化学思维导图围绕物质结构、反应原理、有机基础展开，梳理知识点关联，助高效学习
高二化学思维导图
物质结构与性质
（一）原子结构
| 元素周期律 |
示例 |
| 电子层排布规律 |
按能量最低原理依次填入各电子层；最外层不超过8个电子（K层为最外层时不超过2个）；次外层不超过18个电子等 |
如钠原子，电子排布为2、8、1，符合相应规则 |
| 元素周期表分区 |
s区、p区、d区、f区等，不同区域元素具有相似的价电子构型和化学性质特点 |
碱金属位于s区，卤素在p区，过渡金属多在d区 |
| 原子半径变化规律 |
同周期从左到右减小（稀有气体除外）；同主族从上到下增大 |
第三周期中，Na＞Mg＞Al；碱金属元素Li＜Na＜K等 |
| 电离能变化规律 |
同周期从左到右总体呈增大趋势；同主族从上到下减小 |
同一周期内，第一电离能N＞O，因N的2p轨道半充满较稳定 |
| 电负性变化规律 |
同周期从左到右增大；同主族从上到下减小 |
F是电负性最大的元素，Cs是电负性较小的金属元素之一 |
（二）分子结构与化学键
| 化学键类型 |
特点 |
举例 |
| 离子键 |
阴阳离子间的强烈相互作用，无方向性和饱和性，键能较大 |
NaCl中Na⁺与Cl⁻之间通过离子键结合 |
| 共价键 |
原子间通过共用电子对形成的相互作用，有方向性和饱和性，可分为极性共价键和非极性共价键 |
H₂O中的O—H键为极性共价键，O₂中的O=O键为非极性共价键 |
| 金属键 |
金属阳离子与自由电子之间的相互作用，无固定方向和饱和性，影响金属的物理性质如导电性、延展性等 |
铜晶体中铜原子与自由电子形成金属键 |
| 氢键 |
一种特殊的分子间作用力，比范德华力强，存在于含有N、O、F等电负性大的原子与H形成的分子间或分子内 |
DNA双螺旋结构中碱基对之间存在氢键 |
（三）晶体结构
| 晶体类型 |
构成微粒 |
微粒间作用力 |
物理性质特点 |
典型实例 |
| 离子晶体 |
阴阳离子 |
离子键 |
熔点较高、硬度较大、固态不导电但熔融态或水溶液可导电 |
NaCl、CsCl等 |
| 分子晶体 |
分子 |
分子间作用力（范德华力、氢键等） |
熔点低、易升华、硬度小 |
干冰（CO₂）、冰（H₂O）等 |
| 原子晶体 |
原子 |
共价键 |
熔点极高、硬度极大、不导电 |
金刚石（C）、二氧化硅（SiO₂）等 |
| 金属晶体 |
金属原子、金属离子和自由电子 |
金属键 |
良好的导电性、导热性和延展性 |
铁、铜等各种金属材料 |
化学反应速率与化学平衡
（一）化学反应速率
| 影响因素 |
影响方式 |
解释 |
| 浓度 |
增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞频率增加，反应速率加快 |
对于有气体参与的反应，压缩容器体积使气体浓度增大，反应速率会变快 |
| 温度 |
升高温度，一方面增加了活化分子百分数，另一方面提高了分子运动速率，使有效碰撞频率大幅增加，反应速率显著加快 |
每升高10℃，一般反应速率增大到原来的2 4倍 |
| 催化剂 |
降低反应所需的活化能，使更多普通分子成为活化分子，从而加快反应速率 |
酶催化生物体内的许多化学反应，具有高效性、专一性等特点 |
| 固体表面积 |
增大固体反应物的接触面积，可使反应速率加快 |
块状碳酸钙与盐酸反应较慢，粉末状碳酸钙则反应迅速得多 |
（二）化学平衡
| 概念要点 |
说明 |
实例分析 |
| 动态平衡 |
正逆反应速率相等且不等于零，各组分浓度保持不变但仍在进行反应的过程 |
合成氨反应N₂ + 3H₂⇌2NH₃达到平衡后，正逆反应仍在持续进行，只是速率相等 |
| 平衡常数K |
只与温度有关，可用于判断反应进行的程度和方向，K值越大，说明反应进行得越完全 |
对于反应aA + bB⇌cC + dD，K = [C]^c[D]^d/([A]^a[B]^b)，若Q＜K，反应正向进行；Q＞K，逆向进行；Q = K，处于平衡状态 |
| 勒夏特列原理 |
如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度、压强等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动 |
增大压强，对于有气体参与且反应前后气体分子数不等的反应，平衡会向气体分子数减小的方向移动，如2SO₂ + O₂⇌2SO₃，增大压强有利于生成SO₃ |
电解质溶液
（一）强弱电解质的概念与判断
| 分类依据 |
强电解质 |
弱电解质 |
| 电离程度 |
在水溶液中几乎完全电离 |
在水溶液中部分电离 |
| 常见物质类型 |
强酸、强碱和大部分盐类 |
弱酸（如CH₃COOH）、弱碱（如NH₃·H₂O）、水等 |
| 导电能力比较 |
相同条件下，强电解质溶液导电性强于弱电解质溶液，但要注意浓度的影响 |
