《化学必修一各章思维导图》

一、 物质的组成、结构与性质

1.1 物质的分类

1.1.1 纯净物

• 定义：由一种物质组成
  • 分类：
    • 单质：由同种元素组成
      • 金属单质
      • 非金属单质
      • 稀有气体单质
    • 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：电离时产生金属阳离子(或铵根离子)和酸根阴离子的化合物

1.1.2 混合物

• 定义：由两种或多种物质组成
  • 分类：
    • 溶液：一种或多种物质分散到另一种物质里形成的均一、稳定的混合物
    • 胶体：分散质粒子直径在1~100nm之间的分散系
    • 悬浊液：分散质粒子直径大于100nm的分散系
    • 乳浊液：分散质是液体的分散系

1.2 物质的组成表示

1.2.1 化学式

• 定义：用元素符号表示物质组成的式子
  • 种类：
    • 分子式：表示由分子构成的物质的组成
    • 实验式（最简式）：表示物质组成中最简单整数比的式子
    • 结构式：表示分子中原子之间连接方式的式子
    • 电子式：用电子点表示分子中原子最外层电子排布的式子
    • 结构简式：结构式的简化形式

1.2.2 相对原子质量

• 定义：以一种碳原子质量的1/12为标准，其他原子的质量与它的比值

  1.2.3 相对分子质量

• 定义：化学式中各原子相对原子质量的总和

1.3 物质的量

1.3.1 摩尔

• 定义：物质的量的单位，表示含有一定数目微粒的集体
  • 阿伏伽德罗常数（NA）：1 mol任何粒子所含的粒子数，约等于6.02×10²³ mol⁻¹

    1.3.2 摩尔质量

• 定义：单位物质的量的物质所具有的质量，单位为g/mol，数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量。

  1.3.3 气体摩尔体积

• 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，气体摩尔体积约为22.4 L/mol

    1.3.4 物质的量浓度

• 定义：单位体积溶液中所含溶质的物质的量，单位为mol/L

1.4 物质的性质

1.4.1 物理性质

• 定义：不需要发生化学变化就表现出来的性质
  • 例子：颜色、状态、气味、熔点、沸点、溶解性等

    1.4.2 化学性质

• 定义：物质在化学变化中表现出来的性质
  • 例子：可燃性、氧化性、还原性、酸碱性等

二、 化学反应与能量

2.1 化学反应的表示

2.1.1 化学方程式

• 定义：用化学式表示化学反应的式子
  • 配平原则：原子种类和数目守恒
  • 书写步骤：
    • 写出反应物和生成物的化学式
    • 配平化学方程式
    • 标注反应条件和生成物状态

2.1.2 离子方程式

• 定义：用实际参加反应的离子符号表示的化学反应式
  • 书写规则：
    • 写出正确的化学方程式
    • 把易溶于水且完全电离的物质拆成离子形式
    • 删去反应前后没有发生变化的离子
    • 检查离子所带电荷数和原子个数是否守恒

2.2 化学反应的分类

2.2.1 根据反应物和生成物的种类

• 化合反应：多变一
  • 分解反应：一变多
  • 置换反应：单质+化合物→单质+化合物
  • 复分解反应：化合物+化合物→化合物+化合物

2.2.2 根据反应中是否有电子转移

• 氧化还原反应：有电子转移（得失或偏移）的反应
  • 氧化反应：失去电子的反应（化合价升高）
  • 还原反应：得到电子的反应（化合价降低）
  • 氧化剂：得到电子的物质（化合价降低）
  • 还原剂：失去电子的物质（化合价升高）

2.3 反应热与焓变

2.3.1 反应热

• 定义：化学反应过程中放出或吸收的热量

  2.3.2 焓变

• 定义：在恒压条件下，化学反应过程中吸收或放出的热量，用ΔH表示
  • 单位：kJ/mol
  • 放热反应：ΔH < 0
  • 吸热反应：ΔH > 0

2.3.3 热化学方程式

• 定义：标明反应热的化学方程式
  • 注意事项：
    • 必须注明反应的温度和压强（通常为25℃，101kPa）
    • 必须注明反应物和生成物的状态（s、l、g、aq）
    • ΔH的数值与化学计量数相对应

