莫耳濃度

(一) 莫耳濃度

   A、定義:平均每1公升的溶液中含有溶質的莫耳數,即稱為【莫耳濃度】。

   B、公式:莫耳濃度(M)=【莫耳數】÷【公升】

             溶質的莫耳數(mole)=【M】×【L】

   C、單位:【M】(【mole/L】)
       
註:溶液的體積需用【公升】為單位。

【說明】:溶液的配置:
           (1)
直接秤取定量的溶質。
           (2)
將溶質加入適量的水先行溶解。
           (3)
將溶液稀釋配置,成為需要的體積。

 

       ◎ 配置2M的NaOH溶液 20毫升:
          (1)
溶質NaOH的莫耳數 = 2×0.02=0.04莫耳
          (2)
溶質NaOH質量 = 0.04×40 = 1.6公克
          (3)
將1.6克的NaOH將入少量水中(10毫升),使其完全溶解,
              
再加水稀釋至20毫升,成為所需的NaOH溶液。

 

       ◎ 配置0.5M的H2SO4溶液 40毫升:
          (1)
溶質H2SO4的莫耳數 = 0.5×0.04 = 0.02莫耳
          (2)
溶質H2SO4質量 = 0.02×98 = 1.96公克
          (3)
將1.96克的H2SO4將入少量水中(20毫升),使其完全溶解,
              
再加水稀釋至40毫升,成為所需的H2SO4溶液。

 

(二) 莫耳濃度的應用

   A、稀釋(高濃度à低濃度)

(1)   溶液稀釋時,溶質的莫耳數不變。

(2)   設法先求出溶質的莫耳數。( 莫耳數=【M】×【L】)

(3)   新濃度=【mole(原莫耳數) ÷ L(稀釋後總體積)】。

【說明】:原溶液的莫耳數 = M1 × L1

          稀釋時加水不加溶質,因此溶質的莫耳數維持不變。
          
稀釋後的新濃度=原有溶質的莫耳數 ÷ 稀釋後的新體積
          MNEW
= mole原 ÷ L新 = M1×L1/L2

 

   B、溶液混合(相同溶質,不同濃度)

(1)   先求出個別的溶質莫耳數(莫耳數=【M】×【L】)

(2)   求莫耳數的總和。

(3)   求混合的總體積。

(4)   混合濃度=【mole(總莫耳數)】÷【L(混合總體積)】。

【說明】:原溶液的莫耳數 = M1 × L1+M2 × L2

          混合溶液的總體積= L1+L2

          混合溶液的濃度MNEW= mole/L=(M1L1+M2L2)/(L1+L2)

 

   C、重量百分率濃度和莫耳濃度的換算

       假設溶液體積有1公升(1000㏄),則:

(1)   溶液質量M=【溶液體積1000 cc】×【溶液密度D】

(2)   溶質重=【溶液質量M】×【重量百分率濃度 %】。

(3)   溶質莫耳數=【溶質重量】÷【分子量】。

(4)   溶液的莫耳濃度=【溶質莫耳數】÷【溶液體積(1L)】。

【說明】:密度1.6 g/cm3、49 % 的硫酸溶液換算成莫耳濃度,相當於_______M。

          假設溶液有1000cc(1公升),則:
           
溶液的質量=V×D=1000×1.6=1600克
           
溶質質量=1600 × 49% = 784克
           
溶質莫耳數=784÷98=8莫耳

           溶液的莫耳濃度=8莫耳/1公升=8M

           可以用1個式子表示:

           

例1.(1) 1升的CuSO4溶液含2莫耳CuSO4,則CuSO4莫耳濃度為【2】M。
 
       【解析】:M=莫耳/升=2莫耳÷1升=2M

 

    (2) 0.2升的NaO H溶液中含6莫耳NaOH,則NaOH莫耳濃度為【30】M。

       【解析】:M=莫耳/升=6莫耳÷0.2升=30M


    (3) 3升的HCl溶液中含6莫耳HCl,則HCl莫耳濃度為【2】M。

       【解析】:M=莫耳/升=6莫耳÷3升=2M


    (4) 500
㏄的H2SO4溶液中含2莫耳H2SO4,則H2SO4 莫耳濃度為【4】M。

       【解析】:M=莫耳/升=2莫耳÷0.5L=4M


    (5) L
升的HNO3溶液中含M莫耳的HNO3,則HNO3莫耳濃度為【M/L】M。

       【解析】:M=莫耳/升=M÷L=M/L


例2. 《題型一》原子量:Na=23;Cl=35.5;S=32;N=14

1.   有3M的NaOH溶液2升:

