化学导论

化学导论摘要：人类的进化史就是化学的发展史。

对化学的了解对于每一个人都是十分重要的了。

透过化学所能了解的东西更是广阔。

通过对化学与工业，我们明白啦化学在建立于发展现代工业所起的重要作用，还有化学-与生活，化学与军事，化学与能源，化学与环境等等等。

总之，我们离不开化学。

化学与生活：化学来源于生活又服务于生活，当远古人类发现和使用火的时候，人类就接触到了化学，后来随着人类的进步，人类把化学应用于生活，通过粮食发酵酿出了酒和醋，就利用了化学中的缓慢氧化原理，而应农业与军事的需要，人们开始有意识的用化学来炼铜和冶铁，更别说现代社会中人类的衣，食，住，行等各个方面，无处都有化学的身影，可以说化学与生活息息相关，渗透到我们生活的每个角落。

比如说涤纶布料的衣服，穿起来不怎么透气，如果经过改进以后利用合成的一些材料，制成了像真丝的衣服，及软又透气，人们穿起来就会很舒服。

这就是化学在“衣”方面的用处的简单举例。

说道“食”，不得不提的就是尿素的合成与合成氨了。

人类过去是靠天吃饭，但随着人口的增加，尤其是我国这种人口大国，吃饭问题是至关重要的。

1905年，德国的化学家哈勃第一次解决了这个问题，把氨气变成了肥料。

这是人类发展史上一个非常重要的事件。

由于有了化学，我们的住房才有了多姿多彩的装饰。

生石灰浸在水中变成了熟石灰，熟石灰涂在墙体上风干后成了洁白坚硬的碳酸钙，覆盖了泥土的黄色，房子才显得整洁明亮。

而化学煅烧陶土，才使得房屋有漂亮的瓷砖表面。

化学与军事：人类刚刚迈进21世纪的门槛，由于科学技术的迅速发展，社会生产力极大提高，世界经济得到前所未有的繁荣。

全球性的科技竞赛推动科技的高速发展，国际金融一体化进程将加快，世界金融业将掀起新一轮的兼并和联合浪潮，国际贸易和跨国直接投资迅猛发展。

跨区域、洲际间的区域经济组织进一步发展，合作的空间不断扩大。

各区域经济组织之间的相互联系将进一步加强，合作的领域和范围进一步拓展。

世界多极化日益发展，世界的和平发展趋势日益明显，全球迎来一个高速发展的时期。

但是在某些地区仍存在着不和谐的因素，争斗不断，战争频发。

如伊拉克战争，叙利亚局势，利比亚战争，巴以问题等等，这些地方的人民深受其害，生活处于水深火热之中。

因此各国开始扩充军备，企图用军事实力来安定国家。

我国人民虽然爱好和平，珍惜这来之不易的幸福生活，但也要阻止外来势力的挑衅，建立强大的军事力量，加强震慑力，吓阻一切敌人。

化学作为一门基础学科，是建立强大军队，研制新型武器的重要保障。

纵观世界军事发展史，化学在其中起着举足轻重的作用。

每一种新型武器的发明都与化学息息相关。

军事武器的进步也是化学的进步，化学的发展带动着军事发展而我在这里只介绍化学与军事中的重中之重。

炸药（1）作为中国古代的四大发明之一，黑火药的意义在世界军事史上是一个跨时代的标杆。

古代的管形火器就是现代枪炮的始祖。

黑火药的化学反应是以爆燃或爆炸形式出现的。

古代对黑火药的应用极为广泛，既可用来燃烧纵火、发射铁砂和弹丸，也可作为爆破用药。

军事上的黑火药成分是: KNO3占75 %;硫磺占10 %;木炭占15 %。

黑火药极容易燃烧,其反应式为:2KNO3 + S + 3C+K=S + N2 ↑+ 3CO2 ↑燃烧时放出大量热,产生的气体体积在瞬间膨胀2000 倍,如果这个反应是在很小的密闭容器中进行,就会导致猛烈的爆炸。