同浓度的盐酸和醋酸溶液，盐酸导电性更强；但如果醋酸溶液浓度远高于盐酸，其导电性也可能超过盐酸 |
（二）离子反应发生的条件及书写方法
| 发生条件 |
具体阐述 |
书写步骤示例（以BaCl₂与Na₂SO₄反应为例） |
| 生成难溶物 |
当两种溶液混合时，若能生成溶解度很小的物质就会发生离子反应 |
写出化学方程式：BaCl₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄↓+ 2NaCl；改写成离子方程式：Ba²⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄↓；检查电荷守恒和原子守恒情况 |
| 生成挥发性物质 |
产生气体逸出体系导致离子浓度发生变化而引发反应 |
碳酸钠与稀盐酸反应：Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑；离子方程式：CO₃²⁻ + 2H⁺ = H₂O + CO₂↑ |
| 生成弱电解质 |
反应过程中有弱酸、弱碱或水等弱电解质生成促使反应进行 |
醋酸与氢氧化钠溶液反应：CH₃COOH + NaOH = CH₃COONa + H₂O；离子方程式：CH₃COOH + OH⁻ = CH₃COO⁻ + H₂O |
（三）水的电离和溶液的pH值计算
| 相关知识点 |
详情介绍 |
计算公式及应用示例 |
| 水的离子积常数Kw |
在一定温度下，纯水中c(H⁺)·c(OH⁻) = Kw，25℃时Kw = 1×10⁻¹⁴mol²/L²，温度升高Kw增大 |
若某温度下Kw = 1×10⁻¹³mol²/L²，则中性溶液中c(H⁺) = c(OH⁻) = √(1×10⁻¹³) = 1×10⁻⁶.⁵mol/L，此时pH不等于7但仍为中性溶液 |
| pH的定义与计算方法 |
pH = -lg c(H⁺)，已知氢离子浓度可求pH值；反之亦然，对于强酸强碱稀释等问题需考虑体积变化对浓度的影响并重新计算pH值 |
将pH = 3的盐酸稀释10倍后，新溶液的pH介于3和4之间，因为稀释过程中盐酸进一步电离补充了部分H⁺，不能完全按照简单倍数关系计算 |
电化学基础
（一）原电池工作原理及构成条件
| 组成部分 |
作用原理 |
构成条件要求 |
| 电极材料 |
较活泼金属作负极失去电子发生氧化反应，相对不活泼金属或石墨等作正极得到电子发生还原反应 |
有两种活动性不同的金属（或一种金属和石墨），其中活泼金属作为负极优先被腐蚀 |
| 电解质溶液 |
提供离子传导通道形成闭合回路，使电子能在导线中定向移动产生电流 |
电解质溶液需能与负极材料自发发生氧化还原反应，如锌锰干电池中氯化铵糊状物作为电解质溶液参与反应 |
| 闭合回路 |
只有形成闭合回路才能产生持续稳定的电流输出供外部设备使用 |
用导线连接两个电极并接入负载（如灯泡），构成完整的电路系统才能正常工作 |
（二）电解池工作原理及应用
| 核心要素 |
工作过程描述 |
实际应用案例 |
| 外加电源作用 |
迫使原本非自发进行的化学反应得以实现，通过控制电压和电流强度调节反应速率和产物比例 |
工业上利用电解饱和食盐水的方法制备烧碱、氯气和氢气三种重要化工原料；电镀工艺也是基于电解原理在金属表面镀上一层其他金属薄层以提高耐腐蚀性和装饰效果等 |
| 阴阳极判断方法 |
与直流电源正极相连的是阳极，发生氧化反应；与负极相连的是阴极，发生还原反应 |
在精炼铜的过程中，粗铜作为阳极逐渐溶解进入溶液，纯铜在阴极析出，从而达到提纯的目的；电解冶炼铝时，冰晶石作熔剂溶解氧化铝，石墨作阴阳极进行电解生产金属铝单质 |
相关问题与解答
问题1：如何根据元素的原子序数确定其在周期表中的位置？
解答：已知元素的原子序数Z，可通过以下步骤确定其位置，首先计算出电子层数n，满足不等式2n² < Z≤2(n + 1)²的最大整数即为电子层数，然后确定该元素所在的周期序号等于电子层数n，接着用Z减去前面各周期所含元素种数之和得到剩余数值x，再依据x的大小判断所在族序号，Z = 17的元素氯，先算出电子层数n = 3（因为2×3² = 18 > 17且2×2² = 8 < 17），所以位于第三周期；再用17减去第一周期2种、第二周期8种元素共10种后余7，说明它在第ⅦA族，因此氯元素位于第三周期第ⅦA族。
问题2：影响化学反应速率的因素有哪些？它们是如何影响的？
解答：影响化学反应速率的因素主要包括浓度、温度、催化剂、固体表面积以及压强（针对有气体参与的反应），增大反应物浓度会使单位体积内活化分子数目增多，有效碰撞频率提高，进而加快反应速率；升高温度既能增加活化分子百分数又能加快分子运动速率，使有效碰撞频率大幅上升，显著加快反应速率；使用催化剂可降低反应所需活化能，让更多普通分子变为活化分子，从而加速反应进程；增大固体反应物的接触面积能提供更多的反应位点，使反应速率加快；对于有气体参与的反应，增大压强相当于增大了气体反应物的浓度，会使反应速率加快，这些因素综合起来
