《化学必修一第二章思维导图》

一、物质的组成、性质与分类

1. 物质的组成

• 原子构成物质：
  • 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 = 核外电子数 (对于中性原子)
  • 同位素：质子数相同，中子数不同的原子
• 分子构成物质：
  • 共价分子：通过共价键形成的分子
• 离子构成物质：
  • 离子键：带相反电荷的离子之间的相互作用
  • 阳离子：失去电子，带正电荷
  • 阴离子：得到电子，带负电荷

2. 物质的性质

• 物理性质：
  • 颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度、硬度、溶解性、导电性、导热性等
• 化学性质：
  • 可燃性、氧化性、还原性、酸碱性、稳定性、腐蚀性等
• 性质的决定因素：
  • 物质的组成、结构决定物质的性质。
  • 结构决定性质，性质反映结构。

3. 物质的分类

• 混合物与纯净物：
  • 混合物：由两种或多种物质混合而成，无固定组成和性质。如：空气、溶液、悬浊液、乳浊液等。
  • 纯净物：由一种物质组成，有固定组成和性质。如：水、氧气、氯化钠等。
• 纯净物分类：
  • 单质： 由同种元素组成的纯净物。如：氧气、氮气、铁、铜等。
    • 金属单质：具有金属光泽，良好的导电性、导热性和延展性。
    • 非金属单质：性质差异较大。
    • 稀有气体单质：性质稳定。
  • 化合物： 由两种或多种元素组成的纯净物。如：水、氯化钠、硫酸等。
    • 氧化物： 由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物。如：水、二氧化碳、氧化铁等。
      • 酸性氧化物：能与碱反应生成盐和水。
      • 碱性氧化物：能与酸反应生成盐和水。
      • 两性氧化物：既能与酸反应，又能与碱反应。
      • 不成盐氧化物：不能与酸或碱反应。
    • 酸： 电离时产生的阳离子全部是氢离子的化合物。
      • 强酸：在水中完全电离。
      • 弱酸：在水中部分电离。
    • 碱： 电离时产生的阴离子全部是氢氧根离子的化合物。
      • 强碱：在水中完全电离。
      • 弱碱：在水中部分电离。
    • 盐： 电离时产生金属阳离子（或铵根离子）和酸根离子的化合物。
      • 正盐：酸中的氢离子全部被金属离子或铵根离子取代。
      • 酸式盐：酸中的氢离子未被完全取代。
      • 碱式盐：碱中的氢氧根离子未被完全取代。
      • 复盐：由多种阳离子和阴离子组成的盐。

二、离子反应

1. 电解质与非电解质

• 电解质： 在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物。 如：酸、碱、盐。
• 非电解质： 在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物。 如：蔗糖、乙醇、二氧化碳等。
• 注意：
  • 电解质和非电解质均为化合物。
  • 能导电的物质不一定是电解质。金属单质能导电，但不是电解质。
  • 电解质导电需要外界条件（水溶液或熔融状态）。
  • 导电是电解质电离产生的自由移动的离子定向移动的结果。

2. 离子反应

• 定义： 在溶液中发生的有离子参加或生成的反应。
• 离子反应发生的条件：
  • 生成难溶的物质（沉淀）。
  • 生成难电离的物质（弱电解质，如水、弱酸、弱碱）。
  • 生成气体。

3. 离子方程式

• 定义： 用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。
• 书写离子方程式的步骤：
  • 写出正确的化学方程式。
  • 把易溶于水、易电离的物质拆写成离子形式，难溶的物质、气体、水、氧化物、单质等仍用化学式表示。
  • 删去方程式两边不参加反应的离子（即旁观离子）。
  • 检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等。
• 离子方程式的意义：
  • 表示一定物质的量之比的反应。
  • 表示一类反应，即所有相同离子的反应。

4. 离子共存问题

• 离子不能共存的条件：
  • 生成难溶的物质。
  • 生成气体。
  • 生成难电离的物质。
  • 发生氧化还原反应（注意有些氧化还原反应条件不满足，可以共存）。
  • 发生络合反应 (高中阶段不涉及)。
• 判断离子是否共存的方法：
  • 结合离子反应发生的条件进行判断。
  • 注意隐含条件，如酸性溶液、碱性溶液、有色离子等。

三、氧化还原反应

1. 氧化还原反应的概念

• 氧化： 物质失去电子（或共用电子对偏离）的过程。
• 还原： 物质得到电子（或共用电子对偏向）的过程。
• 氧化还原反应： 有电子转移（得失或共用电子对的偏移）的化学反应。
• 特征： 元素化合价的改变。

2. 氧化剂和还原剂

• 氧化剂： 在氧化还原反应中，得到电子（化合价降低）的物质。
• 还原剂： 在氧化还原反应中，失去电子（化合价升高）的物质。
• 氧化产物： 还原剂被氧化后生成的物质。
• 还原产物： 氧化剂被还原后生成的物质。

3. 氧化还原反应的判断

• 根据元素化合价的变化： 氧化还原反应中，一定有元素化合价的变化。
• 根据电子的转移： 氧化还原反应的本质是电子的转移。

4. 氧化还原反应的表示方法

• 双线桥法： 表示电子转移的方向和数目，从还原剂指向氧化剂。
• 单线桥法 (不推荐)： 表示电子转移的方向和数目，箭头指向生成物。

5. 氧化还原反应的应用

• 物质的制备： 利用氧化还原反应制备某些物质。
• 能量的转化： 化学能可以转化为电能、热能等。
• 环境保护： 利用氧化还原反应处理污染物。
• 资源利用： 利用氧化还原反应提取金属。

6. 氧化性、还原性的强弱

• 氧化性： 氧化剂得电子能力的大小，氧化剂的氧化性越强，得电子的能力越强，还原产物的还原性越弱。
• 还原性： 还原剂失电子能力的大小，还原剂的还原性越强，失电子的能力越强，氧化产物的氧化性越弱。
• 判断氧化性、还原性强弱的依据：
  • 金属活动性顺序：排在前面的金属的还原性较强。
  • 反应条件和产物：同种元素在不同条件下表现出的氧化性或还原性不同。
  • 原电池和电解池：原电池中，负极材料的还原性较强。电解池中，阳极放电的阴离子的还原性较强。
  • 根据反应方程式：氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性。

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