（2）三硝基苯酚,又称苦味酸。

威力比黑火药大。

生成苦味酸的方程式（3）三硝基甲苯（TNT次失败的实验中发明，白色或苋色淡黄色针状结晶，无臭，有吸湿性。

三硝基甲苯是一种威力很强而又相当安全的炸药，即使被子弹击穿一般也不会燃烧和起爆。

它在20世纪初开始广泛用于装填各种弹药和进行爆炸，逐渐取代了苦味酸。

（4）三硝酸甘油酯，又称硝化甘油。

一种黄色的油状透明液体，这种液体可因震动而爆炸，属化学危险品。

制硝化甘油的化学方程式：、化学是一门是实用的学科，它与数学物理等学科共同成为自然科学迅猛发展的基础。

化学的核心知识已经应用于自然科学的各个区域，化学是改造自然的强大力量的重要支柱。

，在军事领域内的各个方面发挥着不可或缺的作用。

由最初的火药的发明，到现在各种新型材料，新型武器的发明哪里都少不了化学的身影。

化学的进步带动了武器的进步，军事的进步，国防的进步。

我们要想保卫国家，完成中华民族的复兴大业，首要的就是发展国防。

只有我们建立强大的部队，才能有效地震慑别人，吓阻别人，保证我们的领土不被侵犯。

化学与能源：人类求生存、建城市、办工厂，需要各种不同的能源。

做饭、取暖需要热能，点灯照明需要电能，万物生长需要太阳能⋯⋯可以这样说，没有能源，人类就不能生存，社会就不能发展。

“能”这个词，最早是德国科学家罗伯特·迈尔提出来的。

我们看不见能，但通过热、光、电、运动等能够感觉到“能”的存在。

人类利用能源的历史大致经历了柴草、煤炭、石油三个能源时期。

火的使用，使人类第一次支配了一种自然力，从而使人类和动物界彻底分开。

但是，当时人类还没有掌握把热能变成机械能的技巧，因此，柴草并不能产生动力。

从茹毛饮血的原始社会到漫长的奴隶社会、封建社会，人力和畜力是生产的主要动力。

风力和水力的利用，使人类找到了可以代替人力和畜力的新能源。

随着生产的发展，社会需要的热能和动力越来越多。

而柴草、风力、水力所提供的能量受到许多条件的限制而不能大规模使用。

煤的发现，提供了大量热能；风车和水车的制作，积累了机械制造的丰富经验；于是，两者结合起来，蒸汽机出现了。

蒸汽机的使用，不但奠定了各国工业化的基础，也开辟了人类利用矿物燃料作动力的新时代。

但是，蒸汽机十分笨重，效率又低，无法在轻便的运输工具如汽车、飞机使用。

人类在生产实践中又发明了新的热机——内燃机。

内燃机的使用，引起了能源结构的一次又一次变化，石油登上了历史舞台。

世界各国依赖石油创造了经济发展的奇迹。

那么地球上的能源有哪些可用，它们又来自何方呢？地球上的能源按其来源可分为三类。

第一类是地球和其他天体相互作用而形成的，如潮汐能；第二类来自地球的内部，如地热能和原子核能；第三类来自地球以外，主要是太阳能以及由它产生的能源，如煤、石油、天然气、生物质能、水能、风能、海洋热能等等。

然而，随着人类文明的不断发展，社会对能量的需求不可遏止地猛增。

地球上的能源消耗正在以惊人的速度增长，20 世纪消耗的全部能源几乎等于前19 个世纪所消耗的能源的一半。

人类正在过分地开采和使用化石燃料和森林等自然资源，从而使得地球上的自然燃料能源的储藏量正在急剧减少。

而且，由于大量利用石油、天然气和煤炭等化石燃料，已经使人类居住的环境受到越来越严重的污染，造成酸雨和气候变暖。

许多科学家都认为，全球气温升高将给人类带来灾难性的后果。

因此，合理开发和利用能源已成为地球人类大家庭最重要的问题了。

人类必须认真对可资利用的各种能源进行“算计”和“筹划”，既要满足目前需要，又要考虑长远的影响和发展，为子孙后代的丰衣足食着想，使地球人类大家庭的明天过得更舒适、更美好。

