初三化学知识思维导图

# 《初三化学知识思维导图》

## 一、物质的组成、结构与分类

### 1. 物质的组成

*   **宏观组成:**
        *   元素：组成物质的基本成分。
            *   金属元素：通常带“钅”字旁（汞除外）。
            *   非金属元素：通常带“石”、“气”、“氵”字旁。
            *   稀有气体元素：单原子分子，化学性质稳定。
        *   物质的分类：
            *   纯净物：只有一种物质组成。
                *   单质：由同种元素组成。
                    *   金属单质：如铁(Fe)、铜(Cu)、铝(Al)等。
                    *   非金属单质：如氧气(O₂)、氮气(N₂)、碳(C)等。
                *   化合物：由两种或两种以上元素组成。
                    *   氧化物：由两种元素组成，其中一种是氧元素。
                        *   酸性氧化物：与碱反应生成盐和水 (如CO₂, SO₂)
                        *   碱性氧化物：与酸反应生成盐和水 (如CaO, Na₂O)
                        *   两性氧化物：既能与酸反应，又能与碱反应 (如Al₂O₃)
                    *   酸：电离时产生的阳离子全部是氢离子(H⁺)。
                        *   常见酸：盐酸(HCl)、硫酸(H₂SO₄)、硝酸(HNO₃)。
                    *   碱：电离时产生的阴离子全部是氢氧根离子(OH⁻)。
                        *   常见碱：氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钙(Ca(OH)₂) 。
                    *   盐：由金属阳离子（或铵根离子）和酸根阴离子组成。
                        *   常见盐：氯化钠(NaCl)、碳酸钠(Na₂CO₃)、硫酸铜(CuSO₄)。
            *   混合物：由两种或两种以上物质组成。
                *   空气：主要成分是氮气和氧气。
                *   溶液：一种或多种物质分散到另一种物质里形成的均一、稳定的混合物。
                *   悬浊液：固体小颗粒悬浮在液体里形成的混合物（不均一、不稳定）。
                *   乳浊液：小液滴分散在液体里形成的混合物（不均一、不稳定）。

*   **微观构成:**
        *   分子：保持物质化学性质的最小粒子。
            *   由原子构成。
        *   原子：化学变化中的最小粒子。
            *   由原子核（质子和中子）和核外电子构成。
        *   离子：带电荷的原子或原子团。
            *   阳离子：带正电荷。
            *   阴离子：带负电荷。

### 2. 物质的结构

*   **原子结构:**
        *   原子核：
            *   质子：带正电荷。
            *   中子：不带电荷。
        *   核外电子：带负电荷，绕原子核高速运动。
   *   **元素:**
        *   元素种类由质子数决定。
        *   同位素：具有相同质子数但不同中子数的原子。
   *   **化学式:**
        *   表示物质组成的式子。
        *   单质化学式：金属、固态非金属、稀有气体用元素符号表示；气体非金属，需要注明分子构成(如O₂)。
        *   化合物化学式：按照“正左负右”原则书写（氧化物O在右边）。
   *   **化合价:**
        *   元素或原子团显示出来的性质，实质是原子之间形成化学键的一种表现。
        *   规则：单质中元素的化合价为0；化合物中各元素正负化合价代数和为0；常见元素的化合价要熟记。
   *   **离子:**
        *   原子得失电子形成离子。

### 3. 物质的分类（交叉分类与树状分类）

*   **交叉分类:** 依据不同的分类标准对同一类物质进行分类。如：
    *   酸可以根据组成元素分为含氧酸和无氧酸；
    *   盐可以根据组成元素分为正盐和酸式盐、碱式盐等。

*   **树状分类:** 通过逐层划分，将物质进行更细致的分类。如：
    *   物质 -> 纯净物/混合物 -> 单质/化合物 -> 金属单质/非金属单质 -> 氧化物/酸/碱/盐

## 二、物质的变化与性质

### 1. 物理变化

*   没有新物质生成的变化。
   *   例如：物质的状态变化（固、液、气之间的转化）、溶解、物质的形状改变等。

### 2. 化学变化

*   有新物质生成的变化。
   *   例如：燃烧、金属生锈、食物腐败、酸碱中和等。
   *   化学变化的特征：发光、放热、变色、产生气体、生成沉淀。
   *   化学反应的本质：原子重新组合的过程。

