《初三化学思维导图》
一、物质的组成、结构和分类
1.1 物质的组成
- 元素
- 定义：具有相同质子数的同一类原子的总称。
- 表示：元素符号（一个大写字母或一个大写字母加一个小写字母）
- 存在形式：游离态和化合态
- 原子
- 定义：化学变化中的最小粒子。
- 结构：原子核 (质子 + 中子) + 核外电子
- 电荷：质子带正电，电子带负电，中子不带电；原子核带正电，核外电子带负电；整个原子不显电性。
- 质量：主要集中在原子核，忽略电子的质量。
- 相对原子质量：以一个碳-12原子质量的1/12作为标准，其他原子的质量与之比较所得的比值。
- 分子
- 定义：保持物质化学性质的最小粒子。
- 构成：由原子构成。
- 运动：不断地做无规则运动。
- 间隔：分子之间有间隔。
- 离子
- 定义：带电荷的原子或原子团。
- 阳离子：带正电荷 (失去电子)
- 阴离子：带负电荷 (得到电子)
- 化学式
- 定义：用元素符号表示物质组成的式子。
- 意义：
- 宏观：表示一种物质。
- 微观：表示该物质的一个分子（对于由分子构成的物质）。
- 表示物质的元素组成。
- 书写：金属在前，非金属在后；氧化物中，氧元素在后；原子个数写在元素符号的右下角。
- 化合价
- 定义：元素（或原子团）结合成化合物时所表现出来的性质。
- 原则：在化合物中，正负化合价的代数和为零。
- 常见化合价：氢+1，氧-2，金属元素通常为正价，氯-1，等等。
1.2 物质的结构
- 原子结构示意图
- 表示：圆圈表示原子核，圈内数字表示质子数，弧线表示电子层，弧线上的数字表示该层的电子数。
- 最外层电子数与化学性质的关系：最外层电子数小于4，易失去电子；最外层电子数大于4，易得到电子；最外层电子数为8（或2），达到稳定结构。
- 离子结构示意图
- 表示：阳离子结构示意图：质子数 > 核外电子数；阴离子结构示意图：质子数 < 核外电子数。
1.3 物质的分类
- 混合物和纯净物
- 混合物：由两种或多种物质混合而成。
- 纯净物：由一种物质组成。
- 单质和化合物
- 单质：由同种元素组成的纯净物。
- 化合物：由两种或两种以上元素组成的纯净物。
- 氧化物
- 定义：由两种元素组成，且其中一种是氧元素的化合物。
- 酸、碱、盐
- 酸：电离时产生的阳离子全部是氢离子 (H+) 的化合物。
- 碱：电离时产生的阴离子全部是氢氧根离子 (OH-) 的化合物。
- 盐：由金属离子（或铵根离子）和酸根离子组成的化合物。
二、物质的化学变化
2.1 化学变化的特征
- 化学变化
- 定义：有新物质生成的变化。
- 特征：有新物质生成。
- 物理变化
- 定义：没有新物质生成的变化。
- 特征：没有新物质生成，只是物质的状态、形状、大小等发生了改变。
- 化学反应基本类型
- 化合反应：由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应。
- 分解反应：由一种物质生成两种或两种以上物质的反应。
- 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。
- 复分解反应：两种化合物互相交换成分，生成两种新的化合物的反应。（通常有沉淀、气体或水生成）
2.2 化学反应的表示
- 化学方程式
- 定义：用化学式表示化学反应的式子。
- 书写原则：
- 必须以客观事实为依据，不能臆造不存在的反应。
- 要遵守质量守恒定律，即反应前后各原子的种类和数目必须相等。
- 配平方法：最小公倍数法、观察法、奇数配偶法、代数法等。
- 意义：
- 质的意义：表示反应物、生成物和反应条件。
- 量的意义：表示反应物和生成物的质量比或物质的量比。
2.3 质量守恒定律
- 内容：参加化学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。
- 原因：化学反应前后，原子的种类、数目和质量都没有发生改变。
- 理解：
- 质量守恒是指质量总和守恒，而不是体积、物质的量等的守恒。
- 质量守恒定律适用于一切化学反应。
2.4 溶液
- 组成：溶质和溶剂。
- 溶解度
- 定义：在一定温度下，某固体物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。
- 影响因素：温度（大多数固体物质的溶解度随温度升高而增大，少数物质如氯化钠变化不大，氢氧化钙溶解度随温度升高而减小）
- 饱和溶液和不饱和溶液
- 饱和溶液：在一定温度下，一定量溶剂里不能再溶解某种物质的溶液。
- 不饱和溶液：在一定温度下，一定量溶剂里还能继续溶解某种物质的溶液。
- 质量分数
- 公式：质量分数 = (溶质质量 / 溶液质量) × 100%
- 配制一定质量分数的溶液
- 步骤：计算、称量、溶解。
