高一化学（必修一+必修二）知识体系总览
这张总览图帮助你从宏观上把握高一化学的三大模块：化学实验基础、化学物质及其变化、以及不同元素化合物的性质。
graph TD
A[高一化学] --> B[化学实验基础];
A --> C[化学物质及其变化];
A --> D[元素化合物];
subgraph B [化学实验基础]
B1[化学实验安全] --> B11[“三禁”原则];
B1 --> B12[“三防”措施];
B1 --> B13[事故处理];
B2[常用仪器及使用] --> B21[加热类];
B2 --> B22[计量类];
B2 --> B23[分离提纯类];
B3[物质的分离与提纯] --> B31[过滤];
B3 --> B32[蒸发];
B3 --> B33[蒸馏];
B3 --> B34[萃取分液];
B4[物质的检验] --> B41[常见离子检验];
end
subgraph C [化学物质及其变化]
C1[物质的分类] --> C11[树状分类法];
C1 --> C12[交叉分类法];
C1 --> C13[分散系];
C2[离子反应] --> C21[电解质与非电解质];
C2 --> C22[电离方程式];
C2 --> C23[离子反应发生的条件];
C2 --> C24[离子方程式的书写];
C3[氧化还原反应] --> C31[核心概念: 氧化剂/还原剂];
C3 --> C32[特征: 化合价升降];
C3 --> C33[本质: 电子转移];
C3 --> C34[基本规律];
end
subgraph D [元素化合物]
D1[金属及其化合物] --> D11[钠及其化合物];
D1 --> D12[铝及其化合物];
D1 --> D13[铁及其化合物];
D1 --> D14[铜];
D2[非金属及其化合物] --> D21[氯及其化合物];
D2 --> D22[硫及其化合物];
D2 --> D23[氮及其化合物];
D2 --> D24[硅及其无机非金属材料];
end
第一部分：化学实验基础
1 化学实验安全
- 核心：安全第一，预防为主
- “三禁”原则：
- 禁止随意混合化学试剂。
- 禁止用手直接接触药品。
- 禁止品尝药品味道。
- “三防”措施：
- 防爆炸：点燃可燃性气体前要验纯。
- 防暴沸：加热液体时加入沸石或碎瓷片。
- 防倒吸：加热法制取并用排水法收集气体时,先撤导管后撤酒精灯。
- 常见事故处理：
- 酸液溅到皮肤上：立即用大量水冲洗，再涂上3%-5%的碳酸氢钠溶液。
- 碱液溅到皮肤上：立即用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液。
- 酒精灯不慎打翻起火：用湿抹布或沙土盖灭。
- 金属钠、钾着火：用干燥的沙土盖灭，严禁用水。
- “三禁”原则：
2 常用仪器及使用
- 加热类：
- 试管： 少量物质反应或加热。
- 烧杯： 溶解、配制溶液、反应容器（需垫石棉网）。
- 烧瓶（圆底、平底）： 较多物质反应或加热（需垫石棉网）。
- 蒸发皿： 蒸发、浓缩溶液。
- 坩埚： 灼烧固体。
- 计量类：
- 托盘天平： 粗称物质质量（左物右码）。
- 量筒： 粗量液体体积（不能加热，不能作反应容器）。
- 容量瓶： 精确配制一定物质的量浓度的溶液（标有温度、容积、刻度线）。
- 滴定管： 精确量取液体体积（酸式、碱式）。
- 分离提纯类：
- 漏斗：
- 普通漏斗：转移液体。
- 长颈漏斗：组装简易气体发生装置。
- 分液漏斗：萃取分液、组装反应装置（控制液体滴加）。
- 玻璃棒： 搅拌、引流、蘸取少量液体。
- 漏斗：
3 物质的分离与提纯
- 核心： 根据物质物理性质（溶解性、沸点等）的差异进行分离。
- 方法：
- 过滤： 分离固体和液体（不溶性固体和液体）。关键点： “一贴、二低、三靠”。
- 蒸发： 从溶液中分离出固体溶质（如NaCl溶液→NaCl）。
- 蒸馏： 分离沸点不同的互溶液体（如液态空气制O₂、N₂；乙醇和水）。关键点： 温度计水银球在蒸馏烧瓶支管口处。
- 萃取分液： 利用溶质在互不相溶的溶剂中溶解度不同进行分离（如用CCl₄从碘水中萃取碘）。关键点： 分液时，下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出。
4 物质的检验
- 常见阳离子检验：
- H⁺ (酸)： 滴加紫色石蕊试液,变红。
- Fe³⁺： 滴加KSCN溶液，溶液变血红色；或滴加NaOH溶液,生成红褐色沉淀。
- NH₄⁺： 与碱石灰（NaOH固体）共热,产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。
- 常见阴离子检验：
- Cl⁻： 滴加AgNO₃溶液，生成白色沉淀,再加稀硝酸沉淀不溶解。
