高中化学必修2思维导图

# 《高中化学必修2思维导图》

## 一、物质的组成、结构与性质

### 1. 物质的分类

*   **纯净物**
    *   **单质**
        *   金属单质
        *   非金属单质
        *   稀有气体单质
    *   **化合物**
        *   **无机化合物**
            *   氧化物
            *   酸
            *   碱
            *   盐
        *   **有机化合物**
            *   烃
            *   烃的衍生物

*   **混合物**
    *   溶液
    *   胶体
    *   悬浊液
    *   乳浊液

### 2. 元素与核素

*   **元素**
    *   概念：具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称
    *   种类：金属元素、非金属元素、稀有气体元素
    *   表示方法：元素符号
*   **核素**
    *   概念：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子
    *   种类：同位素
    *   表示方法：质量数+元素符号 (例: $^{12}$C)

### 3. 原子结构

*   **原子构成**
    *   原子核
        *   质子：带正电荷，决定元素种类
        *   中子：不带电荷，决定同位素
    *   核外电子：带负电荷，决定化学性质
*   **原子轨道**
    *   s轨道：球形，空间取向唯一
    *   p轨道：纺锤形，空间取向有三个(px, py, pz)
    *   d轨道：形状复杂，空间取向有五个
*   **核外电子排布规律**
    *   能量最低原理
    *   泡利不相容原理
    *   洪特规则
*   **价电子**
    *   概念：最外层电子及次外层能量接近的电子
    *   决定元素的化学性质
*   **电负性**
    *   概念：原子吸引电子的能力
    *   周期性：同周期从左到右逐渐增大，同主族从上到下逐渐减小

### 4. 分子结构与性质

*   **化学键**
    *   **离子键**
        *   成键微粒：金属与非金属之间
        *   成键本质：静电作用
        *   形成：得失电子
    *   **共价键**
        *   成键微粒：非金属之间
        *   成键本质：共用电子对
        *   形成：电子配对
        *   **σ键**：沿键轴方向对称
        *   **π键**：垂直于键轴方向对称
    *   **金属键**
        *   成键微粒：金属原子
        *   成键本质：金属阳离子与自由电子之间的相互作用
*   **分子间作用力**
    *   范德华力：存在于所有分子之间，影响物质的熔沸点
    *   氢键：存在于含有N-H, O-H, F-H键的分子之间，影响物质的熔沸点和溶解度
*   **分子极性**
    *   极性分子：分子中正负电荷中心不重合
    *   非极性分子：分子中正负电荷中心重合
*   **晶体类型**
    *   **离子晶体**
        *   构成微粒：离子
        *   熔沸点：高
        *   硬度：大
    *   **原子晶体**
        *   构成微粒：原子
        *   熔沸点：很高
        *   硬度：极大
    *   **分子晶体**
        *   构成微粒：分子
        *   熔沸点：低
        *   硬度：小
    *   **金属晶体**
        *   构成微粒：金属阳离子和自由电子
        *   熔沸点：差异大
        *   硬度：差异大

### 5. 元素周期律

*   **周期律**
    *   元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化
*   **周期表**
    *   周期：7个周期
    *   族：18个族
    *   主族：IA-VIIA族，0族
    *   副族：IB-VIIIB族
*   **性质递变规律**
    *   金属性与非金属性
    *   原子半径
    *   电负性
    *   化合价

## 二、化学反应与能量

### 1. 化学反应速率

*   **定义**：单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加
*   **表示方法**：v = Δc/Δt
*   **影响因素**
    *   温度：升高温度，反应速率加快
    *   浓度：增大浓度，反应速率加快
    *   压强 (气体)：增大压强，反应速率加快
    *   催化剂：使用催化剂，反应速率加快
    *   固体表面积：增大固体表面积，反应速率加快

### 2. 化学平衡

*   **定义**：正反应速率等于逆反应速率，反应物和生成物的浓度不再随时间变化
*   **特征**：逆、动、定、等、变
*   **平衡常数 K**：一定温度下，反应物和生成物浓度的一种定量关系
*   **影响因素 (勒夏特列原理)**：改变影响平衡的条件，平衡向减弱这种改变的方向移动
    *   浓度：增大反应物浓度，平衡向生成物方向移动
    *   压强 (气体)：增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动
    *   温度：升高温度，平衡向吸热反应方向移动

