发科基础化学计算题解析 中央电大农林医药学院张爱华 溶液计算例思1 计算在293张时，密度为1,84/L,质量百分比浓度为98.3器的硫酸溶液的浓度：(1) c(H,S0,)=？(2)c(5H,S0,)=? 分析：根据硫酸溶液的密度和质量百分比浓度，先计算出一定质量的萄酸溶液 的体积和肌《H,S0)及n〈兮H,S0,)在依器物质的量沫度定义分别计算出 c(HSO,)和e(HS0,). 解(1)求e(HSO) 根据质量百分比浓度的定义可知，0溶液的体积为 V=M= 100 p1.84x1000 =0.0543L 含98.3%HSO,的溶液的物顺的量为 c(H,SO,)= mHS0_983-100ml MHSO.)98.1 根据物质的量浓度的定义 c(H,S0,)=mH,S0)。1.00 =187mol1. 0.0543 2)求e(H:s0) 以（二H,SO,)为基本单元的酸酸溶液的物质的量为 3 "50, mHS0)=983 =2.00mol M(HSO.) 49.1 2 根据物质的量浓度的定义可得 c(5H,S0,)=2 H,80,)200 =36.9mo1 2 0.0543 【评注】通过该例可以看出月一物系物质的基本单元选择不同则该物系的
农科基础化学计算题解析 中央电大农林医药学院 张爱华 溶液计算例题 1 计算在 293K 时，密度为 1.84g/mL，质量百分比浓度为 98．3% 的硫酸溶液的浓度：（1） c（H2SO4）=？ （2） （ H2SO4）=？ 2 1 c 分析： 根据硫酸溶液的密度和质量百分比浓度，先计算出一定质量的硫酸溶液 的 体 积 和 n（H2SO4） 及 （ H2SO4） 2 1 n ， 在 依 据 物 质 的 量 浓 度 定 义 分 别 计 算 出 c（H2SO4） 和 （ H2SO4） 2 1 c 。 解 （1） 求 c（H2SO4） 根据质量百分比浓度的定义可知，100g 溶液的体积为 0.054 3L 1.84 1000 100 = = = m V 含98.3% H2SO4 的溶液的物质的量为 1.00mol 98.1 98.3 (H SO ) (H SO ) H SO 2 4 2 4 2 4 = = = M m c（ ） 根据物质的量浓度的定义 18.7mol/L 0.0543 (H SO ) 1.00 H SO 2 4 2 4 = = = V n c（ ） （2） 求 （ H2SO4） 2 1 c 以 （ H2SO4） 2 1 为基本单元的硫酸溶液的物质的量为 2.00mol 49.1 98.3 H SO ) 2 1 ( (H SO ) H SO 2 1 2 4 2 4 2 4 = = = M m n（ ） 根据物质的量浓度的定义可得 36.9mol/L 0.0543 2.00 H SO ) 2 1 ( H SO 2 1 2 4 2 4 = = = V n c（ ） 【 评注】通过该例可以看出，同一物系，物质的基本单元选择不同，则该物系的
物质的量浓度大小也不同，它们之间的换算关系为 d-go 上式中b为系数，可以为整数也可以为分数该关系米源于该物系物质的量有 如下关系 周bB)=,B) 通过该例的解法， 我们还可以得出某一溶液的物质的量浓皮与质量百分比浓度 的换算关系式为 C-Pxa%x1 000 Ma mol. 上式中，为溶液的密度：as为溶液的质量敲封闭浓度。 溶液计算愿例2 30.00NC1饱和溶液重36.00的g,将其满干后得C19.519g,求该济液的：(1) 物质的量浓度：(2)质量摩尔浓度：（物质的量分数浓度。 分析这是一个已如溶液中溶顺和溶刺的质量与溶液总体积，求算溶液不月浓度的题 型，只要知道溶质和溶剂的摩尔质量，则可计算出溶质和溶剂的物质的量，根据公式可计算 出不国的浓度。 解已知saC1)-9.519g,NaC1)-58.4Mg/ml,MH,O)=18.02gol, =30.00mL 则30.00mL的溶液中水的质量为 H,0)=36.009-9519=26.49%g@ (1)求物质的量浓度 根据Cu= 可得 MV c(NaCl)=_ m(NaCl) 9.519×1000 (NaCh·V5844×30.00 =4.529mo1 (2)求质量摩尔浓度 展据6，=血 A