- SO₄²⁻： 滴加BaCl₂溶液，生成白色沉淀,再加稀硝酸沉淀不溶解。
- CO₃²⁻： 滴加稀盐酸,产生使澄清石灰水变浑浊的气体。
第二部分：化学物质及其变化
1 物质的分类
- 树状分类法（宏观）：
- 纯净物 → 单质 (金属、非金属) / 化合物 (氧化物、酸、碱、盐)
- 混合物 (溶液、胶体、浊液)
- 交叉分类法（微观）：
如：Na₂CO₃ → 钠盐 / 碳酸盐 / 正盐
- 分散系：
- 溶液 (粒子直径 < 1nm，均一、稳定)
- 胶体 (粒子直径 1nm ~ 100nm，均一、较稳定,丁达尔效应)
- 浊液 (粒子直径 > 100nm，不均一、不稳定)
2 离子反应
- 核心： 电解质在水溶液中或熔融状态下离解成自由移动的离子。
- 电解质与非电解质：
- 电解质： 酸、碱、盐、活泼金属氧化物、水。
- 非电解质： 非金属氧化物、大多数有机物。
- 电离方程式： 表示电解质电离的式子。
例：H₂SO₄ = 2H⁺ + SO₄²⁻
- 离子反应发生的条件： 生成沉淀、气体、水或发生氧化还原反应。
- 离子方程式的书写（四步法）：
- 写： 写出正确的化学方程式。
- 拆： 将易溶于水、易电离的物质拆写成离子形式（强酸、强碱、可溶性盐）。
- 删： 删去方程式两边不参加反应的离子。
- 查： 检查原子守恒、电荷守恒。
3 氧化还原反应
- 核心： 电子转移（得失或偏移）。
- 特征： 化合价的升降。
- 本质： 电子的转移。
- 基本概念：
- 氧化剂： 所含元素化合价降低的物质，具有氧化性，被还原。
- 还原剂： 所含元素化合价升高的物质，具有还原性，被氧化。
- 口诀： 卖（买）氧（化）降（价），得（电）到（产）物（还）原。
- 基本规律：
- 升失氧还，降得还氧。
- 氧化性：氧化剂 > 氧化产物
- 还原性：还原剂 > 还原产物
第三部分：元素化合物
1 金属及其化合物
| 元素 | 单质 | 重要化合物 | 核心性质与转化 |
|---|---|---|---|
| 钠 | Na | Na₂O, Na₂O₂, NaOH, Na₂CO₃, NaHCO₃ | Na与水/酸反应： 2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑ Na₂O₂与CO₂/H₂O反应： 2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂ Na₂CO₃与NaHCO₃互转： Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O = 2NaHCO₃； 2NaHCO₃ $\xrightarrow{\Delta}$ Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O NaHCO₃与碱反应： NaHCO₃ + NaOH = Na₂CO₃ + H₂O |
| 铝 | Al | Al₂O₃, Al(OH)₃, AlCl₃ | Al的两性： 2Al + 2NaOH + 2H₂O = 2NaAlO₂ + 3H₂↑ Al₂O₃/Al(OH)₃的两性： Al₂O₃ + 2OH⁻ = 2AlO₂⁻ + H₂O； Al₂O₃ + 6H⁺ = 2Al³⁺ + 3H₂O Al(OH)₃的制备： Al³⁺ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃↓ + 3NH₄⁺ |
| 铁 | Fe | FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄, Fe(OH)₂, Fe(OH)₃, FeCl₂, FeCl₃ | Fe的变价： Fe²⁺ (还原性), Fe³⁺ (氧化性) Fe与Cl₂/S反应： 2Fe + 3Cl₂ $\xrightarrow{\text{点燃}}$ 2FeCl₃； Fe + S $\xrightarrow{\Delta}$ FeS Fe²⁺检验： 滴加KSCN溶液，不变色，再加氯水，变血红色。 Fe³⁺检验： 滴加KSCN溶液，变血红色。 Fe(OH)₂→Fe(OH)₃： 白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。 |
| 铜 | Cu | CuO, Cu(OH)₂, CuSO₄ | Cu的稳定性： 不活泼，不与稀酸反应。 Cu与强氧化剂反应： Cu + 2H₂SO₄(浓) $\xrightarrow{\Delta}$ CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O Cu(OH)₂受热分解： Cu(OH)₂ $\xrightarrow{\Delta}$ CuO + H₂O |
2 非金属及其化合物
| 元素 | 单质 | 重要化合物 | 核心性质与转化 |