### 3. 反应热与焓变

*   **反应热**：化学反应放出或吸收的热量
*   **焓变 ΔH**：恒压条件下，反应热等于焓变
*   **放热反应**：ΔH < 0
*   **吸热反应**：ΔH > 0
*   **热化学方程式**：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式
    *   书写要求：注明反应条件、物质状态、焓变数值和单位

### 4. 燃烧热与中和热

*   **燃烧热**：1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量
*   **中和热**：稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量
*   **盖斯定律**：化学反应的焓变只与反应的始态和终态有关，而与反应的途径无关

## 三、有机化合物

### 1. 烃

*   **烷烃**
    *   通式：CnH2n+2
    *   性质：饱和烃，化学性质稳定
*   **烯烃**
    *   通式：CnH2n
    *   含有碳碳双键，能发生加成反应、加聚反应和氧化反应
*   **炔烃**
    *   通式：CnH2n-2
    *   含有碳碳三键，能发生加成反应、加聚反应和氧化反应
*   **芳香烃**
    *   苯及其衍生物，具有特殊结构和性质

### 2. 烃的衍生物

*   **醇**
    *   官能团：羟基(-OH)
    *   性质：能与活泼金属反应生成氢气，能发生酯化反应
*   **酚**
    *   官能团：酚羟基(-OH)
    *   性质：能与氢氧化钠反应，具有弱酸性
*   **醛**
    *   官能团：醛基(-CHO)
    *   性质：能发生氧化反应，能与银氨溶液或新制氢氧化铜反应
*   **酮**
    *   官能团：羰基(>C=O)
    *   性质：不能发生银镜反应
*   **羧酸**
    *   官能团：羧基(-COOH)
    *   性质：具有酸性，能发生酯化反应
*   **酯**
    *   官能团：酯基(-COO-)
    *   性质：能发生水解反应
*   **卤代烃**
    *   官能团：卤原子(-X)
    *   性质：能发生水解反应

### 3. 重要的有机反应

*   **取代反应**
*   **加成反应**
*   **消去反应**
*   **酯化反应**
*   **水解反应**
*   **氧化反应**
*   **加聚反应**

### 4. 高分子化合物

*   **概念**：相对分子质量很大的有机化合物
*   **分类**：天然高分子化合物、合成高分子化合物
*   **重要高分子化合物**
    *   聚乙烯
    *   聚氯乙烯
    *   聚苯乙烯
    *   橡胶
    *   纤维

《高中化学必修2思维导图》

一、物质的组成、结构与性质

1. 物质的分类

纯净物
- 单质
  - 金属单质
  - 非金属单质
  - 稀有气体单质
- 化合物
  - 无机化合物
    - 氧化物
    - 酸
    - 碱
    - 盐
  - 有机化合物
    - 烃
    - 烃的衍生物
混合物
- 溶液
- 胶体
- 悬浊液
- 乳浊液

2. 元素与核素

元素
- 概念：具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称
- 种类：金属元素、非金属元素、稀有气体元素
- 表示方法：元素符号
核素
- 概念：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子
- 种类：同位素
- 表示方法：质量数+元素符号 (例: $^{12}$C)

3. 原子结构

原子构成
- 原子核
  - 质子：带正电荷，决定元素种类
  - 中子：不带电荷，决定同位素
- 核外电子：带负电荷，决定化学性质
原子轨道
- s轨道：球形，空间取向唯一
- p轨道：纺锤形，空间取向有三个(px, py, pz)
- d轨道：形状复杂，空间取向有五个
核外电子排布规律
- 能量最低原理
- 泡利不相容原理
- 洪特规则
价电子
- 概念：最外层电子及次外层能量接近的电子
- 决定元素的化学性质
电负性
- 概念：原子吸引电子的能力
- 周期性：同周期从左到右逐渐增大，同主族从上到下逐渐减小

