《化学与武器课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学与武器课件（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、化学与人类,授课教师:李彦伟,公 共 邮 箱,邮箱名称： 密码：gxk123,武器与化学,几乎任何人都不会认为战争是一种有价值的人类活动，但是一旦战争爆发，人人都希望取得胜利。因此，世界各国政府总是号召科学家们研制出更有效的武器或更好的防御物。化学在武器和防御物两方面都发挥了很大的作用。从1914年到1918年的第一次世界大战，就是以毒气和炸药为主要作战工具的化学战。因此，美国西点军校要求其每一位学员都必须学习化学，而且美国军队的所有部门都规定要支持有关领域的化学研究。,火药与炸药,我国古代化学家发明的火药曾彻底改变了交战状况，现代的弹药无非是这种古代炸药的改良形式。它们都是化学药品，经过化学
2、反应能释放出大量热能。反应的产物是气体，如氮气（N2）或二氧化碳（CO2），热气体因急剧膨胀而发生爆炸。,火药武器的灵魂,火药是我国古代四大发明之一，距今已有1000多年的历史。火药最初主要用于医药，这从其命名中的“药字即可见一斑。据本草纲目记载，火药有去湿气、除瘟疫、治疮癣的作用，后来火药传至欧洲才用于军事。,军事上黑火药的主要成分是：硝酸钾（KNO3）、硫（S）、木炭（C）。有时火药也呈褐色，因而也叫褐火药。黑火药极易剧烈燃烧，其化学反应式为：,由于硝酸钾分解放出的氧气，可使木炭（C）和硫磺（S）剧烈燃烧，并在瞬间产生出大量的热和氮气（N2）、二氧化碳（CO2）等气体，而体积的急剧膨胀和压
3、力的猛烈增大便导致了爆炸。据测，大约每4克黑火药着火燃烧时，可产生280升气体，体积可膨胀近万倍。由于爆炸时有K2S固体产生，故往往会有很多浓烟冒出，黑火药之名便由此而来。,随着军事化学的发展，出现了比黑火药爆炸威力更大的烈性炸药。这类炸药一般是含硝基的有机化合物，如首先发现的苦味酸即黄色炸药，由苯酚硝化制成，其反应方程式见下图。,另一种烈性炸药硝化甘油是由于一次化学实验室的偶然事故而发现的， 它由甘油(丙三醇)硝化制得，反应式为：,后来又出现了烈性炸药TNT(三硝基甲苯)，现在被广泛用作军事武器中的炸药。它是由甲苯硝化而成的，反应方程式：,在世界科学史上，有这样一位伟大的科学家：他不仅把自己
4、的毕生精力全部贡献给了科学事业，而且还在身后留下遗嘱，把自己的遗产全部捐献给科学事业，用以奖励后人，向科学的高峰努力攀登。今天，以他的名字命名的科学奖，已经成为举世瞩目的最高科学大奖。他的名字和人类在科学探索中取得的成就一道，永远地留在了人类社会发展的文明史册上。这位伟大的科学家，就是世人皆知的瑞典化学家阿尔弗雷德伯恩哈德诺贝尔。,诺贝尔1833年出生于瑞典首都斯德哥尔摩。诺贝尔的父亲倾心于化学研究，尤其喜欢研究炸药。受父亲的影响，诺贝尔从小就表现出顽强勇敢的性格。他经常和父亲一起去实验炸药，几乎是在轰隆轰隆的爆炸声中度过了童年。诺贝尔到了岁才上学，但只读了一年书，这也是他所受过的唯一的正规学
5、校教育。 为了使他学到更多的东西，1850年，父亲让他出国考察学习。两年的时间里，他先后去过德国、法国、意大利和美国。由于他善于观察、认真学习，知识迅速积累。很快成为一名精通多种语言的学者和有着科学训练的科学家。回国后，在工厂的实践训练中，他考察了许多生产流程，不仅增添了许多的实用技术，还熟悉了工厂的生产和管理。 就这样，在历经了坎坷磨难之后，没有正式学历的诺贝尔，终于靠刻苦、持久的自学，逐步成长为一个科学家和发明家。,诺贝尔一生的发明极多，获得的专利就有255种，其中仅炸药就达129种。他的发明兴趣不仅限于炸药，作为发明家、科学家，他有着丰富的想象力和不屈不挠的毅力。他曾经研究过合成橡胶、人
