高中化学思维导图

## 高中化学思维导图

### 一、物质的组成、结构与性质

#### 1.1 物质的组成

*   **1.1.1 元素**
    *   概念：具有相同质子数的同一类原子的总称
    *   分类：金属元素、非金属元素、稀有气体元素
    *   存在形式：游离态、化合态
    *   同位素：质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子

*   **1.1.2 分子**
    *   概念：保持物质化学性质的最小粒子
    *   分类：单原子分子、多原子分子
    *   结构式：表示分子中原子连接方式的式子
    *   球棍模型、比例模型：形象表示分子结构

*   **1.1.3 原子**
    *   结构：原子核（质子、中子）、核外电子
    *   质量数 (A)：质子数(Z) + 中子数(N)
    *   原子序数：等于质子数

*   **1.1.4 离子**
    *   阳离子：失去电子，带正电荷
    *   阴离子：得到电子，带负电荷
    *   离子键：阳离子和阴离子之间通过静电作用形成的化学键

*   **1.1.5 物质的聚集状态**
    *   固态：具有固定的形状和体积
    *   液态：具有固定的体积，但形状随容器而变
    *   气态：没有固定的形状和体积，可以充满整个容器

#### 1.2 物质的结构

*   **1.2.1 原子结构**
    *   核外电子排布：电子层、电子亚层、原子轨道
        *   能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则
    *   元素周期律：元素的性质随原子序数的递增而呈现周期性变化
        *   金属性、非金属性变化规律
        *   原子半径变化规律
        *   电负性
    *   元素周期表：
        *   周期：横行，性质递变
        *   族：纵行，性质相似
        *   主族元素、副族元素、0族元素

*   **1.2.2 分子结构**
    *   共价键：原子间通过共用电子对形成的化学键
        *   σ键、π键
        *   极性共价键、非极性共价键
    *   分子间作用力：范德华力、氢键
    *   分子空间构型：直线型、V型、平面三角形、四面体型等
        *   价层电子对互斥理论 (VSEPR)

*   **1.2.3 晶体结构**
    *   离子晶体：离子键结合，熔点高、硬度大
    *   原子晶体：共价键结合，熔点极高、硬度极大
    *   分子晶体：分子间作用力结合，熔点低、硬度小
    *   金属晶体：金属键结合，熔点差异大，导电性好

#### 1.3 物质的性质

*   **1.3.1 物理性质**
    *   颜色、状态、气味、熔点、沸点、溶解性、密度、硬度、导电性、导热性

*   **1.3.2 化学性质**
    *   酸性、碱性、氧化性、还原性、稳定性、反应活性
    *   同分异构现象

*   **1.3.3 物质的分类**
    *   纯净物：只有一种物质
        *   单质：由同种元素组成的纯净物
        *   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，其中一种是氧元素的化合物
            *   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与酸根离子组成的化合物
    *   混合物：由两种或多种物质组成
        *   溶液：一种或几种物质分散到另一种物质里形成的均一稳定的混合物
        *   胶体：分散质粒子直径在1-100nm之间的分散系
        *   浊液：不稳定的分散系

### 二、化学反应与能量

#### 2.1 化学反应的分类

*   **2.1.1 离子反应**
    *   离子方程式的书写
    *   离子共存
    *   离子反应发生的条件

*   **2.1.2 氧化还原反应**
    *   氧化、还原、氧化剂、还原剂
    *   氧化数：元素显现的表观电荷数
    *   配平方法：化合价升降法、电子得失法

*   **2.1.3 四大基本反应类型**
    *   化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应

#### 2.2 化学反应速率

*   **2.2.1 概念**
    *   单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加
    *   影响因素：温度、浓度、催化剂、压强（气体反应）

*   **2.2.2 表示方法**
    *   v = Δc/Δt

#### 2.3 化学平衡

*   **2.3.1 概念**
    *   正逆反应速率相等，各组分浓度保持不变的状态
    *   平衡常数 (K)：反映反应进行的程度

*   **2.3.2 影响因素**
    *   浓度、温度、压强（气体反应）
    *   勒夏特列原理：如果改变影响平衡的条件，平衡将向着减弱这种改变的方向移动

#### 2.4 化学反应中的能量变化

*   **2.4.1 焓变 (ΔH)**
    *   放热反应：ΔH < 0
    *   吸热反应：ΔH > 0

*   **2.4.2 热化学方程式**
    *   标注反应条件、物质状态、焓变

*   **2.4.3 盖斯定律**
    *   化学反应的焓变只与始态和终态有关，与反应途径无关

*   **2.4.4 能源**
    *   化石燃料、新能源（太阳能、风能、核能等）
    *   提高燃料的利用率、减少环境污染

### 三、有机化学基础

#### 3.1 有机物的组成、结构与命名

*   **3.1.1 元素组成**
    *   主要元素：C, H, O, N, X (卤素)

