化学-混合物性质用途

这是一个关于混合物性质用途的思维导图，包含化肥 营养物质、有机合成材料、空气污染物、金属与合金、燃烧或利用等。

混合物

• 无定形碳（石墨微小晶体+少量杂质）
  • 用途
    • 木炭
      • 食品/工业产品去色素/异味等
    • 焦炭
      • 冶铁
    • 炭黑
      • 加到橡胶里增加轮胎耐磨性
    • 活性炭
      • 防毒面具中去毒气
      • 制糖业中脱色制白糖
  • 性质和种类
    • 木炭/活性炭-具有疏松多孔结构
    • 焦炭
    • 炭黑
• 金属与合金
  • 概念
    • 合金过程-物理变化，合金-混合物
  • 性质
    • 生铁&钢
      • 生铁含碳量高，熔点低，硬而脆，无韧性（宁折不弯）
      • 钢含碳量少，熔点高坚硬，韧性大，塑性好（百折不挠）
    • 合金：色泽不固定，硬度更高，熔点更低，抗腐蚀能力更强，抗拉伸强度更大，用途更广
    • 铝合金
      • 主要成分
        • 铝镁硅
      • 性质和用途
        • 硬度大（造门窗），密度小（二者→造飞机）
    • 钛+钛合金
      • 性质
        • 熔点高，密度小，可塑性好，易加工，机械性能好，抗腐蚀能力好
          • 子主题
      • 用途
        • 船舶/航天飞机/导弹/火箭/化工和通信设备
• 燃烧&利用
  • 燃烧条件（三者必不可少）
    • 可燃物
    • 与氧气接触
    • 温度达到可燃物着火点
  • 灭火原理（满足其一）
    • 消除可燃物
    • 隔绝氧气（空气）
    • 降温到可燃物着火点以下
  • 影响燃烧现象
    • 可燃物性质
    • 氧气浓度
    • 可燃物与氧气接触面积
  • 燃料
    • 化石燃料（混合物，不可再生）
      • 煤（C为主）
        • “工业的粮食”
        • 排放SO2/NO2/CO/烟尘等
        • 干馏-化学变化-焦炭（冶铁）/煤焦油/焦炉煤气
      • 石油（C/H为主）
        • “工业的血液”
        • 排放CO/未燃烧的碳氢化合物/氮的氧化物/含铅化合物/烟尘
        • 分馏-物理变化-汽油/煤油/柴油/石蜡/沥青等
      • 天然气（CH4为主）
        • 较清洁能源
    • 绿色能源
      • 沼气（CH4为主）
        • 最简单的有机物/相对分子质量最小的有机物
        • 物理性质-无色无味气体，密度比空气小，极难溶于水
        • 化学性质-可燃性-生成二氧化碳+水，发出蓝色火焰
      • 乙醇（酒精-C2H5OH）
        • 化学性质-可燃性-生成二氧化碳和水
        • 乙醇汽油优点
          • 节约石油资源
          • 减少汽车尾气
          • 促进农业发展
          • 乙醇可以再生
        • 注意-工业酒精中常含有毒甲醇CH3OH，故不可用工业酒精配制酒
    • 新能源
      • 氢能源/太阳能/风能/核能/地热能/潮汐能等
      • 氢气-最理想的燃料
        • 优点
          • 放热量多
          • 资源丰富
          • 产物无污染
        • 问题
          • 如何大量廉价制取氢气
          • 如何安全运输/贮存氢气
• 水
  • 水的净化
    • 静置沉淀/吸附沉淀（+絮凝剂（明矾）使水中细小悬浮杂质集结下沉）
    • 过滤
      • 实验室-“一贴二低三靠”，玻璃棒引流
      • 自来水厂-干净的细沙和鹅卵石
    • 吸附
      • 活性炭-疏松多孔结构-过滤不溶性杂质+吸附气体/色素/某些可溶性杂质-除臭
    • 消毒
    • 硬水-软水
      • 目的-除去水中可溶性钙镁化合物
      • 检验-加肥皂水
      • 方法
        • 生活-煮沸
        • 实验室-蒸馏
          • 原理-沸点不同的物质从混合物里分离/挥发性液体vs不挥发性杂质
          • 实验
            • 蒸馏瓶中+沸石/碎瓷片-防止暴沸
            • 长导管-冷凝
        • 工业-离子交换法/药剂法
      • 硬水危害
        • 生活-有害人体健康，洗衣洗不干净
        • 生产-水垢造成燃料浪费，引起爆炸
  • 溶液
    • 溶液
      • 组成
        • 溶质
          • 被溶解的物质
        • 溶剂
          • 溶解其他物质的物质
        • 溶质和溶剂判定
          • 有水溶液
            • 溶剂-水
            • 溶质-其他物质
          • 气液混合
            • 溶剂-液体
            • 溶质-气体
          • 固液混合
            • 溶剂-液体
            • 溶质-固体
          • 液液混合
            • 溶剂-量多的液体
            • 溶质-量少的液体
      • 定义
        • 一种或几种物质分散到另一种物质里，形成均一稳定的混合物（溶质粒子直径＜1nm）
          • 均一性
            • 溶液各处溶质浓度相等
          • 稳定性
            • 外界条件不变时不分层不沉淀
      • 名称
        • “溶质”的“溶剂”溶液（当溶剂为水时，只用说“溶质”溶液）
      • 乳浊液、悬浊液和乳化作用
        • 乳浊液（溶质粒子直径＞100nm）
          • 小液滴→分散到液体中→不均一不稳定混合物
          • 如水油混合、牛奶、油漆等
        • 悬浊液（同上）
          • 固体小颗粒→分散到液体中→不均一不稳定混合物
          • 如泥沙、钡餐、二氧化碳和澄清石灰水反应得到的液体等
        • 乳化作用
          • 将某物质分散成无数细小的液滴→使均匀悬浮水中形成较稳定乳浊液
          • 如洗涤剂去油污等
      • 溶解中热量变化
        • 三个代表
          • NaOH↑
          • NaCl→
          • NH4NO3↓
        • 形成原因
          • 溶质分子或离子向水中扩散→吸热
          • 溶质分子或离子和水分子作用，形成水合分子（离子）→放热
    • 溶解度
      • 溶解性
        • 影响因素
          • 溶质种类
          • 溶剂种类
          • 温度
        • 溶液分类
          • 饱和溶液
            • 一定温度、一定量溶剂、溶质不能继续溶解
          • 不饱和溶液
            • 一定温度、一定量溶剂、溶质还能继续溶解
          • 有关问题讨论
            • 根本原因
              • 达到溶解和结晶的平衡（溶解速率＝结晶速率）
            • 某物质饱和溶液只对这一物质而言无法溶解，其他物质仍能溶解
              • 例：氯化钠饱和溶液中仍能溶解高锰酸钾固体
            • 同物质饱和溶液+/-同样条件下同物质饱和溶液＝同条件下此物质饱和溶液
              • 原因-溶液具有均一性
            • （不）饱和溶液≠（稀）浓溶液
              • 稀饱和溶液-氢氧化钙溶液、硫酸钙溶液等
              • 浓不饱和溶液-蔗糖溶液、氯化钠溶液等
            • 饱和溶液→蒸发溶剂+冷却→结晶（粗盐提纯中的母液为饱和溶液）
      • 溶解度
        • 固体溶剂度
          • 定义
            • 一定温度
            • 100g溶剂中
            • 饱和状态
            • 溶解质量
          • 影响因素
            • 温度
            • 溶剂本身性质
            • 溶质本身性质
          • 固体溶解度&溶解性
            • ＜0.01g
              • 难溶物质
            • 0.01g～1g
              • 微溶物质
            • 1g～10g
              • 可溶物质
            • ＞10g
              • 易溶物质
        • 气体溶解度
          • 定义
            • 压强为101KPa
            • 一定温度
            • 一体积水里
            • 饱和状态
            • 溶解气体体积
          • 影响因素
            • 压强（越大越大）
            • 温度（越高越小）
        • 溶解度曲线
          • 三个代表
            • KNO3↑
            • NaCl→
            • Ca(OH)2↓
          • 提纯
            • 分离陡（↑+↑）
              • 降温结晶
            • 分离缓（↑+↑）
              • 蒸发结晶（蒸发溶剂）
            • 氢氧化钙（↑+↓）
              • 升温结晶
    • 溶液浓度
      • 溶液浓稀判断依据
        • 一定量溶液里所含溶质的多少
        • 溶质质量分数
          • 溶质质量与溶液质量之比
          • 相关计算
            • 溶液稀释问题-不变量-溶质质量
        • 一定溶质质量分数氯化钠溶液的配置
          • 配置步骤
            • 计算→称量→量取→溶解→装瓶→贴签（玻璃棒→搅拌-加快溶解）
          • 稀释步骤
            • 计算→量取→混匀→贴签
          • 量筒读数
            • 仰视
              • 读数↓
              • 浓度↑
            • 俯视
              • 读数↑
              • 浓度↓
• 空气污染物
  • 计入空气污染指数
    • SO2/NO2-酸雨
    • NO/PM10/PM2.5/O3（氟利昂使用-臭氧空洞）
  • CO2-温室效应
• 化肥
  • 概念
    • 农作物所需营养元素
      • 氮磷钾需要量大而土壤中缺乏→氮肥磷肥钾肥为最主要化肥
    • 定义
      • 以化学和物理方法制成的含农作物生长所需营养元素的化学肥料
  • 分类
    • 氮肥
      • 性质
        • 固体，铵盐有氨味，可溶
      • 作用
        • 促使作物茎叶生长茂盛，叶色浓绿
      • 成分
        • 含氮化合物-尿素（CO(NH2)2）、氨水（NH3•H2O）
        • 铵盐-碳酸氢铵、氯化铵
        • 硝酸盐-硝酸铵、硝酸钠
    • 磷肥
      • 性质
        • 固体，无气味，不溶
      • 作用
        • 促进作物根系发达，增强抗寒抗旱能力，促进作物生长
      • 成分
        • 磷酸盐-磷矿粉（Ca3(PO4)2）、钙镁磷肥（钙和镁的磷酸盐）、 过磷酸钙（磷酸二氢钙（Ca(H2PO4)2）和硫酸钙的混合物）
    • 钾肥
      • 性质
        • 固体，无气味，可溶
      • 作用
        • 促进作物生长，增强抗病虫害、抗倒伏能力，保证代谢过程的顺利进行
      • 成分
        • 硫酸钾、氯化钾
    • 复合肥料
      • 定义
        • 含氮磷钾中两种或两种以上的化肥
      • 常见复合肥料
        • 磷酸二氢铵（NH4H2PO4）
        • 磷酸氢二铵（(NH4)2HPO4）
        • 硝酸钾
      • 优点
        • 养分含量高，有效成分高
        • 副成分少，节省运费
        • 改善肥料理化性状，常为颗粒状，吸湿少，不结块，易使用，易保存
  • 特点
    • 含养分较农家肥（如饼肥、厩肥、绿肥）更高
    • 可溶于水，见效快，但肥效短，易流失
    • 不含有机质，不利于培养土壤肥力，易导致土壤板结
  • 危害
    • 土壤酸化/退化
    • 水污染
    • 大气污染
• 营养物质
  • 六大营养素
    • 蛋白质
      • 功能
        • 构成细胞的基本物质，机体生长&修补受损组织的主要原料（18kJ/g）
      • 存在
        • 动物肌肉、皮肤、毛发、蹄、角、蛋清等
        • 大豆、花生等植物种子里
      • 构成
        • 多种氨基酸（甘氨酸、丙氨酸等）
      • 作用
        • 血红蛋白
          • 吸入氧气和呼出二氧化碳的载体
        • 甲醛等与蛋白质反应，破坏其结构使其变质
          • 甲醛溶液（福尔马林）保存标本
        • 酶
          • 生物催化剂
    • 糖类
      • 功能
        • 生命活动主要供能物质（16kJ/g）
      • 存在
        • 植物种子或块茎中（如稻、麦、玉米、马铃薯等）
      • 构成
        • C、H、O
      • 供能过程
        • 淀粉+酶（催化）→与水反应→葡萄糖→经肠壁吸收进入血液为血糖→葡萄糖氧化→CO2+H2O+能量
    • 油脂
      • 功能
        • 重要供能物质，维持生命活动的备用能源（39kJ/g）
      • 存在
        • 花生、豆、菜子、牛、奶等
    • 维生素
      • 功能
        • 调节新陈代谢、预防疾病、维持身体健康
      • 存在
        • 蔬菜、水果、种子食物、动物肝脏、蛋类、牛奶、鱼类、鱼肝油等
      • 疾病
        • 缺维生素A
          • 夜盲症
        • 缺维生素C
          • 坏血病
    • 无机盐
    • 水
  • 化学元素
    • 存在
      • 氧碳氢氮以水、糖类、油脂、蛋白质、维生素形式存在
      • 其他元素主要以无机盐形式存在于水溶液中
    • 分类
      • 常量元素
        • 定义
          • 含量超过万分之一
        • 常见
          • O、C、H、N、Ca、P、K、S、Na、Cl、Mg
        • 与人体关系
          • 钙
            • 人体存在
              • 99%存在骨骼和牙齿中
            • 自然存在
              • 奶、奶制品、虾皮、豆类等
            • 幼儿/青少年缺钙
              • 佝偻病、发育不良
            • 老年人缺钙
              • 骨质疏松、易骨折
          • 钠&钾
            • 人体存在
              • 钠-细胞外液
              • 钾-细胞内液
            • 作用
              • 维持人体内水分
              • 维持体液恒定的pH（如血液-7.35～7.45）
      • 微量元素
        • 定义
          • 含量不足万分之一
        • 必需
          • 铁
            • 贫血
          • 锌
            • 食欲不振、生长迟缓、发育不良
          • 硒（Se）
            • 表皮角质化/癌症（少）
            • 中毒（多）
          • 碘
            • 甲状腺肿大（少）
            • 影响生长发育、思维迟钝（幼儿少）
            • 甲状腺肿大（多）
          • 氟
            • 龋齿（少）
            • 氟斑牙、氟骨病（多）
          • 钴（Co）、铜、铬（Cr）、锰、钼（Mo）等
        • 非必需
          • 铝、钡、钛等
        • 有害
          • 汞、铅、镉（Cd）等
• 有机合成材料
  • 三个代表①-天然有机高分子材料
    • 棉花
    • 羊毛（抽丝点燃，烧焦羽毛气味-羊毛羊绒）
    • 天然橡胶
    • 蚕丝（第四个代表）
  • 三个代表②-合成有机高分子材料
    • 塑料
      • 密度小，耐腐蚀，易加工
        • “白色污染”-废弃塑料
    • 合成纤维
      • 强度高，弹性好，耐磨，耐化学腐蚀-吸水性和透气性差
    • 合成橡胶
      • 高弹性，绝缘性，耐油，耐高温，不易老化
  • 有机物概念
    • 化合物分为有机化合物和无机化合物
      • 有机化合物都有碳元素（一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸钙等碳酸盐除外）
    • 有机物分为有机小分子和有机高分子（化合物）-依据相对分子质量大小
      • 有机小分子
        • 甲烷、乙醇、乙酸（醋酸）、葡萄糖等
      • 有机高分子
        • 蛋白质、淀粉、塑料、橡胶、化学纤维等
    • 有机高分子大部分由有机小分子聚合而成_聚合物
      • 链状
        • 热塑性，如聚乙烯塑料
      • 由链状结成网状
        • 热固性，如酚醛塑料（电木）、脲醛塑料（电玉）