三、重要的化学物质
3.1 氧气
- 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，供给呼吸。
- 制取：
- 加热高锰酸钾：2KMnO4 加热 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
- 分解过氧化氢：2H2O2 MnO2 2H2O + O2↑
- 电解水：2H2O 电解 2H2↑ + O2↑
- 用途：供给呼吸、支持燃烧、冶炼金属等。
3.2 二氧化碳
- 物理性质：无色无味气体，密度比空气大，能溶于水。
- 化学性质：
- 不燃烧，也不支持燃烧。
- 能与水反应生成碳酸：CO2 + H2O ＝ H2CO3
- 能与石灰水反应：CO2 + Ca(OH)2 ＝ CaCO3↓ + H2O
- 支持绿色植物进行光合作用。
- 制取：石灰石或大理石与稀盐酸反应：CaCO3 + 2HCl ＝ CaCl2 + H2O + CO2↑
- 用途：灭火、人工降雨、化工原料、气体肥料等。
3.3 水
- 物理性质：无色无味液体，在4℃时密度最大。
- 化学性质：
- 电解水：2H2O 电解 2H2↑ + O2↑
- 能与某些金属氧化物反应生成碱：CaO + H2O = Ca(OH)2
- 能与某些非金属氧化物反应生成酸：CO2 + H2O = H2CO3
- 水的净化：沉淀、过滤、吸附、蒸馏。
3.4 酸、碱、盐的通性
- 酸的通性
- 能与酸碱指示剂反应：紫色石蕊试液变红色，无色酚酞试液不变色。
- 能与活泼金属反应生成盐和氢气。
- 能与金属氧化物反应生成盐和水。
- 能与碱发生中和反应生成盐和水。
- 能与某些盐反应生成新酸和新盐。
- 碱的通性
- 能与酸碱指示剂反应：紫色石蕊试液变蓝色，无色酚酞试液变红色。
- 能与酸发生中和反应生成盐和水。
- 能与某些盐反应生成新碱和新盐。
- 能与某些非金属氧化物反应生成盐和水。
- 盐的通性
- 能与活泼金属反应生成新盐和新金属。
- 能与酸反应生成新盐和新酸。
- 能与碱反应生成新盐和新碱。
- 盐溶液之间能相互反应生成两种新盐。（复分解反应的条件：有沉淀、气体或水生成）
四、金属和金属材料
4.1 金属的性质
- 物理性质：金属光泽、导电性、导热性、延展性。
- 化学性质：
- 能与氧气反应 (有些剧烈，有些缓慢)。
- 能与酸反应生成盐和氢气。
- 能与盐溶液反应 (活动性强的金属可以把活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来)。
4.2 金属的活动性顺序
- 顺序：K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Sn > Pb > (H) > Cu > Hg > Ag > Pt > Au
- 意义：排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来；排在氢前面的金属可以与酸反应放出氢气。
4.3 金属的防腐
- 原理：防止金属与氧气、水等物质接触。
- 方法：
- 涂油漆、刷油。
- 镀一层金属。
- 制成合金。
- 保持金属表面干燥。
五、碳和碳的氧化物
5.1 碳的单质
- 金刚石：坚硬，用于切割玻璃、制造钻探工具。
- 石墨：柔软，具有导电性，用于铅笔芯、电极。
- 无定形碳：活性炭、木炭、焦炭等，具有吸附性，用于吸附色素、异味等。
5.2 碳的化学性质
- 可燃性：在氧气中燃烧生成二氧化碳。
- 还原性：能还原金属氧化物。
5.3 一氧化碳
- 物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。
- 化学性质：
- 可燃性：燃烧生成二氧化碳。
- 还原性：能还原金属氧化物，用于冶炼金属。
- 毒性：能与血液中的血红蛋白结合，使人体缺氧。
六、燃料及其利用
6.1 燃烧的条件
- 可燃物：必须是可燃物质。
- 助燃物：与氧气（或空气）接触。
- 温度：温度达到可燃物的着火点以上。
6.2 灭火的原理
- 移除可燃物。
- 隔绝氧气。
- 降低温度至着火点以下。
6.3 燃料的利用
- 化石燃料：煤、石油、天然气。
- 新能源：太阳能、风能、水能、地热能、生物质能、核能等。
七、有机物初步
7.1 甲烷
- 物理性质：无色无味气体，密度比空气小，难溶于水。
- 化学性质：可燃性，燃烧生成二氧化碳和水。
7.2 乙醇
- 物理性质：无色有特殊气味的液体，能与水以任意比例互溶。
- 化学性质：可燃性，燃烧生成二氧化碳和水。
7.3 乙酸
- 物理性质：无色有刺激性气味的液体，能与水以任意比例互溶。
- 化学性质：酸性，能与碳酸盐反应生成二氧化碳。
注：思维导图的形式可以根据需要，使用专业的思维导图软件进行绘制，此处仅提供内容框架。