*   **3.1.2 结构特点**
    *   碳链：直链、支链、环状
    *   官能团：决定有机物性质的原子或原子团
        *   -OH (羟基)、-COOH (羧基)、-CHO (醛基)、C=C (碳碳双键)、-NH2 (氨基)

*   **3.1.3 命名**
    *   系统命名法
    *   俗名

#### 3.2 重要的有机物

*   **3.2.1 烷烃**
    *   通式：CnH2n+2
    *   性质：取代反应、燃烧

*   **3.2.2 烯烃**
    *   通式：CnH2n
    *   性质：加成反应、加聚反应、氧化反应

*   **3.2.3 炔烃**
    *   通式：CnH2n-2
    *   性质：与烯烃类似

*   **3.2.4 苯及其同系物**
    *   特殊结构：共轭体系
    *   性质：取代反应、加成反应

*   **3.2.5 醇**
    *   含有羟基 (-OH)
    *   性质：取代反应、消去反应、氧化反应

*   **3.2.6 酚**
    *   羟基与苯环直接相连
    *   具有弱酸性

*   **3.2.7 醛**
    *   含有醛基 (-CHO)
    *   性质：氧化反应、还原反应

*   **3.2.8 羧酸**
    *   含有羧基 (-COOH)
    *   具有酸性
    *   酯化反应

*   **3.2.9 酯**
    *   羧酸与醇发生酯化反应的产物
    *   水解反应

*   **3.2.10 糖类**
    *   单糖、二糖、多糖
    *   葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素

*   **3.2.11 氨基酸**
    *   含有氨基 (-NH2) 和羧基 (-COOH)
    *   两性化合物
    *   肽键 (-CO-NH-)
    *   蛋白质

#### 3.3 有机反应类型

*   **3.3.1 取代反应**
*   **3.3.2 加成反应**
*   **3.3.3 消去反应**
*   **3.3.4 氧化反应**
*   **3.3.5 还原反应**
*   **3.3.6 加聚反应**
*   **3.3.7 缩聚反应**
*   **3.3.8 酯化反应**
*   **3.3.9 水解反应**

### 四、实验化学

#### 4.1 常用仪器的使用

*   **4.1.1 玻璃仪器**
    *   烧杯、锥形瓶、量筒、滴定管、容量瓶、试管、烧瓶、分液漏斗、冷凝管、酒精灯

*   **4.1.2 常见仪器用途**
    *   加热、溶解、过滤、蒸馏、分液、滴定、量取、配制

#### 4.2 基本操作

*   **4.2.1 固体药品的取用**
    *   试管倾倒法、药匙取用

*   **4.2.2 液体药品的取用**
    *   倾倒法、滴管滴加

*   **4.2.3 溶解**
    *   搅拌、加热

*   **4.2.4 过滤**
    *   一贴二低三靠

*   **4.2.5 蒸发**
    *   搅拌、防止局部过热

*   **4.2.6 萃取与分液**
    *   选择合适的萃取剂、振荡、静置分层

*   **4.2.7 蒸馏**
    *   温度计位置、冷却水流向

*   **4.2.8 气体收集**
    *   向上排空气法、向下排空气法、排水法

*   **4.2.9 气体验证**
    *   氧气、氢气、二氧化碳、氯气、氨气

#### 4.3 常见实验

*   **4.3.1 气体的制备**
    *   氧气、氢气、二氧化碳、氯气、氨气
    *   发生装置、收集装置、检验装置

*   **4.3.2 物质的鉴别与检验**
    *   离子检验（Cl-, SO42-, Fe2+, Fe3+）
    *   有机物鉴别（烯烃、醇、醛、羧酸、苯酚）

*   **4.3.3 溶液的配制**
    *   一定物质的量浓度的溶液的配制

*   **4.3.4 中和滴定**
    *   酸碱中和滴定原理、操作、误差分析

#### 4.4 实验安全

*   **4.4.1 常见危险品**
    *   强酸、强碱、易燃易爆物、有毒物质

*   **4.4.2 安全注意事项**
    *   防止烫伤、烧伤、中毒、爆炸

*   **4.4.3 应急处理**
    *   酸碱灼伤处理、烫伤处理、中毒处理