### 3. 化学性质

*   物质在化学变化中表现出来的性质。
   *   例如：可燃性、氧化性、还原性、酸碱性、稳定性等。

### 4. 物理性质

*   物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质。
   *   例如：颜色、气味、状态、熔点、沸点、硬度、密度、溶解性、导电性、导热性等。

### 5. 化学反应类型

*   **化合反应:** 由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应。 (A + B → C)
   *   **分解反应:** 由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应。 (A → B + C)
   *   **置换反应:** 一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。 (A + BC → B + AC)
   *   **复分解反应:** 两种化合物互相交换成分，生成两种其他化合物的反应。 (AB + CD → AD + CB)
        *   复分解反应发生的条件：生成物中有气体、沉淀或水生成。

## 三、重要的化学物质

### 1. 氧气 (O₂)

*   物理性质：无色无味气体，密度比空气略大，不易溶于水。
   *   化学性质：具有氧化性，能支持燃烧。
   *   用途：供给呼吸，支持燃烧。
   *   实验室制法：
        *   加热高锰酸钾：2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑
        *   过氧化氢在二氧化锰催化下分解：2H₂O₂ → 2H₂O + O₂↑

### 2. 二氧化碳 (CO₂)

*   物理性质：无色无味气体，密度比空气略大，能溶于水。
   *   化学性质：
        *   不燃烧，不支持燃烧。
        *   与水反应生成碳酸：CO₂ + H₂O → H₂CO₃
        *   与澄清石灰水反应：CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O
   *   用途：灭火，光合作用。
   *   实验室制法：
        *   大理石或石灰石与稀盐酸反应：CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑

### 3. 水 (H₂O)

*   物理性质：无色无味液体，沸点100℃，凝固点0℃。
   *   化学性质：
        *   是许多反应的溶剂。
        *   电解水：2H₂O → 2H₂↑ + O₂↑
        *   与某些金属氧化物反应生成碱：H₂O + CaO → Ca(OH)₂
        *   与某些非金属氧化物反应生成酸：H₂O + CO₂ → H₂CO₃

### 4. 酸、碱、盐的通性

*   **酸的通性:**
    *   与酸碱指示剂反应：紫色石蕊试液变红，无色酚酞试液不变色。
    *   与活泼金属反应生成盐和氢气：Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑
    *   与金属氧化物反应生成盐和水：Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O
    *   与碱发生中和反应生成盐和水：HCl + NaOH → NaCl + H₂O
    *   与某些盐反应生成新酸和新盐：HCl + AgNO₃ → AgCl↓ + HNO₃
*   **碱的通性:**
    *   与酸碱指示剂反应：紫色石蕊试液变蓝，无色酚酞试液变红。
    *   与某些非金属氧化物反应生成盐和水：CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O
    *   与酸发生中和反应生成盐和水。
    *   与某些盐反应生成新碱和新盐：Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2NaOH
*   **盐的通性:**
    *   与某些金属反应：Fe + CuSO₄ → Cu + FeSO₄
    *   与酸反应生成新酸和新盐。
    *   与碱反应生成新碱和新盐。
    *   与其他盐反应生成两种新盐。

## 四、化学方程式与计算

### 1. 化学方程式

*   定义：用化学式表示化学反应的式子。
   *   意义：表示反应物、生成物和反应条件；表示反应物和生成物之间的质量关系。
   *   书写原则：
        *   必须以客观事实为基础。
        *   必须遵守质量守恒定律（配平）。
   *   配平方法：最小公倍数法、观察法、奇偶数法等。

### 2. 质量守恒定律

*   内容：在化学反应前后，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
   *   微观解释：化学反应前后，原子的种类、数目和质量都没有发生改变。
   *   意义：是书写化学方程式的依据，是进行化学计算的基础。

### 3. 化学计算

*   依据：化学方程式和相对原子质量、相对分子质量。
   *   步骤：
        1.  设未知数。
        2.  写出正确的化学方程式。
        3.  写出相关物质的质量比。
        4.  列比例式。
        5.  解比例式。
        6.  简明地写出答案。
   *   类型：
        *   根据质量求质量。
        *   根据质量求质量分数。
        *   根据质量分数求质量。
        *   含有杂质的计算。

