《九上第一单元化学思维导图》

一、 绪论：走进化学世界

1.1 化学的定义与研究对象

1.1.1 定义

• 研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。

1.1.2 研究对象

• 物质：包括元素、化合物、混合物等。
• 物质的变化：化学变化（反应）和物理变化。

1.2 化学的研究内容

1.2.1 物质的组成与结构

• 元素：概念、分类（金属、非金属、稀有气体）。
• 原子：结构（质子、中子、电子），质量数。
• 分子：概念、构成（原子）。
• 离子：概念、形成（得失电子）。
• 原子核外电子排布：简单原子结构示意图。

1.2.2 物质的性质

• 物理性质：颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度、溶解性等。
• 化学性质：可燃性、氧化性、还原性、酸碱性、稳定性等。

1.2.3 物质的变化

• 物理变化：没有新物质生成的变化。例如：水的沸腾、冰的融化、物质的溶解。
• 化学变化：有新物质生成的变化，伴随能量变化。例如：燃烧、生锈、食物腐烂。
  • 化学反应：反应物、生成物、反应条件、化学方程式。

1.3 化学的研究方法

1.3.1 观察法

• 通过感官（视觉、听觉、嗅觉、触觉）直接观察物质的性质和变化。

1.3.2 实验法

• 通过实验验证猜想，获取数据，分析现象，得出结论。

1.3.3 模型法

• 用模型来模拟和解释微观的物质结构和变化。 例如：原子模型、分子模型。

1.3.4 推理法

• 在观察、实验的基础上，进行分析、归纳、推理，得出结论。

1.4 化学的意义与作用

1.4.1 意义

• 认识和利用物质，改造自然。
• 解释生命现象，促进医学发展。

1.4.2 作用

• 促进农业发展：化肥、农药的合成和应用。
• 促进工业发展：新材料、新能源的开发和利用。
• 改善人民生活：医药卫生、环境保护。

二、 走进实验室

2.1 常用实验仪器

2.1.1 加热仪器

• 酒精灯：使用注意事项（酒精量、倾斜度、点燃熄灭方法）。
• 试管：直接加热或间接加热。
• 烧杯、烧瓶：间接加热，需要垫石棉网。

2.1.2 计量仪器

• 量筒：读数方法（视线与凹液面最低处或凸液面最高处平齐）。
• 托盘天平：使用方法（水平、归零、左物右码、读数）。

2.1.3 反应容器

• 试管：少量试剂的反应容器。
• 烧杯、烧瓶：较多试剂的反应容器。

2.1.4 分离仪器

• 漏斗：过滤。
• 蒸发皿：蒸发。

2.1.5 其他

• 药匙、镊子、滴管、玻璃棒。

2.2 实验室安全

2.2.1 实验规则

• 遵守实验室规章制度。
• 认真阅读实验步骤和注意事项。

2.2.2 安全措施

• 防止爆炸：易燃易爆物品远离火源。
• 防止中毒：不直接闻气味，加强通风。
• 防止腐蚀：接触腐蚀性药品要戴手套，及时清洗。
• 防止烫伤：加热时注意安全。
• 废弃物的处理：按规定分类存放。

2.3 基本实验操作

2.3.1 取用药品

• 固体药品的取用：
  • 粉末状：用药匙或纸槽。
  • 块状：用镊子。
• 液体药品的取用：
  • 倾倒法：细口瓶标签朝手心，瓶塞倒放。
  • 滴加法：用滴管。

2.3.2 加热

• 试管加热：均匀预热，从下往上加热。
• 烧杯加热：垫石棉网。

2.3.3 溶解

• 搅拌：用玻璃棒搅拌，加速溶解。

2.3.4 过滤

• 一贴：滤纸紧贴漏斗内壁。
• 二低：滤纸边缘低于漏斗边缘，液面低于滤纸边缘。
• 三靠：烧杯紧靠玻璃棒，玻璃棒紧靠三层滤纸处，漏斗颈紧靠烧杯内壁。

三、 物质的分类与变化

3.1 物质的分类

3.1.1 纯净物

• 只有一种物质组成的物质。
  • 单质：只由一种元素组成的纯净物。 例如：氧气（O2）、铁（Fe）。
  • 化合物：由两种或两种以上元素组成的纯净物。 例如：水（H2O）、二氧化碳（CO2）。
    • 氧化物：由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物。 例如：二氧化碳（CO2）、氧化铁（Fe2O3）。
    • 酸、碱、盐：根据其化学性质进行分类。

3.1.2 混合物

• 由两种或两种以上物质组成的物质。 例如：空气、海水、泥土。

3.2 物质的变化

3.2.1 物理变化

• 没有新物质生成的变化。 例如：水的沸腾、冰的融化。

3.2.2 化学变化

• 有新物质生成的变化。 例如：燃烧、生锈。

3.3 化学反应的基本类型

3.3.1 化合反应

• 由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应。
• 特点：多变一。

3.3.2 分解反应

• 由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应。
• 特点：一变多。

3.3.3 置换反应

• 一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。

3.3.4 复分解反应

• 由两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应。

四、 空气

4.1 空气的组成

4.1.1 体积含量

• 氮气：约78%。
• 氧气：约21%。
• 稀有气体：约0.94%。
• 二氧化碳：约0.03%。
• 其他气体和杂质：约0.03%。

4.2 氧气

4.2.1 物理性质

• 无色、无味的气体，密度比空气略大，不易溶于水。

4.2.2 化学性质

• 具有氧化性，能支持燃烧。
  • 与碳反应：生成二氧化碳，放出大量的热。
  • 与硫反应：生成二氧化硫，放出大量的热。
  • 与铁反应：生成四氧化三铁，放出大量的热。

4.2.3 用途

• 供给呼吸：医疗、潜水。
• 支持燃烧：炼钢、气焊。

4.2.4 实验室制取氧气

• 加热高锰酸钾：2KMnO4 --加热--> K2MnO4 + MnO2 + O2↑
• 加热氯酸钾和二氧化锰：2KClO3 --MnO2,加热--> 2KCl + 3O2↑
• 用过氧化氢和二氧化锰：2H2O2 --MnO2--> 2H2O + O2↑

4.3 氮气和稀有气体

4.3.1 氮气

• 性质稳定，不易与其他物质发生反应。
• 用途：保护气、制造氮肥。

4.3.2 稀有气体

• 化学性质稳定，不易与其他物质发生反应。
• 用途：保护气、灯泡填充气、激光技术。

五、 化学式与化合价

5.1 化学式

5.1.1 定义

• 用元素符号表示物质组成的式子。

5.1.2 意义

• 表示一种物质。
• 表示该物质的元素组成。
• 对于由分子构成的物质，表示一个分子。
• 表示该分子由哪些原子构成。

5.2 化合价

5.2.1 定义

• 元素形成化合物时表现出来的性质，表示一个原子与其他原子结合时得失电子的数目。

5.2.2 规则

• 单质中元素的化合价为0。
• 化合物中各元素的化合价代数和为0。
• 在化合物中，氧元素通常显-2价，氢元素通常显+1价。
• 一些常见元素的化合价要记住。

5.3 利用化合价书写化学式

5.3.1 书写步骤

• 确定元素正负价。
• 正价元素在前，负价元素在后。
• 将正负化合价绝对值的最小公倍数除以该元素的化合价绝对值，得到该元素的原子个数。
• 将原子个数写在该元素符号的右下角。