《高中化学知识点思维导图》
一、物质的组成、结构与性质
1.1 物质的组成
- 1.1.1 元素
- 概念：具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称
- 分类：金属元素、非金属元素、稀有气体元素
- 存在形式：游离态、化合态
- 1.1.2 分子
- 概念：保持物质化学性质的最小微粒
- 分类：单原子分子、多原子分子
- 1.1.3 原子
- 组成：质子、中子、电子
- 结构：原子核（质子+中子）、核外电子
- 质量数：A = Z + N (Z:质子数, N:中子数)
- 1.1.4 离子
- 阳离子：失去电子，带正电荷
- 阴离子：得到电子，带负电荷
- 离子化合物：由离子构成的化合物
- 1.1.5 同位素
- 概念：质子数相同，中子数不同的同一类原子
- 性质：化学性质相似，物理性质不同
- 1.1.6 混合物与纯净物
- 混合物：由两种或多种物质组成
- 纯净物：由一种物质组成
- 分离方法：过滤、蒸馏、萃取、分液、结晶等
1.2 物质的结构
- 1.2.1 原子结构
- 核外电子排布：电子层、电子亚层、原子轨道
- 构造原理：能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则
- 元素周期律：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化
- 1.2.2 化学键
- 离子键：带相反电荷的离子之间的静电作用
- 共价键：原子间共用电子对的作用
- σ键、π键
- 极性键、非极性键
- 金属键：金属原子和自由电子之间的作用
- 1.2.3 分子结构
- 分子式、结构式、电子式
- 空间构型：直线型、平面三角形、四面体型、V型等
- 杂化轨道理论：sp、sp2、sp3杂化
- 1.2.4 晶体
- 离子晶体：离子键结合，熔点高，硬度大
- 原子晶体：共价键结合，熔点极高，硬度极大
- 分子晶体：分子间作用力结合，熔点低，硬度小
- 金属晶体：金属键结合，熔点不确定，有延展性
1.3 物质的性质
- 1.3.1 物理性质
- 颜色、状态、气味、熔点、沸点、溶解性、密度等
- 1.3.2 化学性质
- 酸碱性、氧化还原性、稳定性、反应活性等
- 1.3.3 物质的量
- 摩尔：物质的量的单位
- 阿伏伽德罗常数：NA = 6.02 x 10^23 mol^-1
- 摩尔质量：M
- 气体摩尔体积：Vm (标准状况下约为22.4 L/mol)
- 物质的量浓度：c = n/V
二、化学反应与能量
2.1 化学反应的类型
- 2.1.1 基本反应类型
- 化合反应：A + B → C
- 分解反应：C → A + B
- 置换反应：A + BC → B + AC
- 复分解反应：AB + CD → AD + CB
- 2.1.2 氧化还原反应
- 氧化：失去电子，氧化数升高
- 还原：得到电子，氧化数降低
- 氧化剂：得到电子的物质
- 还原剂：失去电子的物质
- 氧化还原反应的配平
2.2 化学反应的速率与平衡
- 2.2.1 化学反应速率
- 定义：单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加
- 影响因素：温度、浓度、压强、催化剂
- 2.2.2 化学平衡
- 可逆反应：正反应和逆反应同时进行的反应
- 化学平衡状态：正逆反应速率相等的状态
- 平衡常数：K
- 勒夏特列原理：如果改变影响平衡的条件，平衡将向着减弱这种改变的方向移动
2.3 化学反应与能量变化
- 2.3.1 反应热
- 焓变：ΔH (kJ/mol)
- 放热反应：ΔH < 0
- 吸热反应：ΔH > 0
- 2.3.2 热化学方程式
- 表示反应热的化学方程式
- 需要注明反应的温度和压强
- 需要注明各物质的状态
- 2.3.3 盖斯定律
- 反应焓变只与起始和终了状态有关，与反应途径无关
三、重要的无机物及其应用
3.1 物质的分类
- 3.1.1 酸
- 定义：电离时产生的阳离子全部是氢离子的化合物
- 性质：与指示剂反应、与活泼金属反应、与碱反应、与某些盐反应
- 3.1.2 碱
- 定义：电离时产生的阴离子全部是氢氧根离子的化合物
- 性质：与指示剂反应、与酸反应、与某些盐反应
- 3.1.3 盐
- 定义：由金属离子（或铵根离子）和酸根离子构成的化合物
- 分类：正盐、酸式盐、碱式盐、复盐
- 3.1.4 氧化物
- 定义：由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物
- 分类：酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物、中性氧化物
3.2 常见的元素及其化合物
- 3.2.1 钠及其化合物
- 钠：活泼金属，易与氧气、水反应
- 氢氧化钠：强碱，具有腐蚀性
- 碳酸钠：纯碱，重要化工原料
- 碳酸氢钠：小苏打，可用于治疗胃酸过多
- 3.2.2 铝及其化合物
- 铝：两性金属，既能与酸反应，又能与碱反应
- 氧化铝：两性氧化物，不溶于水
- 氢氧化铝：两性氢氧化物，不溶于水
- 3.2.3 铁及其化合物
- 铁：变价金属，有+2价和+3价
- 氧化亚铁、氧化铁
- 氢氧化亚铁、氢氧化铁
- 硫酸亚铁、氯化铁
- 3.2.4 硅及其化合物
- 二氧化硅：酸性氧化物，与氢氟酸反应
- 硅酸盐：构成地壳的主要成分
- 硅：半导体材料
3.3 常见气体的制备和性质
- 3.3.1 氧气
- 制备：分解过氧化氢、加热高锰酸钾、电解水
- 性质：氧化性，支持燃烧
- 3.3.2 氢气
- 制备：活泼金属与酸反应
- 性质：还原性，密度小
- 3.3.3 氯气
- 制备：电解饱和食盐水、二氧化锰与浓盐酸反应
- 性质：氧化性，与水反应生成次氯酸
四、有机化学基础
4.1 有机化合物的组成、结构与分类
- 4.1.1 碳链
- 直链、支链、环状
- 4.1.2 官能团
- 常见的官能团：-OH (羟基), -CHO (醛基), -COOH (羧基), -COOR (酯基), -NH2 (氨基), -X (卤原子), C=C (碳碳双键), C≡C (碳碳三键)
- 4.1.3 有机化合物的分类
- 烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯、胺
4.2 重要的有机化合物
- 4.2.1 烷烃
- 甲烷、乙烷、丙烷等
- 饱和烃，只含有单键
- 取代反应
- 4.2.2 烯烃
- 乙烯、丙烯等
- 含有碳碳双键
- 加成反应、加聚反应
- 4.2.3 乙醇
- 可以与金属钠反应
- 可以发生氧化反应
- 可以发生酯化反应
- 4.2.4 乙酸
- 具有酸性
- 可以与醇发生酯化反应
4.3 重要的有机高分子化合物
- 4.3.1 聚乙烯
- 乙烯的加聚产物
- 4.3.2 聚氯乙烯
- 氯乙烯的加聚产物
- 4.3.3 蛋白质
- 氨基酸的聚合物
- 具有多种功能
- 4.3.4 糖类
- 单糖、二糖、多糖
五、实验化学
5.1 实验基本操作
- 5.1.1 药品的取用
- 固体药品的取用
- 液体药品的取用
- 5.1.2 仪器的洗涤和干燥
- 5.1.3 常见仪器的使用
- 烧杯、锥形瓶、容量瓶、滴定管等
5.2 物质的分离和提纯
- 5.2.1 过滤
- 5.2.2 蒸馏
- 5.2.3 萃取
- 5.2.4 分液
- 5.2.5 结晶
5.3 实验设计和评价
- 5.3.1 实验原理
- 5.3.2 实验步骤
- 5.3.3 实验现象
- 5.3.4 误差分析
- 5.3.5 实验改进