《化学必修一每章思维导图》

第一章：从实验学化学

1.1 化学实验基本方法

• 1.1.1 化学实验安全

  • 原则： 安全第一，预防为主
  • 常见危险化学品：
    • 易燃易爆品：如酒精、乙醚、汽油等
    • 腐蚀品：如浓硫酸、氢氧化钠等
    • 有毒品：如氰化钾、重金属盐等
  • 应急处理：
    • 皮肤接触：大量水冲洗，必要时就医
    • 眼睛溅入：大量水冲洗，就医
    • 少量酸碱溅到桌面：对应酸碱中和后清理
    • 烫伤：冷水冲洗
    • 着火：灭火器、湿抹布等
  • 实验室规则： 遵守实验室规定，禁止私自进行危险实验

• 1.1.2 常用仪器的使用

  • 计量仪器：
    • 量筒：量取液体体积，读数时视线与凹液面最低处/凸液面最高处水平
    • 容量瓶：配制一定物质的量浓度的溶液
    • 滴定管：精确量取液体体积，分为酸式和碱式
    • 天平：精确称量固体质量
  • 分离仪器：
    • 烧杯：溶解、加热、反应
    • 漏斗：过滤、转移液体
    • 分液漏斗：分离互不相溶的液体
    • 蒸馏烧瓶：蒸馏，分离沸点不同的液体
  • 加热仪器：
    • 酒精灯：加热
    • 石棉网：使烧杯、烧瓶受热均匀
  • 其他仪器：
    • 试管：少量反应
    • 胶头滴管：滴加少量液体
    • 玻璃棒：搅拌、转移、引流

• 1.1.3 物质的分离、提纯

  • 过滤： 分离不溶性固体和液体
    • 关键： 一贴二低三靠
  • 蒸发： 浓缩溶液，析出溶质
    • 关键： 加热，搅拌
  • 蒸馏： 分离沸点不同的液体
    • 关键： 温度计位置（蒸气出口处），冷却水流向
  • 萃取： 用溶剂提取混合物中某物质
    • 选择萃取剂的原则： 与原溶剂互不相溶，对溶质的溶解度远大于原溶剂
  • 分液： 分离互不相溶的液体
    • 关键： 打开活塞时，瓶塞上的小孔对准漏斗上的小孔，保持气压平衡
  • 结晶： 通过改变温度或溶剂，使溶质析出

1.2 物质的分类

• 1.2.1 物质的组成、元素与物质

  • 元素： 具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称
  • 同位素： 具有相同质子数而不同中子数的同一类原子
  • 物质的分类：
    • 纯净物：由一种物质组成
    • 混合物：由多种物质组成

• 1.2.2 物质的分类

  • 纯净物的分类：
    • 单质：由同种元素组成的纯净物
      • 金属单质：如铁、铜
      • 非金属单质：如氧气、硫
    • 化合物：由不同种元素组成的纯净物
      • 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：由金属离子或铵根离子和酸根离子组成的化合物
  • 胶体： 分散质粒子直径在 1nm ~ 100nm 之间的分散系
    • 丁达尔效应： 胶体粒子对光线的散射作用
  • 悬浊液： 分散质粒子直径大于 100nm 的分散系
  • 溶液： 分散质粒子直径小于 1nm 的分散系

第二章： 离子反应

2.1 电解质与非电解质

• 2.1.1 电解质

  • 定义： 在水溶液或熔融状态下能导电的化合物
  • 判断依据： 看化合物本身是否能电离出自由移动的离子
  • 注意： 电解质必须是化合物，且导电条件是水溶液或熔融状态
  • 强电解质： 在水溶液中完全电离的电解质，如强酸、强碱、大部分盐
  • 弱电解质： 在水溶液中部分电离的电解质，如弱酸、弱碱、水

• 2.1.2 非电解质

  • 定义： 在水溶液或熔融状态下都不能导电的化合物
  • 判断依据： 看化合物本身是否不能电离出自由移动的离子
  • 注意： 非电解质也必须是化合物
  • 常见非电解质： 蔗糖、酒精、二氧化硫、二氧化碳等