2.4 盖斯定律

• 内容：化学反应的焓变只与反应的始态和终态有关，与反应的途径无关。
  • 应用：计算难以直接测定的反应的焓变。

三、 元素与化合物

3.1 碱金属

3.1.1 物理性质

• 银白色金属，质软，熔沸点低，密度小（Li, Na, K, Rb, Cs 密度增大）

  3.1.2 化学性质

• 活泼金属，容易失去电子，表现强还原性
  • 与氧气反应：
    • Li：燃烧生成Li₂O
    • Na：燃烧生成Na₂O₂
  • 与水反应：
    • 剧烈反应，生成氢气和碱
    • 2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑

      3.1.3 重要化合物

• 氢氧化钠（NaOH）：俗名烧碱、火碱、苛性钠，强碱，易溶于水，具有腐蚀性
  • 碳酸钠（Na₂CO₃）：俗名纯碱、苏打，盐，易溶于水
  • 碳酸氢钠（NaHCO₃）：俗名小苏打，盐，溶解度较小

3.2 卤族元素

3.2.1 物理性质

• 颜色逐渐加深（F₂浅黄，Cl₂黄绿，Br₂深红棕，I₂紫黑），状态从气态到固态
  • 熔沸点逐渐升高

    3.2.2 化学性质

• 活泼的非金属，容易得到电子，表现强氧化性
  • 与氢气反应：
    • 剧烈程度逐渐减弱
    • H₂ + X₂ = 2HX
  • 与金属反应：生成金属卤化物

    3.2.3 重要化合物

• 氯气（Cl₂）：黄绿色气体，有刺激性气味，有毒
  • 氯水：含有多种微粒，主要成分是Cl₂、H₂O、HCl、HClO
  • 次氯酸（HClO）：具有强氧化性和漂白性，不稳定，见光易分解

3.3 硫及其化合物

3.3.1 物理性质

• 硫：黄色固体

  3.3.2 化学性质

• 可与氧气、金属等反应
  • 与氧气反应：S + O₂ = SO₂

    3.3.3 重要化合物

• 二氧化硫（SO₂）：无色气体，有刺激性气味，有毒
  • 三氧化硫（SO₃）：无色固体，易潮解
  • 硫酸（H₂SO₄）：强酸，具有强氧化性、吸水性和脱水性

3.4 氮及其化合物

3.4.1 物理性质

• 氮气（N₂）：无色无味气体

  3.4.2 化学性质

• 氮气化学性质不活泼，但在一定条件下可以发生反应
  • 与氢气反应：N₂ + 3H₂ = 2NH₃
  • 与氧气反应：N₂ + O₂ = 2NO

    3.4.3 重要化合物

• 氨气（NH₃）：无色气体，有刺激性气味
  • 一氧化氮（NO）：无色气体，有毒
  • 二氧化氮（NO₂）：红棕色气体，有刺激性气味，有毒
  • 硝酸（HNO₃）：强酸，具有强氧化性和不稳定性

3.5 硅及其化合物

3.5.1 物理性质

• 硅（Si）：有金属光泽的灰黑色固体

  3.5.2 化学性质

• 与氧气反应：Si + O₂ = SiO₂
  • 与氢氟酸反应：Si + 4HF = SiF₄ + 2H₂↑

    3.5.3 重要化合物

• 二氧化硅（SiO₂）：酸性氧化物，不溶于水，不与酸反应（HF除外）
  • 硅酸盐：组成复杂，结构复杂，用途广泛

这些思维导图的组织方式能够帮助学生理解和记忆化学必修一的核心概念和知识点，并将各个章节的内容联系起来，形成一个完整的知识体系。

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