(1)  含NaOH【6】莫耳。

(2)  含溶質【240】克。

【解析】:NaOH莫耳數=3×2=6莫耳

          NaOH分子量=40

          NaOH質量=6×40=240克

 

2.   有2M的HCl溶液5升:

(1)  含溶質【10】莫耳。

(2)  含溶質【365】克。

【解析】:HCl莫耳數=2×5=10莫耳

          HCl分子量=36.5

          HCl質量=10×36.5=365克

 

3.   有4M的H2SO4溶液500㏄:

(1)  含溶質【2】莫耳。

(2)  含溶質【196】克。

【解析】:H2SO4莫耳數=4×0.5=2莫耳

          H2SO4分子量=98

          H2SO4質量=2×98=196克

 

4.   有1M的HNO3溶液100㏄:

(1)  含HNO3【0.1】莫耳。

(2)  含溶質【6.3】克。

【解析】:HNO3莫耳數=1×0.1=0.1莫耳

          HNO3分子量=63

          HNO3質量=0.1×63=6.3克

 

例3.  《題型二》

1. 將0.4莫耳的氫氧化鈉NaOH配成200㏄的溶液,則溶液的莫耳濃度為【2】M。

【解析】:NaOH的莫耳濃度
          M
=0.4 ÷ 0.2=2M

 

2. 將1.5莫耳硝酸鋇配成5升,則溶液的莫耳濃度為【0.3】M。

【解析】:HNO3的莫耳濃度
          M
=1.5 ÷ 5 = 0.3M

 

3. 將0.2莫耳的硝酸鉀KNO3配成500毫升溶液,則溶液的莫耳濃度為【0.4】M。

【解析】:KNO3的莫耳濃度
          M
= 0.2÷0.5=0.4M

 

4. 將0.25莫耳CuSO4配成5升溶液,溶液的濃度為【0.05】M。

【解析】:CuSO4的莫耳濃度
          M
= 0.25÷5=0.05M

 

例4.  《題型三》 若原子量 Na=23,H=1,O=16,N=14,S=32,Cu=64 ,則:

1. 將160克的NaOH溶於水,配成20公升的溶液,則莫耳濃度=【0.2】M。

【解析】:NaOH分子量=40

          NaOH莫耳數=160÷40=4莫耳

          NaOH莫耳濃度=4÷20=0.2M

2. 將12.6克的硝酸(HNO3)溶於水中,配成500毫升的溶液,則溶液的莫耳濃度=【0.4】M。

【解析】:HNO3分子量=63

         HNO3莫耳數=12.6÷63=0.2莫耳

         HNO3莫耳濃度=0.2÷0.5=0.4M

 

3. 將49公克的H2SO4溶於水,配成100㏄的溶液,莫耳濃度=【5】M。

【解析】:H2SO4分子量=98

          H2SO4莫耳數=49÷98=0.5莫耳

          H2SO4莫耳濃度=0.5÷0.1=5M

 

4. 將 240克CuSO4溶於水,配成150㏄溶液,莫耳濃度=【10】M。

【解析】:CuSO4分子量=160

        CuSO4莫耳數=240÷160=1.5莫耳

        CuSO4莫耳濃度=1.5÷0.15=10M

 

例5. 《題型四》 溶液的稀釋:

1. 6M的NaOH溶液1.5公升,加入2.5升的水後,溶液莫耳濃度變成【2.25】M。

【解析】:原溶質莫耳數=6×1.5=9莫耳

          稀釋後總體積=1.5+2.5=4公升

          NaOH稀釋後濃度
          
=9÷4=2.25M

 

2. 將2M的H2SO4溶液800㏄,加水配成2升後,溶液的濃度變成【0.8】M。

【解析】:原溶質莫耳數=2×0.8=1.6莫耳

          稀釋後總體積=2公升

          H2SO4稀釋後濃度
          
=1.6÷2=0.8M

 

