《初中化学思维导图》
一、化学基本概念
1.1 物质的组成、结构与分类
1.1.1 物质的组成
- 元素： 具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称
- 金属元素： 通常以固态存在（汞除外），具有金属光泽，是热和电的良导体，有延展性
- 非金属元素： 固态、液态或气态，物理性质差异大
- 稀有气体元素： 单原子分子，性质稳定
- 原子： 化学变化中的最小粒子
- 原子结构： 原子核（质子、中子）+ 核外电子
- 原子序数： = 质子数 = 核电荷数
- 分子： 保持物质化学性质的最小粒子
- 单质分子： 由同种元素原子构成
- 化合物分子： 由不同种元素原子构成
- 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
1.1.2 物质的结构
- 微观结构： 原子、分子、离子
- 宏观组成： 元素组成（通常指元素的质量分数）
- 聚集状态：
- 固态： 有固定形状和体积
- 液态： 有固定体积，无固定形状，流动性强
- 气态： 无固定形状和体积，易压缩
1.1.3 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、铜、铝
- 非金属单质： 如氧气、氮气、碳
- 稀有气体： 如氦气、氖气、氩气
- 化合物： 由不同种元素组成
- 氧化物： 由两种元素组成，其中一种是氧元素
- 酸： 电离时产生的阳离子全部是氢离子的化合物
- 碱： 电离时产生的阴离子全部是氢氧根离子的化合物
- 盐： 电离时产生金属离子（或铵根离子）和酸根离子的化合物
- 单质： 由同种元素组成
- 混合物： 由两种或多种物质组成
- 溶液： 均一、稳定的混合物
- 悬浊液： 不稳定，静置后分层
- 乳浊液： 不稳定，静置后分层
- 胶体： 介于溶液和悬浊液/乳浊液之间的分散系
1.2 化学用语
1.2.1 元素符号
- 表示意义：
- 代表一种元素
- 代表该元素的一个原子
- 书写规则：
- 一个字母表示时，大写
- 两个字母表示时，第一个字母大写，第二个字母小写
1.2.2 化学式
- 表示意义：
- 表示一种物质
- 表示该物质的元素组成
- 表示该物质的一个分子（对于由分子构成的物质）
- 书写规则：
- 非金属元素写在左边，氧元素通常写在右边
- 正价元素写在左边，负价元素写在右边
- 各元素符号右下角标明原子个数
- 化学式意义的应用：
- 计算相对分子质量
- 计算元素的质量分数
- 判断物质的元素组成
1.2.3 化学方程式
- 表示意义： 表示化学反应的反应物、生成物和反应条件
- 书写原则：
- 遵守质量守恒定律，即反应前后原子种类和数目不变
- 必须用实际发生的化学反应式
- 配平方法：
- 最小公倍数法
- 观察法
- 奇偶配平法
- 质量守恒定律： 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
- 化学方程式的应用：
- 根据已知物质的质量计算其他物质的质量
1.3 物质的性质
1.3.1 物理性质
- 定义： 不需要发生化学变化就能表现出来的性质，如颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度、硬度、溶解性等
1.3.2 化学性质
- 定义： 物质在化学变化中表现出来的性质，如可燃性、氧化性、还原性、酸碱性等
二、常见的物质
2.1 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
- 与金属反应： 如与铁反应生成四氧化三铁
- 与非金属反应： 如与碳反应生成二氧化碳
- 与有机物反应： 如燃烧产生光和热
- 用途： 支持燃烧和供给呼吸
2.2 水
- 物理性质： 无色无味透明液体，沸点100℃，冰点0℃
- 化学性质：
- 与某些金属反应： 如与钠反应生成氢气和氢氧化钠
- 与某些氧化物反应： 如与氧化钙反应生成氢氧化钙
- 电解水： 生成氢气和氧气
- 水的净化：
- 沉淀： 使不溶性杂质沉降
- 过滤： 分离不溶性固体杂质
- 吸附： 用活性炭吸附色素和异味
- 蒸馏： 得到纯净的水
2.3 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
- 与水反应： 生成碳酸，使紫色石蕊试液变红
- 与石灰水反应： 生成碳酸钙沉淀
- 用途： 灭火、制干冰、光合作用原料
- 温室效应： 二氧化碳过多导致气温升高
2.4 常见的酸、碱、盐
2.4.1 酸
- 性质：
- 与酸碱指示剂反应： 使紫色石蕊试液变红，使无色酚酞试液不变色