## 五、溶液

### 1. 溶解现象

*   溶解：一种或多种物质分散到另一种物质中形成溶液的过程。
*   溶质：被溶解的物质。
*   溶剂：溶解溶质的物质。
*   溶液的特点：均一性、稳定性。

### 2. 溶解度

*   定义：在一定温度下，某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。
*   影响因素：温度（对多数固体，温度升高，溶解度增大；对少数固体如Ca(OH)₂, 温度升高，溶解度减小）。
*   溶解度曲线的意义：
    *   表示某物质在不同温度下的溶解度。
    *   表示某物质的溶解度随温度变化的情况。
    *   比较不同物质在同一温度下的溶解度大小。

### 3. 溶液的浓度

*   质量分数：溶质的质量与溶液的质量之比。
*   计算公式：溶质质量分数 = (溶质质量 / 溶液质量) × 100% = (溶质质量 / (溶质质量 + 溶剂质量)) × 100%
*   配制一定溶质质量分数的溶液：
    1.  计算所需溶质和溶剂的质量。
    2.  用托盘天平称量固体溶质或量取液体溶质。
    3.  用量筒量取所需体积的溶剂。
    4.  将溶质加入溶剂中，用玻璃棒搅拌至完全溶解。

## 六、金属与金属材料

### 1. 金属的物理性质

*   通常具有金属光泽。
   *   具有导电性、导热性。
   *   具有延展性。

### 2. 金属的化学性质

*   与氧气反应：
        *   铁生锈：4Fe + 3O₂ + 2xH₂O → 2Fe₂O₃·xH₂O
   *   与酸反应：金属 + 酸 → 盐 + 氢气
   *   与盐溶液反应：金属 + 盐溶液 → 新金属 + 新盐

### 3. 金属活动性顺序

*   K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Sn > Pb > (H) > Cu > Hg > Ag > Pt > Au
   *   应用：
        *   判断金属与酸能否发生反应。
        *   判断金属与盐溶液能否发生反应（前置金属可将后置金属从其盐溶液中置换出来）。

### 4. 金属材料

*   纯金属：单一金属元素组成的材料。
   *   合金：由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合在一起形成的具有金属特性的材料。
        *   合金的性质与组成金属不同，通常硬度更大，熔点更低。

## 七、其他重要知识点

*   实验基本操作（药品的取用、仪器的使用、加热等）
*   常见气体的检验与验满方法
*   质量守恒定律的应用
*   环境保护与能源利用
*   化学与生活 (物质的用途, 食品安全, 营养均衡等)
*   催化剂与催化作用
*   pH值与酸碱性

《初三化学知识思维导图》

一、物质的组成、结构与分类

1. 物质的组成

宏观组成:
- 元素：组成物质的基本成分。
  - 金属元素：通常带“钅”字旁（汞除外）。
  - 非金属元素：通常带“石”、“气”、“氵”字旁。
  - 稀有气体元素：单原子分子，化学性质稳定。
- 物质的分类：
  - 纯净物：只有一种物质组成。
    - 单质：由同种元素组成。
      - 金属单质：如铁(Fe)、铜(Cu)、铝(Al)等。
      - 非金属单质：如氧气(O₂)、氮气(N₂)、碳(C)等。
    - 化合物：由两种或两种以上元素组成。
      - 氧化物：由两种元素组成，其中一种是氧元素。
        
        酸性氧化物：与碱反应生成盐和水 (如CO₂, SO₂)
        
        碱性氧化物：与酸反应生成盐和水 (如CaO, Na₂O)
        
        两性氧化物：既能与酸反应，又能与碱反应 (如Al₂O₃)
      - 酸：电离时产生的阳离子全部是氢离子(H⁺)。
        
        常见酸：盐酸(HCl)、硫酸(H₂SO₄)、硝酸(HNO₃)。
      - 碱：电离时产生的阴离子全部是氢氧根离子(OH⁻)。
        
        常见碱：氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钙(Ca(OH)₂) 。
      - 盐：由金属阳离子（或铵根离子）和酸根阴离子组成。
        