3. 將1M的HNO3溶液5公升,加水配成20公升,溶液的濃度變成【0.25】M。

【解析】:原溶質莫耳數=1×5=5莫耳

          稀釋後總體積=20公升

          HNO3稀釋後濃度
          
=5÷20=0.25 M

 

4. 將12M的HCl溶液200㏄,加水配成4公升後,溶液的濃度變成【0.6】M。

【解析】:原溶質莫耳數=12×0.2=2.4莫耳

          稀釋後總體積=4公升

          HCl稀釋後濃度
          
=2.4÷4=0.6M

 

5. 將6MNaOH溶液2升取出500㏄溶液,將其配成2公升,則莫耳濃度變成【1.5】M。

【解析】:原溶質莫耳數=6×0.5=3莫耳

          稀釋後總體積=2公升

          NaOH稀釋後濃度
          
=3÷2=1.5M

6. 有10M的NaOH溶液0.1公升,欲稀釋成2M的溶液,要加水【0.4】公升。

【解析】:原溶質莫耳數=10×0.1=1莫耳

          稀釋後總體積=X公升

          NaOH稀釋後濃度
          2
=1÷X  è X=0.5公升
          0.5
-0.1=0.4公升

          需再加水0.4公升

 

7. 有5M的HCl溶液1公升,欲稀釋成1M的溶液,要加水【4】公升。

【解析】:原溶質莫耳數=5×1=5莫耳

          稀釋後總體積=X公升

          HCl稀釋後濃度
          1
=5÷X   è X=5公升

           5-1=4公升

          需再加水4公升

 

8. 有2M的HNO3溶液2公升,欲稀釋成0.2M的溶液,要加水【18】公升。

【解析】:原溶質莫耳數=2×2=4莫耳

          稀釋後總體積=X公升

          HNO3稀釋後濃度
          0.2
=4÷X   è X=20公升

           20-2=18公升

          需再加水18公升

 

例6. 《題型五》 溶液的混合:

1. 將6M的NaOH 2升和2M的NaOH 3升混合,混合濃度為【3.6】M。

【解析】:(6×2+2×3)÷(2+3)
          
=18÷5=3.6M


2. 將10MH2SO410㏄和2MH2SO490㏄混合,混合後的濃度為【2.8】M。

【解析】:(10×0.01+2×0.09)÷(0.01+0.09)
          
=0.28÷0.1=2.8M


3. 將2M的HCl 200㏄和5M的HCl300㏄混合,混合濃度為【3.8】M。

【解析】:(2×0.2+5×0.3)÷(0.2+0.3)
          
=1.9÷0.5=3.8M

 

4. 將12M的HNO3200㏄和xM的HNO3300㏄,混合濃度為6M,則x=【2】M。

【解析】:(12×0.2+0.3x)÷(0.2+0.3)=6

          2.4+0.3x=3   
          
è  x=2M

 

5. 若2M的甲溶液有x毫升,10M的乙溶液有400毫升,若將兩溶液混合後的濃度成為4M,則x=【1200】。

【解析】:(2x+10×0.4)÷(x+0.4)=4

      2x+4=4x+1.6

      2x=2.4   

      è x=1.2公升=1200毫升

 

6. 將2M的CH3COOH 溶液x升和10M的CH3COOH溶液 y升,若混合濃度為4M,則x:y=【3:1】

【解析】:(2x+10y)÷(x+y)=4

         2x+10y=4x+4y

         2x=6y

         X:y=6:2=3:1

例7.《題型六》 重量百分率濃度和莫耳濃度的換算:

1. 18.25 %的HCl,密度為 1.2 克/毫升,則溶液的莫耳濃度=【6】M。

【解析】:假設溶液為1000cc(1公升)

        溶液質量=1000×1.2=1200公克

        溶質質量=1200×0.1825=219克

        溶質莫耳數=219÷36.5=6莫耳

        莫耳濃度=6莫耳÷1公升=6M

 

2. 6 % NaOH 溶液(密度 1.2 克/毫升),相當於莫耳濃度為【1.8M】

【解析】:假設溶液為1000cc(1公升)

        溶液質量=1000×1.2=1200公克

        溶質質量=1200×0.06=72克

        溶質莫耳數=72÷40=1.8莫耳

        莫耳濃度=1.8莫耳÷1公升=1.8M

 