物质的量浓度大小也不同，它们之间的换算关系为 (B) 1 ( B) c b c b = 上式中 b 为系数，可以为整数，也可以为分数；该关系来源于该物系物质的量有 如下关系 (B) 1 ( B) n b n b = 通过该例的解法， 我们还可以得出 某一溶液的物质的量浓度与质量百分比浓度 的换算关系式为 1 mol % 1 000 − = L M a c B B 上式中，ρ为溶液的密度；a %为溶液的质量被 封 闭 浓度 。 溶液计算题例 2 30．00mLNaCl 饱和溶液重 36．009g，将其蒸干后得 NaCl9．519g，求该溶液的：（1） 物质的量浓度；（2）质量摩尔浓度；（物质的量分数浓度。 分析 这是一个已知溶液中溶质和溶剂的质量与溶液总体积，求算溶液不同浓度的题 型，只要知道溶质和溶剂的摩尔质量，则可计算出溶质和溶剂的物质的量，根据公式可计算 出不同的浓度。 解 已知 m(NaCl)=9．519g，M(NaCl)=58．44g/mol， (H O) 18.02g/mol M 2 = ， V=30．00mL 则 30．00mL 的溶液中水的质量为 (H O) 36.009 9.519 26.49(g) m 2 = − = （1）求物质的量浓度 根据 M V m c B B B = 可得 4.529mol/L 58.44 30.00 9.519 1000 (NaCl) (NaCl) (NaCl) = = • = M V m c （2）求质量摩尔浓度 根据 A B B m n b =
NaCl) (NaCI)= 9.519×1000 MNaC0·mH,0)58.44×26.49 =6.149molkg (3)求物质的量分数浓度 根据和=可得 n+阳 n(NaCD 9.519/5844 XNC- NCD+11,0)9.519/58.44+2649/1802 =0.099 【评注】该题考查的是对溶液不同浓度定文的理解掌据情况，具要对溶液不月浓度的定 义有正确的理解，则不难计算出相应的浓度。 稀溶液计算例愿： 1,20℃时葡萄糖CH:0。(摩尔质量为180g/ol)150g:溶解于200g水中，试计 算溶液的渗透压。 分析溶液渗透压的计算，应通过稀溶液物质的量浓度与质量摩尔浓度之同的近似相 等关系。用渗透压公式进行计算。 解 根据公式 T=b·R·T可得 15.0/180 Ta -×8314x293=101484kPh 200/1000 【汗注】这是一典型的稀溶液依数性的计算间愿，由于难挥发电解质稀溶液的依数性之 间有联系，其联系的桥梁是溶液的质量摩尔浓度，只要计算出该溶液的质量摩尔浓度，则可 依据相关公式，计算出渗透压。在这里要特别注意，当把渗透压公式中的物质的量浓度替换 为质量摩尔浓度时，假设溶液是很稀的，且溶液的密度等于1.00g/m'。 2.在298g水中溶解25.g某有机物，该溶液在一30℃结冰，求该有机物的摩尔质量 分析该水溶液凝因点的降低是由于有机物的溶解所引起的，凝因点的降低值与该溶 液的质量摩尔浓度有关，通过质量摩尔浓度与溶面的摩尔质量的关系，根据凝因点的降低值 公式，可求出该有机物的摩尔质量。 解根据公式 AT=K,·b。可得 3.0=1.86× 25.0 298/1000 求解得52g/aol 【评注】 这是利用凝固点降低来测定有机物质分子量的典型例题，在实际应用中