所以，人们一方面研究如何进一步合理、妥善、高效率地开发利用化石燃料和水力等常规能源（也叫传统能源），比如研究提高能源转换效率的方法，改善能源开采和利用的方式等等，着重从节流方面想办法和采取措施；另一方面，人们又上天、入地、下海，四处寻找开源途径，探索低廉而丰富、又不影响生态环境的很清洁的新能源，比如开发太阳能、地热能、核聚变能和海洋能等等。

这样，一门边缘化的、综合性的科学技术——能源技术就迅速形成，并蓬勃发展起来。

人类利用能源的历史，也就是人类认识和征服自然的历史。

人类利用能源的历史可分为五大阶段：（1）火的发现和利用；（2）畜力、风力、水力等自然动力的利用；（3）化石燃料的开发和热的利用；（4）电的发现及开发利用；（5）原子核能的发现及开发利用。

18世纪前，人类只限于对风力、水力、畜力、木材等天然能源的直接利用，尤其是木材，在世界一次能源消费结构中长期占据首位。

蒸汽机的出现加速了18世纪开始的产业革命，促进了煤炭的大规模开采。

到19世纪下半叶，出现了人类历史上第一次能源转换。

1860年，煤炭在世界一次能源消费结构中占24％，1920年上升为62％。

从此，世界进入了“煤炭时代”。

19世纪70年代，电力代替了蒸汽机，电器工业迅速发展，煤炭在世界能源消费结构中的比重逐渐下降。

1965年，石油首次取代煤炭占居首位，世界进入了“石油时代”。

1979年，世界能源消费结构的比重是：石油占54％，天然气和煤炭各占18％，油、气之和高达72％。

石油取代煤炭完成了能源的第二次转换。

但是地球上石油的储量有限，石油的大量消费，使能源供应严重短缺，世界能源向石油以外的能源物质转移已势在必行。

世界能源正面临一个新的转折点。

在能源消费结构中，已开始从石油为主要能源逐步向多元能源结构过度。

新能源包括地热、低品位放射性矿物、地磁等地下能源；还包括潮汐、海浪、海流、海水温差、海水盐差、海水重氢等海洋能和风能、生物能等地面能源；以及太阳能、宇宙射线等太空能源。

在这些能源中，核能是最有希望取代石油的重要能源。

人类对常规能源的利用，无论是在开源方面，还是在节流方面，都在不断进步。

对于煤炭、石油和天然气等化石燃料，从勘探、开采、运输到使用，技术不断进步，日新月异，令人目不暇接。

这对能源本身的盛衰与荣辱，不但没有影响，反而进一步促进了与这些常规能源有关的能源技术的进步和发展。

于是，资源卫星勘探技术、煤炭地下气化技术、二次三次采油技术、煤炭液化和气化技术、磁流体发电和燃料电池等直接发电技术，以及高效大容量输电和余热利用等等新节能技术相继诞生并发展起来，而且已经和正在给类带来极大的社会与经济效益。

人们对水力能的利用，已经今非昔比，走上了大规模、经济地开发和系统设计、综合利用的轨道。

在常规能源技术领域，目前，磁流体发电技术、燃料电池、水力能源综合利用工程、高效大容量输电技术和余热利用技术等已成为人们关注的热点。

本世纪中叶以来，人们对核聚变能、太阳能、地热能、海洋能、风能和生物质能等等新能源的研究开发和利用付出了辛勤的劳动，坚持进行着孜孜不倦的研究，并取得了许多可喜的成果与重大突破。

如果从50 年代初算起，人们研究和开发核聚变能已经有40 年了。

人们已攻克了许多难关，虽然尚未达到受控热核聚变的目标，但是正在一步步地逼近实现受控热核聚变的临界条件。

随着托卡马克和磁镜约束聚变反应装置，以及激光驱动等惯性约束聚变反应装置的不断改进，对于等离子体温度、粒子密度和持续时间等实现聚变的主要条件已达到或接近受控热核聚变必须的临界条件；这使我们已经看到受控热核聚变航船的桅杆和旌旗出现在地平线上。

而且，据目前发展来看，惯性约束反应堆有可能比磁约束聚变反应堆更早一些实现商业应用规模。