6、造丝，做过改进唱片、电话、电池、电灯零部件等方面的实验，还试图合成宝石。尽管与炸药的研究相比，这些研究的成果不是很大，但是他那勇于探索的精神却为后人留下了深刻的印象。,诺贝尔把他的毕生心血都献给了科学事业，他一生过着独身生活，大部分时间是在实验室中度过的。他谦虚谨慎，对别人亲切而忠诚。他拒绝别人吹捧他，不让报纸刊登他的照片和画像。长期紧张的工作，使他积劳成疾，但在生命的垂危之际，他仍念念不忘对新型炸药的研究。1896年12月10日，这位大科学家、大发明家和实验家，由于心由于心脏病突然发作而逝世。,诺贝尔是一位名副其实的亿万富翁，他的财产累计达30亿瑞典币。但是他与许多富豪截然不同。他一贯轻视金
7、钱和财产，当他母亲去世时，他将母亲留给他的遗产全部捐献给了慈善机构，只是留下了母亲的照片，以作为永久的纪念。他说：“金钱这东西，只要能够解决个人的生活就够用了，若是多了，它会成为遏制人才的祸害。有儿女的人，父母只要留给他们教育费用就行了，如果给予除教育费用以外的多余的财产，那就是错误的，那就是鼓励懒惰，那会使下一代不能发展个人的独立生活能力和聪明才干。”,基于这样的思想，诺贝尔不顾其他人的劝阻和反对，在遗嘱中指定把他的全部财产作为一笔基金，每年以其利息作为奖金，分配给那些在前一年中对人类做出贡献的人。奖金分成物理学、化学、生物学或医学、文学及支持和平事业等份。为了纪念这位伟大的发明家，从190
8、1年开始，每年在他去世的日子里，即12月10日颁发诺贝尔奖。,诺贝尔奖不仅仅表明了这位科学家的伟大人格，而且，随着世界科学技术的飞跃发展，越来越成为世界科学技术冠军的标志。激励着越来越多的精英豪杰，献身于科学事业，去攻克一道道科学难关。同时，它也极大地促进了世界科学技术的发展和世界科学文化的交流。,作为氮肥的硝酸铵（NH4NO3）既是一种很好的肥料，也是一种烈性炸药。当其突然 加热至高温或受到猛烈撞击时，即会发生爆炸性分解，爆炸反应的方程式如 下：,国内外都发生过硝酸铵(用作肥料)仓库爆炸的事故。 至于无烟火药则是用棉花(主要成分是纤维素)经硝化反应制得的，化学名称为纤维素三硝酸酯。,烟幕弹恐
9、怖的云海,大家都知道，“烟”是由固体颗粒组成的，“雾“则是由小液滴组成的。烟幕 弹的原理是通过化学反应在空气中造成大范围的化学烟雾。,例如装有白磷的烟幕弹引爆后，白磷迅速在空气中燃烧，其反应方程式为：,偏磷酸有毒！,这些酸液滴与末反应的白色颗粒状P2O5悬浮在空气中，便形成了“云 海”。,同理，四氯化硅和四氯化锡等物质也极易水解：,它们在空气中形成HCl酸雾，也可用作烟幕弹。在第一次世界大战期间，英国海军就曾用飞机向自己的军舰投放含有SnCl4和SiCl4的烟幕弹，从而巧妙地隐藏了军舰，避免了敌机的轰炸。有些现代新式坦克所用的烟幕弹不仅可以隐蔽物理外形，而且利用烟雾还有躲避红外激光、微波的功能
10、，达到了真的 “隐身”。,燃烧弹致命的火神,燃烧弹在现代坑道战、堑壕战中起到重要的作用。由于汽油密度较小，发热量高，价格便宜，所以被广泛用作燃烧弹的原料。当在其中加入能与汽油结合成胶状物的粘合剂，就可制成凝固汽油弹。为了攻击水中目标，有时还在凝固汽油弹里添加活泼碱金属和碱土金属如钾、钙、钡等，当这些金属与水结合时，放出的氢气又发生燃烧，从而提高了燃烧的威力。对于有装甲的坦克，燃烧弹自有对付的高招，由于铝粉和氧化铁能发生壮观的铝热反应：,该反应放出的热量足以使钢铁熔化成液态，所以用铝剂制成的燃烧弹可熔化坦克厚厚的装甲，使其望而生畏。另外，铝热剂燃烧弹因在没有空气助燃的情 况下也可照样燃烧，从而大
11、大扩展了它的应用范围。,化 学 武 器,化学武器是一种成本低廉的大规模毁灭性武器，通常特指化学毒剂。用化学武器进行作战称之为化学战。化学战很重要的一个特点就是只杀伤人员和生物而不破坏武器装备和建筑设施，因而对军事家有更大的魅力。,化 学 战 史,一战中的化学战 二战中的化学战 二战以来局部冲突中的化学战 化学事故及恐怖事件,化学战史,伊普尔毒气战毒气钢瓶攻击成功 德军于1915年4月22日在比利时伊普尔战线前沿6公里正面上，预先布设约6000具装有氯气的吹放钢瓶，利用有利的气象条件，向英法联军阵地吹放。由于对方毫无戒备，约15000人中毒，其中近5000人死亡，阵地被突破89公里，开了化学战的
