《高中化学必修一思维导图》
一、物质的组成、结构与分类
1.1 物质的组成
1.1.1 元素
1.1.1.1 元素的概念
- 具有相同质子数的一类原子的总称
- 区别：宏观概念，只讲种类，不讲个数
- 表示：元素符号（如：H、O、Na）
1.1.1.2 元素的分类
- 金属元素：通常带“钅”旁（汞例外）
- 非金属元素：通常带“石”、“气”、“氵”旁
- 稀有气体元素：氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)
1.1.2 原子
1.1.2.1 原子的构成
- 原子核：质子（正电荷）+ 中子（不带电）
- 核外电子：电子（负电荷）
1.1.2.2 原子核内：质子数 = 核电荷数 = 原子序数
1.1.2.3 原子质量
- 相对原子质量 ≈ 质子数 + 中子数
- 单位：“1” 通常省略
1.1.3 分子
1.1.3.1 分子的概念
- 保持物质化学性质的最小粒子
- 由原子构成
1.1.3.2 分子式
- 用元素符号表示分子组成的式子（如：H₂O、CO₂）
- 意义：
- 表示物质的组成
- 表示一个分子
1.1.4 离子
1.1.4.1 离子的形成
- 原子得失电子形成离子
- 阳离子：原子失去电子，带正电荷（如：Na⁺、Mg²⁺）
- 阴离子：原子得到电子，带负电荷（如：Cl⁻、O²⁻）
1.1.4.2 离子符号
- 元素符号右上角标明所带电荷数和电性 (如：Na⁺、Cl⁻)
1.2 物质的分类
1.2.1 纯净物
1.2.1.1 定义
- 由一种物质组成
1.2.1.2 分类
- 单质：只由一种元素组成 (如：O₂、Fe、C)
- 化合物：由两种或两种以上元素组成 (如：H₂O、NaCl、H₂SO₄)
- 氧化物：由两种元素组成，其中一种是氧元素 (如：H₂O、CO₂)
- 酸：电离时产生的阳离子全部是氢离子的化合物 (如：HCl、H₂SO₄、HNO₃)
- 碱：电离时产生的阴离子全部是氢氧根离子的化合物 (如：NaOH、KOH、Ca(OH)₂)
- 盐：由金属离子（或铵根离子）和酸根离子组成的化合物 (如：NaCl、Na₂SO₄、NH₄Cl)
1.2.2 混合物
1.2.2.1 定义
- 由两种或两种以上的物质组成
1.2.2.2 常见的混合物
- 空气、溶液、悬浊液、乳浊液、胶体
二、化学计量在实验中的应用
2.1 物质的量的单位——摩尔
2.1.1 摩尔 (mol)
2.1.1.1 定义
- 含有0.012kg ¹²C 所含原子数目（约 6.02 × 10²³）的粒子群的物质的量
- 符号：mol
2.1.1.2 适用于微观粒子：原子、分子、离子、电子等
2.1.2 阿伏加德罗常数 (Nᴀ)
2.1.2.1 定义
- 约等于 6.02 × 10²³ /mol
2.1.2.2 意义
- 1 mol 任何粒子所含的粒子数
2.1.3 物质的量 (n)
2.1.3.1 定义
- 表示含有一定数目粒子的集体的一个物理量
2.1.3.2 单位
- 摩尔 (mol)
2.1.3.3 关系式
- n = N / Nᴀ (N：粒子数)
2.2 摩尔质量
2.2.1 摩尔质量 (M)
2.2.1.1 定义
- 1 mol 物质所具有的质量
2.2.1.2 单位
- g/mol
2.2.1.3 关系式
- M = m / n (m：质量)
- 数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量
2.3 气体摩尔体积
2.3.1 气体摩尔体积 (Vₘ)
2.3.1.1 定义
- 1 mol 任何气体所占的体积
2.3.1.2 标准状况
- 0℃ (273.15 K) 和 101 kPa
2.3.1.3 标准状况下的 Vₘ
- 约为 22.4 L/mol
2.3.1.4 关系式
- n = V / Vₘ (V：气体体积)
- 影响因素：温度和压强
2.4 物质的量浓度
2.4.1 物质的量浓度 (c)
2.4.1.1 定义
- 单位体积溶液中所含溶质的物质的量
2.4.1.2 单位
- mol/L 或 mol·L⁻¹
2.4.1.3 关系式
- c = n / V (V：溶液体积，单位L)
2.4.1.4 配制一定物质的量浓度的溶液
- 步骤：计算、称量/量取、溶解/稀释、转移、洗涤、定容、摇匀
- 注意事项：
- 容量瓶的选择（规格与所需体积相近）
- 定容时视线与刻度线相平
- 实验误差分析
三、氧化还原反应
3.1 氧化还原反应的概念
3.1.1 氧化还原反应的本质
- 电子的转移 (得失或偏移)
3.1.2 氧化
3.1.2.1 定义
- 失去电子 (或电子对偏移) 的反应
3.1.2.2 氧化剂
- 得到电子 (或电子对偏移) 的物质
3.1.2.3 氧化产物
- 氧化剂被还原后生成的产物
3.1.3 还原
3.1.3.1 定义
- 得到电子 (或电子对偏移) 的反应
3.1.3.2 还原剂
- 失去电子 (或电子对偏移) 的物质
3.1.3.3 还原产物
- 还原剂被氧化后生成的产物
3.1.4 氧化还原反应的特征
- 化合价的变化
3.2 氧化数 (化合价)
3.2.1 氧化数的规则
- 单质中，元素的氧化数为0
- 化合物中，各元素氧化数代数和为0
- 单原子离子中，离子的氧化数与所带电荷数相同
- 常见元素的氧化数：
- 氢通常为+1
- 氧通常为-2
- 碱金属通常为+1
- 碱土金属通常为+2
3.3 氧化还原反应的判断
3.3.1 根据化合价的变化判断
- 有元素化合价发生变化的反应是氧化还原反应
3.3.2 根据电子的转移判断
- 有电子转移 (得失或偏移) 的反应是氧化还原反应
3.4 常见的氧化剂和还原剂
3.4.1 常见的氧化剂
- O₂、Cl₂、HNO₃、KMnO₄、H₂O₂
3.4.2 常见的还原剂
- H₂、C、CO、金属单质、变价金属的低价态化合物
四、钠、镁及其化合物
4.1 钠 (Na)
4.1.1 物理性质
- 银白色金属、质软、熔点低、密度比水小
4.1.2 化学性质
- 与氧气反应：常温下生成氧化钠，加热生成过氧化钠
- 与水反应：生成氢氧化钠和氢气
- 与酸反应：生成盐和氢气
4.1.3 保存
- 保存在煤油或石蜡油中
4.2 钠的化合物
4.2.1 氧化钠 (Na₂O)
- 白色固体、碱性氧化物、与水反应生成氢氧化钠
4.2.2 过氧化钠 (Na₂O₂)
- 淡黄色固体、与水或二氧化碳反应生成氧气
4.2.3 氢氧化钠 (NaOH)
- 俗称：烧碱、火碱、苛性钠
- 白色固体、易潮解、溶解放热
- 强碱、具有腐蚀性
4.2.4 碳酸钠 (Na₂CO₃)
- 俗称：纯碱、苏打
- 白色固体、易溶于水
- 水溶液显碱性
- 与酸反应生成二氧化碳
4.2.5 碳酸氢钠 (NaHCO₃)
- 俗称：小苏打
- 白色固体、溶解度小于碳酸钠
- 受热易分解生成二氧化碳
- 与酸反应生成二氧化碳
4.3 镁 (Mg)
4.3.1 物理性质
- 银白色金属、质轻、延展性好
4.3.2 化学性质
- 与氧气反应：燃烧发出耀眼的白光
- 与酸反应：生成盐和氢气
- 与热水反应：生成氢氧化镁和氢气
4.4 镁的化合物
4.4.1 氧化镁 (MgO)
- 白色固体、熔点高、难溶于水、碱性氧化物
4.4.2 氢氧化镁 (Mg(OH)₂)
- 白色固体、难溶于水、具有碱的通性
4.4.3 氯化镁 (MgCl₂)
- 无色晶体，易溶于水，水溶液呈酸性
这些内容构成了高中化学必修一的主要知识框架，通过思维导图的方式呈现，有助于理解和记忆。