6.149mol/kg 58.44 26.49 9.519 1000 (NaCl) (H O ) (NaCl) (NaCl) 2 = = • = M m m b （3）求物质的量分数浓度 根据 A B B B n n n x + = 可得 0.099 9.519 / 58.44 26.49 /18.02 9.519 / 58.44 (NaCl) (H O ) (NaCl) 2 NaCl = + = + = n n n x 【评注】该题考查的是对溶液不同浓度定义的理解掌握情况，只要对溶液不同浓度的定 义有正确的理解，则不难计算出相应的浓度。 稀溶液计算例题： 1．20℃时葡萄糖 C6H12O6 （摩尔质量为 180g/mol）15.0g，溶解于 200g 水中，试计 算溶液的渗透压。 分析 溶液渗透压的计算，应通过稀溶液物质的量浓度与质量摩尔浓度之间的近似相 等关系，用渗透压公式进行计算。 解 根据公式 = bB • R•T 可得 8 314 293 101.484kPa 200 /1000 15.0 /180 = 。 = 【评注】这是一典型的稀溶液依数性的计算问题，由于难挥发电解质稀溶液的依数性之 间有联系，其联系的桥梁是溶液的质量摩尔浓度，只要计算出该溶液的质量摩尔浓度，则可 依据相关公式，计算出渗透压。在这里要特别注意，当把渗透压公式中的物质的量浓度替换 为质量摩尔浓度时，假设溶液是很稀的，且溶液的密度等于 1.00g/ 3 m 。 2．在 298g 水中溶解 25.0g 某有机物，该溶液在－3.0℃结冰。求该有机物的摩尔质量。 分析 该水溶液凝固点的降低是由于有机物的溶解所引起的，凝固点的降低值与该溶 液的质量摩尔浓度有关，通过质量摩尔浓度与溶质的摩尔质量的关系，根据凝固点的降低值 公式，可求出该有机物的摩尔质量。 解 根据公式 Ti Kf bB = • 可得 298/1000 25.0 3.0 = 1.86 求解得 M=52g/mol 【评注】 这是利用凝固点降低来测定有机物质分子量的典型例题，在实际应用中
具要有机物陵溶于水或其它溶剂中，并不发生反应，露可通过溶液薇因点的降低来测定分 子量。 化学平衡计算例题： 反应CO(+H,0g=C0:(g+H:(在773照时，平常数K=9.0. (1)如反应开始时00和0的浓度均为0.020m0L1,计算在此条件下，00的转化 率 (2)如开始时0的浓度增大为原来的4倍。其触条件不变，同D的转化率是多少？ 分析根据平衡常数的定义式，先计算出反应达平衡时产物与反应物的浓度，在计算 出0四的转化率：第二步的计算与第一部相同： 解 (1)设平衡时有xol·L的C)和乱生成，则有反应知 C08+HO0=C020+H:( 初始浓度0.0200.0200 平衡浓度0.020一x0,020一Xx 根据平衡常数的定义式得 KleCO:)e"llc(H.)/e] [a(Co)/clc(H,O)/c] x (0020-x=90 利 10.015 0.015 0= ×100%=75% 0.020 《2)设反应达到平衡时的00浓度为y CO(g)+H,O(g)CO,(g)+H,(g) 初始浓度0,020 Q.080 0 0 平衡浓度0.020一yQ0g0-一yy 因为温度未变，故”=90，根据平衡常数的定义式可得 y -=9.0 (0.020-yX0.080-y y=0.0194mo.L