3. 將98克H2SO4溶於水成200毫升,密度為1.2克/毫升,則:

                (1) 溶液的莫耳濃度=【5】M;

                (2) 重量百分率濃度=【40.8】%。

【解析】:(1)溶質莫耳數=98 ÷ 98=1莫耳

          M=1莫耳÷0.2=5M

 

      (2) 溶液重量=200×1.2=240克

          重量百分率濃度
          
=98÷240=0.408=40.8 %

4. 將150克、30% 鹽酸溶液加水稀釋至200毫升時,密度變為 1.1 g/㎝3,則:

                (1) 鹽酸的重量百分率濃度為【20.5】%;

                (2) 莫耳濃度的大小為【6.15M】。

【解析】:(1) 溶液質量=150克

          溶質質量=150×0.3=45克

          稀釋後溶液質量
          
=VD=200×1.1=220克

          重量百分率濃度
          
=45÷220=0.205=20.5%

 

      (2) 溶質莫耳數=45÷36.5=1.23莫耳

          莫耳濃度=莫耳÷L
          
=1.23÷0.2=6.15M


 

 

一、選擇題:

(   )1.            一莫耳葡萄糖(C6H12O6),下列敘述何者正確?
(A)
含有1莫耳氧原子  (B)具有12×1023個葡萄糖分子  (C)配成 0.5公升的溶液,濃度為2M  (D)碳原子數是氫原子數的2倍。

【答案】:(C)

【解析】:1莫耳葡萄糖(C6H12O6)含有1莫耳的分子,共有6莫耳的C原子,12莫耳的H原子,6莫耳的O原子,

 

(   )2.            通入3×1023個氯化氫分子於純水中,量得此溶液體積為500毫升,則氫離子濃度為若干?
(A)0.25 M  (B)0.5 M   (C)1.0 M    (D)2.0 M
。

【答案】:(C)

【解析】:

 

(   )3.            蔗糖分子式為C12H22O11,90克的蔗糖溶於500毫升水中,則莫耳濃度約為
(A)0.13   (B)0.26   (C)0.36   (D)0.53 M
。

【答案】:(D)

【解析】:

 

(   )4.            欲配0.2M碘化鉀水溶液500毫升,需取碘化鉀若干克,再加水至500毫升?
(A)66.4   (B)16.6   (C)33.2   (D)83.0
。    (原子量:K=39,I=127)

【答案】:(B)

【解析】:

 

(   )5.            200毫升的0.5MH2SO4溶液,與300毫升、1MH2SO4溶液混和,下列敘述何者錯誤?
(A)
混合液濃度為0.8M    (B)取出該混合液200毫升,其中含H2SO4、0.16莫耳  (C)取出該混合液100毫升,則其中含H原子的莫耳數為0.16莫耳   (D)取出該混合液100毫升,則其中含各種原子的個數為4.8×1022個。

【答案】:(D)

【解析】:

 

(   )6.            甲燒杯含有1M葡萄糖水溶液1公升,從其中取出100毫升裝於乙燒杯,並加水稀釋成1公升,則稀釋後乙燒杯含有葡萄糖的耳數若干?
(A)0.01   (B)0.1   (C)0.5    (D)1.0
。

【答案】:(B)

【解析】:

 

(   )7.            有濃度3M的氫氧化鈉溶液10毫升,需加多少毫升水,方可將濃度稀釋為1M?
(A)10  (B) 20  (C) 30   (D) 40
。

【答案】:(B)

【解析】:

 

(   )8.            等體積的溶液含等重溶質,下列各種溶液中何者莫耳濃度最大?(Ag=108,N=14,S=32,Cu=64,Na=23, Cl=35.5)
(A)AgNO3    (B)CuSO4    (C)NaCl    (D) C6H12O6
。

【答案】:(C)

【解析】:

 

(   )9.            1毫升、0.5 M 糖水中,含多少個糖分子?
(A)1.2×1024   (B)6×1013    (C) 6×1019    (D)3×10
20。

【答案】:(D)

【解析】:

 

(   )10.    氯化鈉晶體在20℃時,100克水可溶解36克,形成1.21g/cm3的溶液,則此種氯化鈉飽和溶液的濃度為
(A)3.8   (B)5.48   (C)8.34   (D)6.15  M
。(Na=23,Cl=35.5)