- 与活泼金属反应： 生成盐和氢气
- 与金属氧化物反应： 生成盐和水
- 与碱反应： 中和反应，生成盐和水
- 与某些盐反应： 生成新酸和新盐
2.4.2 碱
- 性质：
- 与酸碱指示剂反应： 使紫色石蕊试液变蓝，使无色酚酞试液变红
- 与酸反应： 中和反应，生成盐和水
- 与某些盐反应： 生成新碱和新盐
- 与某些非金属氧化物反应：生成盐和水
2.4.3 盐
- 性质： 主要通过复分解反应体现
- 盐 + 金属 -> 新盐 + 新金属 (条件：金属比盐中金属活泼)
- 盐 + 酸 -> 新盐 + 新酸 (条件：有气体或沉淀生成)
- 盐 + 碱 -> 新盐 + 新碱 (条件：有气体或沉淀生成)
- 盐 + 盐 -> 新盐 + 新盐 (条件：有沉淀生成)
- 盐的溶解性口诀：钾钠铵盐都可溶，硝酸盐遇到水影踪；氯化物不溶银亚汞，硫酸盐不溶钡和铅；碳酸盐中要记清，只有钾钠铵才可行。
三、化学变化与反应类型
3.1 物理变化与化学变化
- 物理变化： 没有新物质生成的变化
- 特征： 物质的形态、状态发生改变
- 例子： 水的三态变化、溶解、汽化
- 化学变化： 有新物质生成的变化
- 特征： 物质的组成、结构发生改变
- 例子： 燃烧、生锈、食物腐败
- 化学变化通常伴随的现象： 发光、放热、变色、产生气体、生成沉淀
3.2 基本反应类型
- 化合反应： 由两种或两种以上物质生成一种物质的反应
- 特点： 多变一
- 分解反应： 由一种物质生成两种或两种以上物质的反应
- 特点： 一变多
- 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
- 特点： 单质 + 化合物 -> 新单质 + 新化合物
- 复分解反应： 两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应
- 特点： AB + CD -> AD + CB
- 发生条件： 必须有气体、沉淀或水生成
四、溶液
4.1 溶液的组成
- 溶剂： 能溶解其他物质的物质，通常是水，未指明溶剂时默认是水。
- 溶质： 被溶解的物质
4.2 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 (对于大多数固体，温度越高溶解度越大)
4.3 饱和溶液与不饱和溶液
- 饱和溶液： 在一定温度下，不能再溶解某种溶质的溶液
- 不饱和溶液： 在一定温度下，还能继续溶解某种溶质的溶液
4.4 影响固体溶解速度的因素
- 温度： 升高温度通常能加快固体溶解速度
- 搅拌： 搅拌能加快固体溶解速度
- 颗粒大小： 固体颗粒越小，溶解速度越快
4.5 溶液的配制
- 步骤：
- 计算： 计算所需溶质和溶剂的质量
- 称量： 用天平称量固体溶质，用量筒量取液体溶剂
- 溶解： 将溶质加入溶剂中，搅拌使其溶解
- 注意事项：
- 天平的使用：左物右码，放平，调节平衡
- 量筒的使用：平视刻度线
五、金属
5.1 金属的物理性质
- 一般性质： 具有金属光泽，是热和电的良导体，有延展性
- 特例： 汞（水银）是液态金属
5.2 金属的化学性质
- 与氧气反应： 大多数金属能与氧气反应，反应剧烈程度不同
- 剧烈： 钠，镁
- 较慢： 铁
- 高温： 铜，金
- 与酸反应： 活泼金属能与稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气
- 与盐溶液反应： 活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来
5.3 金属活动性顺序
- K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Sn > Pb > (H) > Cu > Hg > Ag > Pt > Au
- 应用：
- 判断金属与酸反应的可能性
- 判断金属与盐溶液反应的可能性
5.4 金属的腐蚀与防护
- 金属腐蚀： 金属与周围物质发生化学反应而损耗的过程
- 钢铁锈蚀： 铁与氧气和水同时接触生锈
- 防止金属腐蚀的方法：
- 保持金属表面干燥
- 涂油漆、镀金属、制成合金
六、化学与生活
6.1 常见材料
- 金属材料： 钢铁、铝合金等
- 无机非金属材料： 陶瓷、玻璃、水泥等
- 有机高分子材料： 塑料、合成橡胶、合成纤维等
6.2 环境保护
- 空气污染： 二氧化硫、氮氧化物、可吸入颗粒物
- 水污染： 工业废水、生活污水、农药化肥
- 防治措施： 减少污染物排放、治理污染源、植树造林、推广清洁能源、加强环保意识
6.3 化学在农业、医药等方面的应用
- 农业： 化肥的使用（氮肥、磷肥、钾肥）、农药的使用
- 医药： 合成药物、提取有效成分