只要有机物能溶于水或其它溶剂中，并不发生副反应，都可通过溶液凝固点的降低来测定分 子量。 化学平衡计算例题： 反应 CO(g) H O(g) CO (g) H (g) + 2 = 2 + 2 在 773K 时，平衡常数 9.0 θ K = . （1）如反应开始时 CO 和 H2O 的浓度均为 1 0.020mol L − ，计算在此条件下，CO 的转化 率； （2）如开始时 H2O 的浓度增大为原来的 4 倍，其他条件不变，问 CO 的转化率是多少？ 分析 根据平衡常数的定义式，先计算出反应达平衡时产物与反应物的浓度，在计算 出 CO 的转化率；第二步的计算与第一部相同。 解 （1）设平衡时有 1 mol L − x 的 CO2 和 H2 生成，则有反应知 CO(g) H O(g) CO (g) H (g) + 2 = 2 + 2 初始浓度 0.020 0.020 0 0 平衡浓度 0.020—x 0.020—x x x 根据平衡常数的定义式得 [ (CO)/ ][ (H O)/ ] [ (CO )/ ][ (H )/ ] θ 2 θ θ 2 θ θ 2 c c c c c c c c K = 9.0 (0.020 ) 2 2 = − x x 得 x=0.015 100% 75% 0.020 0.015 = = （2）设反应达到平衡时的 CO2 浓度为 y CO(g) H O(g) CO (g) H (g) + 2 = 2 + 2 初始浓度 0.020 0.080 0 0 平衡浓度 0.020—y 0.080—y y y 因为温度未变，故 9.0 θ K = ，根据平衡常数的定义式可得 9.0 (0.020 )(0.080 ) 2 = − y − y y 1 0.0194mol L − y =
00的转化率位= 0.0194 ×100%=97% 0.020 【评注】这是一类典型的已知化学反应的平衡常数。计算平衡时反应物与产物浓度 (或分压)的题。根据化学平衡常数的定文，呵计算出反应达到平衡时，各反应物与产物的 沫度（暖分压），并计算出反应物的转化率。 酸碱计算例题： 计算0.1Ool·LHAe湾液的H值： 分析该题是计算溶液的值，只要分清该物质属于酸碱溶液中的哪一类，应用相 应的公式即可。很明显，HA属于一元酸。计算时要注意根据不同的条件应用不同的省略 公式， 解 (1)0.10mol L-HAc 已知K-175x105,号-5586>500，而Kc-1.79x10225K 故应用最简式 cH)=VKc=V1.75×10×0.10=134×10mml-L 阳=2.87 【评注】 该题是酸碱平衡中比较典型的习题，对于不同溶液的H值的计算，主要 要搞清楚以下几点：一是稿清楚溶液属于哪一类溶液：二是根据浓度及平衡常数应该对计算 公式进行哪些省略，应用那个公式：三是计算的是1浓度还是旷浓度。以上几点清楚了， 虽然计算公式比较多，溶液叶值的计算还是比较简单的
CO 的转化率 100% 97% 0.020 0.0194 = = 【评注】 这是一类典型的已知化学反应的平衡常数，计算平衡时反应物与产物浓度 （或分压）的题。根据化学平衡常数的定义，可计算出反应达到平衡时，各反应物与产物的 浓度（或分压），并计算出反应物的转化率。 酸碱计算例题： 计算 1 0.10mol L − HAc 溶液的 pH 值: 分析 该题是计算溶液的 pH 值，只要分清该物质属于酸碱溶液中的哪一类，应用相 应的公式即可。很明显，HAc 属于一元弱酸，计算时要注意根据不同的条件应用不同的省略 公式。 解 （1） 1 0.10mol L − HAc 已知 θ w θ 6 θ a a θ 5 a 1.75 10 5586 500, K c 1.79 10 25K K c K = = = − ， 而 − 故应用最简式 5 3 1 (H ) a 1.75 10 0.10 1.34 10 mol L + − − − c = K c = = pH = 2.87 【评注】 该题是酸碱平衡中比较典型的习题，对于不同溶液的 pH 值的计算，主要 要搞清楚以下几点：一是搞清楚溶液属于哪一类溶液；二是根据浓度及平衡常数应该对计算 公式进行哪些省略，应用那个公式；三是计算的是 H + 浓度还是 OH − 浓度。以上几点清楚了， 虽然计算公式比较多，溶液 pH 值的计算还是比较简单的