【答案】:(B)

【解析】:

 

(   )11.    甲燒杯中含1M葡萄糖水溶液1公升,從其中取出100毫升裝於乙燒杯,並加水稀釋成1公升,則稀釋後的乙燒杯含有葡萄糖莫耳數
(A)0.01   (B)0.1  (C)0.5  (D)1.0    
莫耳。

【答案】:(B)

【解析】:

 

(   )12.    等體積的溶液中含等重的溶質,下列各種溶液中,何者的莫耳濃度最大?
(A)AgNO3   (B)CuSO4   (C)NaCl  (D)C6H12O6
。
(Ag
=108,N=14,S=32,Cu=64,Na=23, Cl=35.5)

【答案】:(C)

【解析】:

 

(   )13.    1毫升、0.5M糖水含糖分子
(A)1.2×1024  (B)6×1018  (C)6×1019  (D)3×1018  
個。

【答案】:(D)

【解析】:

 

(   )14.    一瓶食鹽水倒掉1/3體積後加滿水,濃度變為0.6M,則食鹽水原有濃度=
(A)0.2   (B)0.3  (C)0.9  (D)1.8   M
。

【答案】:(C)

【解析】:

 

(   )15.    0.4M的葡萄糖(C6H12O6)溶液共有200毫升,則
(A)
加入300毫升的水稀釋後濃度變為0.16M   (B)倒去1/4的體積後,剩餘溶液的濃度為0.1M  (C)倒去3/4的體積後,剩餘溶液的濃度為0.1 M   (D)將0.2M的葡萄糖溶液300毫升相混合,最後的濃度變成0.3M。

【答案】:(A)

【解析】:

 

二、填充題:

1.                大雄秤36克的葡萄糖加水至800毫升,則:

    (1)葡萄糖的分子式為【C6H12O6】,分子量為【180】。

    (2)此溶液含葡萄糖溶質【0.2】莫耳,碳原子【7.2×1023】個,共含【4.8】莫耳原子;

    (3)此溶液的莫耳濃度為【0.25】M;

    (4)再將此溶液再加水稀釋至【4】升時,濃度為 0.05 M。

【解析】:(1) C6H12O6分子量=12×6+1×12+16×6=180
(2)
莫耳數=36÷180=0.2莫耳
   
含C數=0.2×6×6×1023=7.2×1023個
   
含原子莫耳數=0.2×24=4.8莫耳
(3) M
=0.2莫耳÷0.8升=0.25M
(4)
稀釋時原莫耳數不變,Mnew=0.2÷X=0.05M   è X=4公升

 

2.                將2M食鹽水1升,和0.5M食鹽水2升相混合,請回答下列問題:(Na:23,Cl:35.5)

    (1)混合溶液中所含的溶質莫耳數共【3】莫耳。

    (2)混合溶液中所含的溶質共【175.5】克。

    (3)將此混合溶液取出 200 毫升,其中含溶質【11.7】克。

【解析】:(1) 總莫耳數=2×1+0.5×2=3莫耳
(2)
食鹽NaCl分子量=58.5  
    
食鹽 NaCl質量=3×58.5=175.5克
(3) M
=3莫耳 ÷ (1+2)升=1M
   1M
的溶液取出200cc,仍為1M
   
取出溶液中含溶質莫耳數=1×0.2=0.2莫耳
   
溶液中含NaCl溶質質量=0.2×58.5=11.7克

 

3.                將0.4M硫酸溶液100毫升,再加水400毫升稀釋,混合均勻後,混合濃度為【0.08】M。

【解析】:溶質莫耳數=0.4×0.1=0.04莫耳
稀釋後的濃度=0.04莫耳 ÷ (0.4+0.1)=0.04÷0.5=0.08M

 

4.                6M的氫氧化鈉溶液500毫升,若溶液密度為1.2 克/cm3,請回答下列問題:

    (1)溶液中有【3】莫耳的溶質,相當於【120】克。(Na:23)

    (2)溶液的重量百分率濃度為【20】%。

【解析】:(1) 溶質莫耳數=6×0.5=3莫耳
   NaOH
溶質質量=3×40=120克
(2)
溶液重量=V×D=500×1.2=600克
    
重量百分率濃度= 120 ÷ 600=0.2=20%

 