2.2 离子反应

• 2.2.1 离子方程式的书写

  • 原则： 真实，符合事实，遵守质量守恒定律和电荷守恒定律
  • 步骤：
    1. 写出化学方程式
    2. 将易溶于水且易电离的物质拆成离子形式（难溶、难电离、气体、氧化物、单质等不拆）
    3. 删去方程式两边相同的离子
    4. 检查质量守恒和电荷守恒，调整系数
  • 注意：
    • 少量、过量的反应物对离子方程式有影响
    • 书写时注意配平

• 2.2.2 离子共存问题

  • 常见不能共存的离子：
    • 能生成沉淀的离子：如Ag+和Cl-，Ca2+和CO32-，Ba2+和SO42-等
    • 能生成气体的离子：如H+和CO32-，H+和SO32-等
    • 能生成难电离的物质的离子：如H+和OH-，NH4+和OH-等
    • 能发生氧化还原反应的离子：如Fe2+和MnO4-(酸性)等
  • 判断依据： 看离子间是否发生反应，反应后离子浓度是否明显减小

• 2.2.3 氧化还原反应本质

  • 氧化还原反应： 有电子转移的反应
  • 氧化： 失去电子（化合价升高）
  • 还原： 得到电子（化合价降低）
  • 氧化剂： 得到电子的物质（化合价降低，具有氧化性）
  • 还原剂： 失去电子的物质（化合价升高，具有还原性）
  • 氧化产物： 氧化剂被还原后得到的产物
  • 还原产物： 还原剂被氧化后得到的产物
  • 判断依据： 看反应前后元素化合价是否发生变化
  • 氧化性、还原性强弱的判断：
    • 根据元素周期律判断
    • 根据反应方程式判断：氧化剂的氧化性 > 氧化产物的氧化性，还原剂的还原性 > 还原产物的还原性

第三章：物质的量

3.1 物质的量及其单位

• 3.1.1 物质的量

  • 定义： 表示含有一定数目粒子的集体
  • 单位： 摩尔 (mol)
  • 阿伏伽德罗常数 (NA)： 1 mol 任何粒子所含的粒子数，约为 6.02 × 10^23 mol^-1

• 3.1.2 摩尔质量

  • 定义： 1 mol 物质所具有的质量
  • 单位： g/mol
  • 数值： 与该物质的相对原子质量或相对分子质量相等

• 3.1.3 物质的量、质量、摩尔质量之间的关系

  • 公式： n = m / M
    • n：物质的量 (mol)
    • m：质量 (g)
    • M：摩尔质量 (g/mol)

3.2 气体摩尔体积

• 3.2.1 气体摩尔体积

  • 定义： 1 mol 任何气体所占的体积
  • 单位： L/mol
  • 标准状况 (STP)： 0℃ (273.15 K) 和 101.325 kPa
  • 标准状况下的气体摩尔体积： 约为 22.4 L/mol
  • 公式： V = n * Vm
    • V：气体的体积 (L)
    • n：气体的物质的量 (mol)
    • Vm：气体摩尔体积 (L/mol)

• 3.2.2 阿伏伽德罗定律

  • 内容： 在同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同的分子数。
  • 推论： 在同温同压下，相同物质的量的任何气体占有相同的体积。

3.3 物质的量浓度

• 3.3.1 物质的量浓度

  • 定义： 以单位体积溶液里所含溶质的物质的量表示的浓度
  • 单位： mol/L 或 mol·L^-1
  • 公式： c = n / V
    • c：物质的量浓度 (mol/L)
    • n：溶质的物质的量 (mol)
    • V：溶液的体积 (L)

• 3.3.2 溶液的配制

  • 步骤：
    1. 计算所需溶质的质量或体积
    2. 称量或量取溶质
    3. 溶解或稀释溶质
    4. 转移溶液到容量瓶
    5. 洗涤烧杯、玻璃棒，并将洗涤液转移到容量瓶
    6. 加水至刻度线
    7. 颠倒摇匀
  • 注意事项：
    • 容量瓶的选择（选择与配制溶液体积最接近的）
    • 定容时视线与刻度线水平
    • 转移溶液时，玻璃棒要紧靠容量瓶内壁

• 3.3.3 溶液的稀释

  • 稀释定律： c1V1 = c2V2
    • c1：稀释前溶液的浓度
    • V1：稀释前溶液的体积
    • c2：稀释后溶液的浓度
    • V2：稀释后溶液的体积