        常见盐：氯化钠(NaCl)、碳酸钠(Na₂CO₃)、硫酸铜(CuSO₄)。
  - 混合物：由两种或两种以上物质组成。
    - 空气：主要成分是氮气和氧气。
    - 溶液：一种或多种物质分散到另一种物质里形成的均一、稳定的混合物。
    - 悬浊液：固体小颗粒悬浮在液体里形成的混合物（不均一、不稳定）。
    - 乳浊液：小液滴分散在液体里形成的混合物（不均一、不稳定）。
微观构成:
- 分子：保持物质化学性质的最小粒子。
  - 由原子构成。
- 原子：化学变化中的最小粒子。
  - 由原子核（质子和中子）和核外电子构成。
- 离子：带电荷的原子或原子团。
  - 阳离子：带正电荷。
  - 阴离子：带负电荷。

2. 物质的结构

原子结构:
- 原子核：
  - 质子：带正电荷。
  - 中子：不带电荷。
- 核外电子：带负电荷，绕原子核高速运动。
元素:
- 元素种类由质子数决定。
- 同位素：具有相同质子数但不同中子数的原子。
化学式:
- 表示物质组成的式子。
- 单质化学式：金属、固态非金属、稀有气体用元素符号表示；气体非金属，需要注明分子构成(如O₂)。
- 化合物化学式：按照“正左负右”原则书写（氧化物O在右边）。
化合价:
- 元素或原子团显示出来的性质，实质是原子之间形成化学键的一种表现。
- 规则：单质中元素的化合价为0；化合物中各元素正负化合价代数和为0；常见元素的化合价要熟记。
离子:
- 原子得失电子形成离子。

3. 物质的分类（交叉分类与树状分类）

交叉分类: 依据不同的分类标准对同一类物质进行分类。如：
- 酸可以根据组成元素分为含氧酸和无氧酸；
- 盐可以根据组成元素分为正盐和酸式盐、碱式盐等。
树状分类: 通过逐层划分，将物质进行更细致的分类。如：
- 物质 -> 纯净物/混合物 -> 单质/化合物 -> 金属单质/非金属单质 -> 氧化物/酸/碱/盐

二、物质的变化与性质

1. 物理变化

没有新物质生成的变化。
例如：物质的状态变化（固、液、气之间的转化）、溶解、物质的形状改变等。

2. 化学变化

有新物质生成的变化。
例如：燃烧、金属生锈、食物腐败、酸碱中和等。
化学变化的特征：发光、放热、变色、产生气体、生成沉淀。
化学反应的本质：原子重新组合的过程。

3. 化学性质

物质在化学变化中表现出来的性质。
例如：可燃性、氧化性、还原性、酸碱性、稳定性等。

4. 物理性质

物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质。
例如：颜色、气味、状态、熔点、沸点、硬度、密度、溶解性、导电性、导热性等。

5. 化学反应类型

化合反应: 由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应。 (A + B → C)
分解反应: 由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应。 (A → B + C)
置换反应: 一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。 (A + BC → B + AC)
复分解反应: 两种化合物互相交换成分，生成两种其他化合物的反应。 (AB + CD → AD + CB)
- 复分解反应发生的条件：生成物中有气体、沉淀或水生成。

三、重要的化学物质

1. 氧气 (O₂)

物理性质：无色无味气体，密度比空气略大，不易溶于水。
化学性质：具有氧化性，能支持燃烧。
用途：供给呼吸，支持燃烧。
实验室制法：
- 加热高锰酸钾：2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑
- 过氧化氢在二氧化锰催化下分解：2H₂O₂ → 2H₂O + O₂↑

2. 二氧化碳 (CO₂)

物理性质：无色无味气体，密度比空气略大，能溶于水。
化学性质：
- 不燃烧，不支持燃烧。
- 与水反应生成碳酸：CO₂ + H₂O → H₂CO₃
- 与澄清石灰水反应：CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O
用途：灭火，光合作用。
实验室制法：
- 大理石或石灰石与稀盐酸反应：CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑

3. 水 (H₂O)

物理性质：无色无味液体，沸点100℃，凝固点0℃。
化学性质：
- 是许多反应的溶剂。
- 电解水：2H₂O → 2H₂↑ + O₂↑
- 与某些金属氧化物反应生成碱：H₂O + CaO → Ca(OH)₂
- 与某些非金属氧化物反应生成酸：H₂O + CO₂ → H₂CO₃

