化学 高二上思维导图

# 《化学 高二上思维导图》 ## I. 物质的组成、结构与性质 ### A. 原子结构 * **1. 原子构成:** * 质子 (p): 带正电，决定元素种类，位于原子核内 * 中子 (n): 不带电，位于原子核内 * 电子 (e): 带负电，位于原子核外 * **2. 原子核:** * 质子数 (Z): 原子序数，决定元素种类 * 质量数 (A): 质子数 + 中子数 * 同位素: 质子数相同，中子数不同的同种元素的不同原子 * **3. 核外电子排布:** * 电子层: K(n=1), L(n=2), M(n=3), N(n=4)... * 各层最多容纳电子数: 2n^2 * 最外层电子数: 决定元素化学性质 * 构造原理: 能量最低原理，洪特规则 * 电子排布式/结构示意图 * **4. 元素周期律:** * 门捷列夫的贡献 * 现代元素周期律: 按原子序数递增排列 * 周期、族: * 周期：横行，电子层数相同 * 族：纵行，最外层电子数相同，化学性质相似 * 性质递变规律: * 金属性/非金属性 * 原子半径 * 电负性 * 最高价氧化物的水化物酸碱性 * **5. 化学键:** * 离子键: 金属与非金属元素间，电子转移，形成离子化合物 * 共价键: 非金属元素间，电子对共用，形成共价化合物 * σ键/π键：根据电子云重叠方式区分 * 极性/非极性共价键：根据成键原子电负性差异区分 * 配位键: 一方提供孤对电子，另一方提供空轨道 * 金属键: 金属原子间，自由电子与金属离子间的相互作用 * 范德华力: 分子间作用力 ### B. 分子结构与性质 * **1. 分子式与结构式:** * 表示方法及意义 * 书写规范 * **2. 空间构型:** * 价层电子对互斥理论 (VSEPR理论) * 预测分子构型 * 孤对电子的影响 * 常见分子构型: 直线形, 三角形, 正四面体, 平面三角形, V形, 正八面体 * **3. 分子极性:** * 偶极矩：分子内电荷分布不均匀的量度 * 判断分子极性: 键的极性 + 分子对称性 * 极性分子/非极性分子 * **4. 晶体类型:** * 离子晶体: 离子键，熔点高，硬度大，导电性差 (熔融状态或溶液中导电) * 原子晶体: 共价键，熔点极高，硬度大，绝缘性 (金刚石, 二氧化硅) * 分子晶体: 分子间作用力，熔点低，硬度小，绝缘性 (干冰, 冰) * 金属晶体: 金属键，熔点差异大，硬度差异大，导电性好 * **5. 晶胞:** * 定义和特征 * 晶胞中原子数的计算 (均摊法) * 晶胞参数 (边长, 角度) ## II. 化学反应与能量 ### A. 反应热的焓变 * **1. 反应热:** * 吸热反应/放热反应 * 焓变 (ΔH): 反应过程中释放或吸收的热量 * ΔH > 0 : 吸热反应 * ΔH < 0 : 放热反应 * **2. 热化学方程式:** * 书写规范: 注明物质状态，ΔH数值和单位 * 表示意义 * 盖斯定律: 反应的热效应只与始态和终态有关，与反应途径无关 * 应用盖斯定律计算反应热 * **3. 燃烧热:** * 定义: 1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量 * 计算与应用 * **4. 中和热:** * 定义: 强酸与强碱稀溶液反应生成 1 mol 水时放出的热量 * 测定方法及实验原理 ### B. 化学反应速率 * **1. 定义及表示方法:** * 单位时间内反应物浓度的变化量 * 单位: mol/(L·s) 或 mol/(L·min) * **2. 影响因素:** * 浓度: 增大浓度，反应速率加快 * 温度: 升高温度，反应速率加快 * 压强 (气态反应): 增大压强，反应速率加快 * 催化剂: 使用催化剂，反应速率加快 (正催化剂) * 固体表面积：增大固体表面积，反应速率加快 * **3. 速率的计算:** * v = Δc / Δt * 不同物质的速率之比等于化学计量数之比 ### C. 化学平衡 * **1. 定义:** * 可逆反应中，正逆反应速率相等，各组分浓度保持不变的状态 * 动态平衡 * **2. 平衡常数 (K):** * 表达式 * 意义: 表明反应进行的程度 * 温度对K的影响: * 吸热反应: 升高温度，K增大 * 放热反应: 升高温度，K减小 * **3. 影响因素:** * 浓度 * 温度 * 压强 (气态反应) * 勒夏特列原理: 如果改变影响平衡的条件 (如浓度、温度、压强等)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动 * **4. 平衡的移动:** * 判断方法: 速率、浓度变化趋势 * 应用: 提高反应物转化率，选择合适的反应条件 * **5. 计算:** * 三段式法 * 转化率、平衡常数等的计算 ### D. 电化学基础 * **1. 原电池:** * 定义: 将化学能转化为电能的装置 * 构成条件: 活泼性不同的两种金属 (或金属与非金属) 作电极，电解质溶液，形成闭合回路 * 电极反应: * 负极: 氧化反应 (失电子) * 正极: 还原反应 (得电子) * 应用: 干电池, 燃料电池 * **2. 电解池:** * 定义: 将电能转化为化学能的装置 * 构成条件: 外接电源，电解质溶液，电极 * 电极反应: * 阳极: 氧化反应 (失电子) * 阴极: 还原反应 (得电子) * 电解原理: 电解质溶液中离子放电顺序 * 应用: 电镀, 电解水, 氯碱工业 * **3. 金属的腐蚀与防护:** * 化学腐蚀: 金属与氧化剂直接反应 * 电化学腐蚀: 形成原电池，加速腐蚀 * 吸氧腐蚀 (酸性较弱) * 析氢腐蚀 (酸性较强) * 防护方法: * 改变金属内部结构 * 表面覆盖保护层 (油漆, 镀层) * 电化学保护 (外加电流的阴极保护法, 牺牲阳极的阴极保护法)

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