5.                在2.5公升的硝酸水溶液中,共含有硝酸分子1.5×1022個,則:

    (1)水溶液中含硝酸分子【1.575】克;共有【0.025】莫耳的硝酸分子。

    (2)溶液的莫耳濃度為【0.01】M。

【解析】:(1) 硝酸分子1.5×1022個=1.5×1022 ÷ 6×1023=0.025莫耳
    
硝酸質量HNO3=0.025×63=1.575克
(2)
莫耳濃度=0.025 ÷ 2.5=0.01M

 

6.                將3M的鹽酸稀釋為2M時,稀釋後溶液的體積和稀釋前溶液的體積比為【3:2】。

【解析】:溶質莫耳數=M×L=3×2=6莫耳
稀釋前的體積為X,稀釋後的體積為y,
則稀釋前後的溶質總莫耳數相等  3X=2y  
è X:y=2:3

 

7.                請計算下列各題中含有溶質的重量為若干?

    (1) 0.5M、4升的碘化鉀:【332】克。 

    (2) 1.5M、400毫升的碳酸鈉:【63.6】克。

    (3) 4M、20毫升的硝酸銀:【13.6】克。

    (4) 2 M、500毫升的硫酸:【98】克。

【解析】:(1)

 

 

 

8.                小寶將2M氫氧化鈉溶液200毫升裝於燒杯中,不慎倒翻只剩一半,當她再加水至200毫升時:

    (1)溶液的莫耳濃度變為【1】M。

    (2)將此溶液取出 50 毫升,其中含有【2】克的溶質。

【解析】:

 

 

9.                將原為12M的硫酸倒掉1/2體積後加滿水,再倒掉3/4體積後再加滿水,再倒掉1/2體積,最後濃度為【1.5】M。

【解析】:

 

 

10.        將一瓶糖水倒掉1/5體積後再加滿水,濃度變為0.4M,則糖水原來濃度為【0.5】M。

【解析】:

 

 

11.        將一瓶硫酸倒掉1/2體積後再加滿水,再倒掉1/2體積後再加滿水,再倒掉1/2體積後再加滿水,若最後濃度為0.5M,則原有的濃度為【4】M。

【解析】:

 

 

12.        欲將4M的硫酸溶液250毫升稀釋成1M,需加入【750】毫升的水。

【解析】:

 

 

13.        0.1M的氫氯酸10毫升,用水稀釋成100毫升後,莫耳濃度變為【0.01】M。

【解析】:

 

 

14.        甲燒杯含3M硝酸HNO3 400㏄,乙燒杯含5M的硝酸HNO3 600 ㏄ ,則:(N 的原子量為 14 )

                            (1)             甲燒杯中含純硝酸【1.2】莫耳,乙燒杯中含純硝酸【189】克。

                            (2)             將甲乙兩杯混合後,若總體積不增減,則混合液中硝酸的總莫耳數為【4.2】莫耳。

                            (3)             混合後的莫耳濃度為【4.2】M。

                            (4)             今將混合液取出200毫升,則含硝酸分子【0.84】莫耳,共有硝酸分子【5.04×1023】個。

【解析】:

 

 

15.        重量百分率濃度 90 %、密度1.6 g/㎝3的氫氧化鈉溶液 50 毫升,加水稀釋成 2 公升,則稀釋後的莫耳濃度為【0.9】M。 (Na:23)

【解析】:

 

 

16.        欲配製0.4 M 的HNO3 500毫升,需消耗重量百分率濃度 63 %、密度 2 克/㎝3的 HNO3溶液【10】毫升。

【解析】:

 

1.                如圖, 代表A物質的分子,    代表B物質分子,若甲杯溶液含A分子 9個,乙杯溶液含B分子7個,已知A分子量為40,B分子量為60,則:

                            (1)             若兩杯溶液的體積相等,則【甲】杯所含的莫耳數較多。

             (2)       若兩杯底面積相同,且兩杯溶液的高度比=3:2,則【乙】杯的莫耳濃度較大。

                            (3)             若兩杯溶液的重量相等,則【乙】杯重量百分率較大。

【解析】: