《化学必修1思维导图》
一、物质的组成、结构与分类
1.1 物质的组成
1.1.1 元素
- 定义：具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称。
- 存在形式：
- 游离态：稀有气体。
- 化合态：以化合物形式存在。
- 分类：金属元素、非金属元素、稀有气体元素。
- 符号表示：元素符号（如H, O, Na, Cl）。
1.1.2 分子
- 定义：构成物质的一种微粒，保持物质化学性质的最小微粒。
- 结构：由原子构成，原子间通过化学键结合。
- 分类：单质分子（如O₂, H₂）、化合物分子（如H₂O, CO₂）。
1.1.3 原子
- 定义：化学变化中的最小粒子。
- 结构：原子核（质子和中子）和核外电子构成。
- 核电荷数：质子数，决定元素的种类。
- 质量数：质子数 + 中子数。
- 同位素：具有相同质子数但不同中子数的同一类原子。
1.1.4 离子
- 定义：带电荷的原子或原子团。
- 分类：
- 阳离子：带正电荷（失去电子），如Na⁺, Mg²⁺。
- 阴离子：带负电荷（得到电子），如Cl⁻, O²⁻。
- 形成：原子得失电子。
1.2 物质的分类
1.2.1 纯净物
- 定义：由一种物质组成的物质。
- 分类：
- 单质：由同种元素组成的纯净物，如O₂, Fe, Cu。
- 化合物：由两种或两种以上元素组成的纯净物，如H₂O, NaCl。
- 氧化物：由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物，如CO₂, H₂O。
- 酸：电离时产生的阳离子全部是氢离子的化合物，如HCl, H₂SO₄。
- 碱：电离时产生的阴离子全部是氢氧根离子的化合物，如NaOH, Ca(OH)₂。
- 盐：由金属离子（或铵根离子）和酸根离子构成的化合物，如NaCl, K₂SO₄。
1.2.2 混合物
- 定义：由两种或两种以上物质组成的物质。
- 分类：
- 溶液：一种或多种物质分散到另一种物质里，形成均一、稳定的混合物，如盐水、糖水。
- 胶体：分散质粒子直径在1~100nm之间的分散系，如淀粉溶液、蛋白质溶液。
- 浊液：分散质粒子直径大于100nm的分散系，如泥水。
1.3 物质的量
1.3.1 摩尔 (mol)
- 定义：物质的量的单位，表示含有阿伏加德罗常数个微粒的物质的量。
- 阿伏加德罗常数 (NA)：约为 6.02 × 10²³ mol⁻¹。
1.3.2 摩尔质量 (M)
- 定义：单位物质的量的物质所具有的质量，单位为g/mol。
- 数值：与该物质的相对分子质量或相对原子质量相等。
1.3.3 气体摩尔体积 (Vm)
- 定义：单位物质的量的气体所占有的体积，单位为L/mol。
- 标准状况下：Vm ≈ 22.4 L/mol。
- 影响因素：温度和压强。
1.3.4 物质的量浓度 (c)
- 定义：单位体积溶液中所含溶质的物质的量，单位为mol/L。
- 计算公式：c = n/V (n为溶质的物质的量，V为溶液的体积)。
二、物质的转化与性质
2.1 物质的分离和提纯
2.1.1 过滤
- 适用：分离不溶性固体和液体。
- 原理：利用滤纸的孔隙阻挡固体颗粒通过。
- 关键：一贴二低三靠。
2.1.2 蒸发
- 适用：分离可溶性固体和液体。
- 原理：利用液体沸点较低，加热使其挥发，留下固体。
2.1.3 蒸馏
- 适用：分离沸点不同的液体混合物。
- 原理：利用液体沸点不同，加热使其分别蒸发冷凝。
- 仪器：蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计等。
2.1.4 萃取
- 适用：分离在两种互不相溶的溶剂中溶解度不同的溶质。
- 原理：利用溶质在不同溶剂中的溶解度差异。
- 关键：选择合适的萃取剂。
2.1.5 分液
- 适用：分离互不相溶的液体。
- 原理：利用液体密度不同。
- 仪器：分液漏斗。
2.2 氧化还原反应
2.2.1 氧化还原反应的本质
- 电子转移（得失或偏移）。
2.2.2 氧化剂和还原剂
- 氧化剂：得到电子（或电子对偏移），化合价降低。
- 还原剂：失去电子（或电子对偏移），化合价升高。
- 氧化产物：还原剂被氧化后的产物。
- 还原产物：氧化剂被还原后的产物。
2.2.3 氧化还原反应规律
- 有升必有降：氧化还原反应中，一定存在化合价升高和降低的元素。
- 升降总数相等：氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数。
2.2.4 常见氧化剂和还原剂
- 氧化剂：O₂, Cl₂, KMnO₄, HNO₃, H₂O₂。
- 还原剂：H₂, C, CO, 活泼金属（Na, Mg, Al, Fe）。
2.3 离子反应
2.3.1 离子方程式
- 定义：用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。
- 书写步骤：写、拆、删、查。
- 写：写出化学方程式。
- 拆：易溶于水、易电离的物质拆成离子形式（难溶、难电离、气体、氧化物、单质、水等不拆）。
- 删：删去反应前后未发生变化的离子。
- 查：检查质量守恒和电荷守恒。
2.3.2 离子共存
- 判断依据：离子间是否发生反应（生成沉淀、气体、水、难电离的物质或发生氧化还原反应）。
三、重要的实验
3.1 钠及其化合物
- 钠的性质：
- 活泼金属，易与氧气、水反应。
- 火焰颜色反应：黄色。
- 氢氧化钠（NaOH）：
- 俗称：烧碱、火碱、苛性钠。
- 强碱，具有腐蚀性。
- 易溶于水，溶解时放出大量的热。
- 碳酸钠（Na₂CO₃）和碳酸氢钠（NaHCO₃）：
- Na₂CO₃俗称纯碱、苏打，NaHCO₃俗称小苏打。
- 鉴别：加热，NaHCO₃分解产生CO₂，Na₂CO₃不分解。
- 溶解度：Na₂CO₃ > NaHCO₃。
- 与酸反应速率：NaHCO₃ > Na₂CO₃。
3.2 氯及其化合物
- 氯气（Cl₂）：
- 黄绿色气体，有刺激性气味，有毒。
- 氧化性强，能与多种金属、非金属反应。
- 与水反应：Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HClO (次氯酸)。
- 次氯酸（HClO）：
- 具有漂白性。
- 不稳定，易分解。
- 氯离子（Cl⁻）：
- 检验：用硝酸酸化的硝酸银溶液，产生白色沉淀。
3.3 硅及其化合物
-
二氧化硅（SiO₂）：
- 俗称：石英砂、硅石。
- 性质稳定，不与水、酸反应（氢氟酸除外）。
- 用途：制造石英玻璃、光导纤维。
-
硅酸盐：
- 组成复杂，结构复杂。
- 用途：制造水泥、玻璃、陶瓷。
3.4 铝及其化合物
- 铝的性质：
- 活泼金属，易与氧气反应，生成致密的氧化膜，具有保护作用。
- 能与酸、碱反应。
- 氧化铝（Al₂O₃）：
- 两性氧化物，能与酸、碱反应。
- 氢氧化铝（Al(OH)₃）：
- 两性氢氧化物，能与酸、碱反应。
- 铝盐：在溶液中水解，呈酸性。
3.5 铁及其化合物
- 铁的性质：
- 能与氧气、酸反应。
- 存在+2价和+3价两种主要化合价。
- 氧化铁（Fe₂O₃）：
- 俗称铁红，是铁锈的主要成分。
- 能与酸反应。
- 氧化亚铁(FeO)
- 黑色固体，不稳定
- 氢氧化铁（Fe(OH)₃）：
- 红褐色沉淀。
- 氢氧化亚铁 (Fe(OH)₂)
- 白色沉淀，易被氧化成氢氧化铁
- 亚铁离子(Fe²⁺)
- 浅绿色溶液，易被氧化成铁离子
- 铁离子(Fe³⁺)
- 黄色溶液，可被还原成亚铁离子
此思维导图涵盖了化学必修1的主要知识点，便于理解和记忆。