12、先例。,一战中的化学战,化学战史,当这种含有氯气的烟雾像潮水一样源源不断地飘来时，大群大群的士兵 很快被熏得东倒西歪，眼睛睁不开，鼻子被呛得适不过气来，喉咙像是被什么 东西烫了似的。许多士兵满地打滚，另一些人则闭着眼睛狂叫乱跑。一名军 官难受得抓烂了自己的脖子。士兵们找不到上司，军官们找不到部下，卫生兵 自顾不暇。几分钟之内，长达儿公里的阵地笼罩在一片恐怖之中。协约国全线溃退，1万多人中毒，德国人乘胜前进了几公里。 这就是震惊世界的第一次毒气战，它揭开了近代化学战的序幕。这种在有形的战场上发生的无声的杀伤惨剧，给人类历史留下了极其痛苦的回忆。,1917年7月12日德军在比利时伊普尔地区对英军进
13、行了芥子气炮击，10天内共发射约100万发，造成20000人伤亡。使用芥子气的三周里消耗芥子气2500吨，造成的伤亡是一年前的总和。 一战中交战国共生产毒剂约15万吨，其中大部分用于战场，使用化学武器共造成130万人伤亡，其中9万人死亡；涉及氯气（Cl2）、光气（COCl）、双光气(“绿十字”毒剂)、氨气（NH3）、芥子气等40多种毒剂。,一战中的化学战,化学战史,二战中使用化学武器的事件,欧洲战场1939年波军少量布洒芥子气、1942年德军在克里木半岛对苏联使用化学武器、1943年盟军在意大利安齐奥滩头化学弹药堆积处被击中、1943年巴里港美军化学弹药运输船被击中(2000多人死亡)； 德军
14、在集中营内使用毒气屠杀战俘和平民； 太平洋战场日军在海岛战役中少量用毒、在缅甸作战中使用化学武器； 中国战场日军多次使用。,化学战史,日本侵华战争中的化学战,八年侵华战争，日军化学战贯穿全过程，遍及我国18个省区； 在正面战场，日军使用化学武器达1668余次，国民党军队中毒4.7万多人，死亡6000人以上； 在敌后战场，日军用毒达423次以上，八路军及华北地区中毒3.3万多人。,化学战史,齐会战斗120师在冀中平原消灭日军最多的一次战斗(700多人)，1939年4月23日日军对河北河间县齐会村发动攻击，久攻不下，遂释放毒气，主要是刺激性毒剂（苯氯乙酮，亚当氏剂），造成500余人中毒。,北坦惨案
15、 1942年5月27日，日军101师团 2000人包围河北定县北坦村，在地道口施放毒剂，使躲藏的群众共800余人被杀害。,化学战史,日本侵华战争中的化学战,二战以来局部冲突中的化学战,朝鲜战争（19501953） 美国军队违犯战争法规，多次对中国人民志愿军和朝鲜军民实施毒气袭击。 1952年2月1953年6月，美军采取炮击和空投的方法，对志愿军防御地区进行毒气袭击101起，施放化学毒剂有17种(其中糜烂性6种，窒息性2种，血液与神经中毒性3种，喷嚏性3种，催泪性3种)，志愿军部队1095人中毒，其中死亡145人。,化学战史,美军使用以橙色剂为主的植物杀伤剂造成153.6万人中毒，3000余人死
16、亡； 大量使用（刺激剂）催泪剂苯氯乙酮、亚当氏剂、CS等； 首次使用失能剂BZ，对神经性毒剂VX进行野外试验。,越南战争（19611975）,化学战史,二战以来局部冲突中的化学战,据美国广播公司报道，美国在越战中将包括“脱叶剂橙剂”(Agent Orange)在内的化学武器广泛用于军事目的，导致越南出现很多残疾儿童，形成所谓的橙剂综合症。以下是越战中的橙剂受害者：,2007年5月25日，胡志明市托杜医院的“和平村庄”中心，孩子们洗澡后上床睡觉。据医院员工介绍，这些孩子都有严重的脊柱裂，这是一种脊柱愈合不完整的先天性缺陷，以致部分脑膜及脊髓突起，经常会导致脑积水及其他神经功能紊乱。医生怀疑这是他们的父母接触过多橙剂中的戴奥辛毒素导致的。,这位在越南平定出生的5岁女孩天生就没有眼睛，2007年5月25日，越南胡志明市托杜医院的“和平村庄”中心的一位护士给她喂饭。医院领导怀疑橙剂中的戴奥辛毒素影响了胎儿的正常发育，阻止了激素正常指导细胞发育成眼睛。,二战后局部战争中使用化