4. 酸、碱、盐的通性

酸的通性:
- 与酸碱指示剂反应：紫色石蕊试液变红，无色酚酞试液不变色。
- 与活泼金属反应生成盐和氢气：Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑
- 与金属氧化物反应生成盐和水：Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O
- 与碱发生中和反应生成盐和水：HCl + NaOH → NaCl + H₂O
- 与某些盐反应生成新酸和新盐：HCl + AgNO₃ → AgCl↓ + HNO₃
碱的通性:
- 与酸碱指示剂反应：紫色石蕊试液变蓝，无色酚酞试液变红。
- 与某些非金属氧化物反应生成盐和水：CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O
- 与酸发生中和反应生成盐和水。
- 与某些盐反应生成新碱和新盐：Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2NaOH
盐的通性:
- 与某些金属反应：Fe + CuSO₄ → Cu + FeSO₄
- 与酸反应生成新酸和新盐。
- 与碱反应生成新碱和新盐。
- 与其他盐反应生成两种新盐。

四、化学方程式与计算

1. 化学方程式

定义：用化学式表示化学反应的式子。
意义：表示反应物、生成物和反应条件；表示反应物和生成物之间的质量关系。
书写原则：
- 必须以客观事实为基础。
- 必须遵守质量守恒定律（配平）。
配平方法：最小公倍数法、观察法、奇偶数法等。

2. 质量守恒定律

内容：在化学反应前后，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
微观解释：化学反应前后，原子的种类、数目和质量都没有发生改变。
意义：是书写化学方程式的依据，是进行化学计算的基础。

3. 化学计算

依据：化学方程式和相对原子质量、相对分子质量。
步骤：
1. 设未知数。
2. 写出正确的化学方程式。
3. 写出相关物质的质量比。
4. 列比例式。
5. 解比例式。
6. 简明地写出答案。
类型：
- 根据质量求质量。
- 根据质量求质量分数。
- 根据质量分数求质量。
- 含有杂质的计算。

五、溶液

1. 溶解现象

溶解：一种或多种物质分散到另一种物质中形成溶液的过程。
溶质：被溶解的物质。
溶剂：溶解溶质的物质。
溶液的特点：均一性、稳定性。

2. 溶解度

定义：在一定温度下，某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。
影响因素：温度（对多数固体，温度升高，溶解度增大；对少数固体如Ca(OH)₂, 温度升高，溶解度减小）。
溶解度曲线的意义：
- 表示某物质在不同温度下的溶解度。
- 表示某物质的溶解度随温度变化的情况。
- 比较不同物质在同一温度下的溶解度大小。

3. 溶液的浓度

质量分数：溶质的质量与溶液的质量之比。
计算公式：溶质质量分数 = (溶质质量 / 溶液质量) × 100% = (溶质质量 / (溶质质量 + 溶剂质量)) × 100%
配制一定溶质质量分数的溶液：
1. 计算所需溶质和溶剂的质量。
2. 用托盘天平称量固体溶质或量取液体溶质。
3. 用量筒量取所需体积的溶剂。
4. 将溶质加入溶剂中，用玻璃棒搅拌至完全溶解。

六、金属与金属材料

1. 金属的物理性质

通常具有金属光泽。
具有导电性、导热性。
具有延展性。

2. 金属的化学性质

与氧气反应：
- 铁生锈：4Fe + 3O₂ + 2xH₂O → 2Fe₂O₃·xH₂O
与酸反应：金属 + 酸 → 盐 + 氢气
与盐溶液反应：金属 + 盐溶液 → 新金属 + 新盐

3. 金属活动性顺序

K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Sn > Pb > (H) > Cu > Hg > Ag > Pt > Au
应用：
- 判断金属与酸能否发生反应。
- 判断金属与盐溶液能否发生反应（前置金属可将后置金属从其盐溶液中置换出来）。

4. 金属材料

纯金属：单一金属元素组成的材料。
合金：由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合在一起形成的具有金属特性的材料。
- 合金的性质与组成金属不同，通常硬度更大，熔点更低。

七、其他重要知识点

实验基本操作（药品的取用、仪器的使用、加热等）
常见气体的检验与验满方法
质量守恒定律的应用
环境保护与能源利用
化学与生活 (物质的用途, 食品安全, 营养均衡等)
催化剂与催化作用
pH值与酸碱性

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