4. 分子结构与性质

化学键
- 离子键
  - 成键微粒：金属与非金属之间
  - 成键本质：静电作用
  - 形成：得失电子
- 共价键
  - 成键微粒：非金属之间
  - 成键本质：共用电子对
  - 形成：电子配对
  - σ键：沿键轴方向对称
  - π键：垂直于键轴方向对称
- 金属键
  - 成键微粒：金属原子
  - 成键本质：金属阳离子与自由电子之间的相互作用
分子间作用力
- 范德华力：存在于所有分子之间，影响物质的熔沸点
- 氢键：存在于含有N-H, O-H, F-H键的分子之间，影响物质的熔沸点和溶解度
分子极性
- 极性分子：分子中正负电荷中心不重合
- 非极性分子：分子中正负电荷中心重合
晶体类型
- 离子晶体
  - 构成微粒：离子
  - 熔沸点：高
  - 硬度：大
- 原子晶体
  - 构成微粒：原子
  - 熔沸点：很高
  - 硬度：极大
- 分子晶体
  - 构成微粒：分子
  - 熔沸点：低
  - 硬度：小
- 金属晶体
  - 构成微粒：金属阳离子和自由电子
  - 熔沸点：差异大
  - 硬度：差异大

5. 元素周期律

周期律
- 元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化
周期表
- 周期：7个周期
- 族：18个族
- 主族：IA-VIIA族，0族
- 副族：IB-VIIIB族
性质递变规律
- 金属性与非金属性
- 原子半径
- 电负性
- 化合价

二、化学反应与能量

1. 化学反应速率

定义：单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加
表示方法：v = Δc/Δt
影响因素
- 温度：升高温度，反应速率加快
- 浓度：增大浓度，反应速率加快
- 压强 (气体)：增大压强，反应速率加快
- 催化剂：使用催化剂，反应速率加快
- 固体表面积：增大固体表面积，反应速率加快

2. 化学平衡

定义：正反应速率等于逆反应速率，反应物和生成物的浓度不再随时间变化
特征：逆、动、定、等、变
平衡常数 K：一定温度下，反应物和生成物浓度的一种定量关系
影响因素 (勒夏特列原理)：改变影响平衡的条件，平衡向减弱这种改变的方向移动
- 浓度：增大反应物浓度，平衡向生成物方向移动
- 压强 (气体)：增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动
- 温度：升高温度，平衡向吸热反应方向移动

3. 反应热与焓变

反应热：化学反应放出或吸收的热量
焓变 ΔH：恒压条件下，反应热等于焓变
放热反应：ΔH < 0
吸热反应：ΔH > 0
热化学方程式：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式
- 书写要求：注明反应条件、物质状态、焓变数值和单位

4. 燃烧热与中和热

燃烧热：1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量
中和热：稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量
盖斯定律：化学反应的焓变只与反应的始态和终态有关，而与反应的途径无关

三、有机化合物

1. 烃

烷烃
- 通式：CnH2n+2
- 性质：饱和烃，化学性质稳定
烯烃
- 通式：CnH2n
- 含有碳碳双键，能发生加成反应、加聚反应和氧化反应
炔烃
- 通式：CnH2n-2
- 含有碳碳三键，能发生加成反应、加聚反应和氧化反应
芳香烃
- 苯及其衍生物，具有特殊结构和性质

2. 烃的衍生物

醇
- 官能团：羟基(-OH)
- 性质：能与活泼金属反应生成氢气，能发生酯化反应
酚
- 官能团：酚羟基(-OH)
- 性质：能与氢氧化钠反应，具有弱酸性
醛
- 官能团：醛基(-CHO)
- 性质：能发生氧化反应，能与银氨溶液或新制氢氧化铜反应
酮
- 官能团：羰基(>C=O)
- 性质：不能发生银镜反应
羧酸
- 官能团：羧基(-COOH)
- 性质：具有酸性，能发生酯化反应
酯
- 官能团：酯基(-COO-)
- 性质：能发生水解反应
卤代烃
- 官能团：卤原子(-X)
- 性质：能发生水解反应

3. 重要的有机反应

取代反应
加成反应
消去反应
酯化反应
水解反应
氧化反应
加聚反应

4. 高分子化合物

概念：相对分子质量很大的有机化合物
分类：天然高分子化合物、合成高分子化合物
重要高分子化合物
- 聚乙烯
- 聚氯乙烯
- 聚苯乙烯
- 橡胶
- 纤维

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