|---|---|---|---|
| 氯 | Cl₂ | HCl, HClO, Ca(ClO)₂, NaCl | Cl₂的强氧化性： Cl₂ + H₂O $\rightleftharpoons$ HCl + HClO； Cl₂ + 2NaBr = 2NaCl + Br₂ 漂白粉原理： Ca(ClO)₂ + CO₂ + H₂O = CaCO₃↓ + 2HClO HCl的实验室制法： NaCl + H₂SO₄(浓) $\xrightarrow{\Delta}$ NaHSO₄ + HCl↑ |
| 硫 | S | SO₂, H₂SO₄ | SO₂的性质： 漂白性（品红）、酸性氧化物、还原性。 SO₂的检验： 使品红溶液褪色，加热后恢复。 浓硫酸的特性： 吸水性、脱水性、强氧化性（与Cu、C反应）。 |
| 氮 | N₂ | NO, NO₂, NH₃, HNO₃ | 氮的固定： N₂ + O₂ $\xrightarrow{\text{放电}}$ 2NO NO₂与NO的转化： 3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO NH₃的实验室制法： 2NH₄Cl + Ca(OH)₂ $\xrightarrow{\Delta}$ CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O 氨水： NH₃·H₂O $\rightleftharpoons$ NH₄⁺ + OH⁻（显碱性） 硝酸的强氧化性： Cu + 4HNO₃(浓) = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O |
| 硅 | Si | SiO₂, H₂SiO₃ | SiO₂的特性： 酸性氧化物，但不与水反应；与HF反应：SiO₂ + 4HF = SiF₄↑ + 2H₂O。 硅酸的制备： Na₂SiO₃ + 2HCl = H₂SiO₃↓ + 2NaCl |
| 碳 | C | CO, CO₂ | CO₂的性质： 酸性氧化物，不支持燃烧，能使澄清石灰水变浑浊。 CO的还原性： 3CO + Fe₂O₃ $\xrightarrow{\text{高温}}$ 2Fe + 3CO₂ |
第四部分：化学基本理论（贯穿始终）
是高一化学的“灵魂”,它解释了物质变化的根本原因。
1 物质结构
- 原子结构：
- 质子数 = 核电荷数 = 原子序数
- 质量数 ≈ 质子数 + 中子数
- 原子： 质子数 = 核外电子数
- 离子： 阳离子 (质子数 > 核外电子数)，阴离子 (质子数 < 核外电子数)
- 元素周期律与周期表：
- 周期： 电子层数相同的元素排成一横行。
- 族： 最外层电子数相同的元素排成一纵列。
- 规律：
- 原子半径： 同周期从左到右递减,同主族从上到下递增。
- 金属性/非金属性： 同周期从左到右金属性减弱、非金属性增强；同主族从上到下金属性增强、非金属性减弱。
- 化合价： 最高正价 = 族序数，最低负价 = 族序数 - 8。
2 物质的量
- 核心： 连接微观粒子与宏观物质的桥梁。
- 四个物理量：
- 物质的量：符号
n，单位mol。 - 摩尔质量：符号
M，单位g/mol，数值上等于相对原子/分子质量。 - 气体摩尔体积：符号
V_m，单位L/mol，标准状况下 (0℃, 101kPa) 约为4 L/mol。 - 物质的量浓度：符号
c，单位mol/L。
- 物质的量：符号
- 核心公式：
n = m / Mn = V / V_m(仅限气体)n = c * V(溶液)N_A = N / n(阿伏伽德罗常数)
3 化学反应与能量
- 反应热：
- 放热反应： 反应物总能量 > 生成物总能量 (如燃烧、中和反应)。
- 吸热反应： 反应物总能量 < 生成物总能量 (如大多数分解反应、Ba(OH)₂·8H₂O与NH₄Cl反应)。
- 热化学方程式：
- 标明物质状态 (
s,l,g,aq)。 - 标明反应热 (
ΔH)，单位kJ/mol。 - 化学计量数与
ΔH成正比。
- 标明物质状态 (
如何使用这份思维导图
- 构建框架： 先看总览图,对高一化学的知识结构有一个整体的认识。
- 填充细节： 逐个模块进行学习，将每个知识点（如钠与水的反应、离子方程式书写步骤）填充到对应的分支上。
- 建立联系： 思考不同模块之间的联系。
- 氧化还原反应理论可以用来分析铁及其化合物的变化（Fe → Fe²⁺ → Fe³⁺）。
- 离子反应理论是学习钠盐、碳酸盐等物质间反应的基础。
- 物质的量是计算溶液配制、反应物质量等问题的核心工具。
- 主动思考： 不要只是背诵，要问自己“为什么”，为什么钠保存在煤油中？为什么铝是两性金属？为什么氧化还原反应会伴随电子转移？
希望这份详细的思维导图能成为你学习高一化学的得力助手！祝你学习进步！
