－1 D．6.25 mol·L－1
4．100 mL溶液中溶有0.1 mol HCl和0.1 mol AlCl3，则该溶液中Cl－的物质的量浓度为(　　)
A．0.3 mol·L－1 B．0.4 mol·L－1
C．3.0 mol·L－1 D．4.0 mol·L－1
D
感谢您的聆听