60 周年国庆阅兵之军事武器中的知识一、武器的灵魂――火药军事上所用的黑火药成分是：硝酸钾占 75％，硫占 10％，木炭占 15％。黑火药极易剧 烈燃烧，其燃烧反应式是：2KNO3＋S＋3C=K2S＋N2↑＋3CO2↑它在燃烧时可放出大量热，并使生成的气体体积膨胀 24 倍。如果这个反应是在很小的 密闭容器中进行，便会导
致猛烈的爆炸。比黑火药爆炸威力更大的烈性炸药，一般是含硝基 的化合物。用苯酚制成的“苦味酸”（三硝基苯酚）就是“黄色炸药”，其生成的反应属于 有机化学中的取代反应。丙三醇俗称甘油， 在军事上用它来大量制造硝化甘油， 硝化甘油便是一种烈性炸药的主 要成分，其反应式：C3H5（OH）3＋3HONO2------ C3H5（ONCO3）3＋3H2O甲苯经硝化反应后，可制成三硝基甲苯，其反应式为 C6H5CH3＋3HONO3 C6H2CH3（NO2）3＋ 3H2O三硝基甲苯便是烈性炸药 TNT。硝酸钠也是一种烈性炸药，如若突然加热到高温或受到 猛烈撞击时，便会发生爆炸性分解：2NH4NO3----- 2N2↑＋O2↑＋4H2O无烟火药则是用棉花（主要成分是纤维素）经过硝化反应后制成的，它的化学名称为纤 维素三硝酸酯。二、迷人的“云海”――烟幕弹当装有白磷的烟雾弹引爆后，白磷便会迅速地在空气中燃烧起来：4P＋5O2----2P2O5 其 生成物又会进一步与空气中的水分发生化学反应生成偏磷酸 HPO3 和磷酸 H3PO4。这些酸液微 滴与一部分尚未反应的白色小颗粒 P2O5 悬浮在空气中，便构成了“云海”。四氯化硅这种物质极易水解成硅酸和盐酸。液态的四氯化锡在空气中也会“冒烟”，这 是因为它发生水解而生成氯化氢酸雾。因此，它们在军事上都用来制造烟幕弹，一定形成更 能迷惑敌人的白雾。 在第一次世界大战期间， 英国人就曾用飞机向自己的军舰投下了含有四 氯化硅和四氯化锡的烟幕弹，从而巧妙地把自己的军舰隐蔽起来，因此避免了敌机的轰炸。 现在有些新式坦克中所放射的烟幕不仅能很好地隐蔽自己， 并且这种烟幕还具有躲避红外激 光、微波等侦察的功能。三、空中的“火神”――燃烧弹用一种能与汽油结合成胶状物的粘合剂，可以制成凝固汽油弹。为了攻击水中的目标， 有的凝固汽油弹里添加进活泼的碱金属和碱土金属钾、钙、钡，那么一遇水就会激烈反应而 产生可燃性的氢气：Ba＋2H2O=Ba（OH）2＋H2↑此外，铝粉和氧化铁也能发生非常壮观的铝热反应，其烈焰火光曾使不少人为之惊叹。 其反应式为：2Al＋Fe2O3=Al2O3＋2Fe＋热量这个反应所释放出的热量， 竟然能使置换出的铁熔化成红色的液态铁。 军事上正是利用 了这一性质， 制成了让威震沙场的坦克也望而生畏的铝热剂燃烧弹。 铝热剂燃烧弹的独特之 处，我们可以从化学方程式得知，它即使没有空气的帮助，也照样能燃烧。四、照明弹和催泪弹照明弹中通常装有镁铝和硝酸钠、硝酸钡等物质。照明弹在引爆后，金属镁在空气中迅 速燃烧，它能产生几千度的高温，并释放出含有紫外线的耀眼白光。反应后所放出的热量可 导致硝酸盐立即分解：NaNO3 2NaNO2＋O2↑产生的 O2，又进一步加速了镁、铝的燃烧反应， 从而使照明弹的亮度更加夺目。在催泪弹中装有极易挥发的液溴，溴具有奇臭的气味，并且毒性也很大，溴蒸气能剧烈 刺激人的敏感部位――眼、鼻等器官的粘膜，催人泪下，使人浑身难受。有的催泪弹，其中 还装有刺激性化学毒剂西埃斯。当人吸入这种毒剂后，便会引起大量的流泪，剧烈咳嗽，喷嚏不止，让人难以忍受，严重时还可引起死亡。五、可怕的魔影――化学武器1915 年 4 月 22 日， 德国军队在比利时战场上第一次大规模使用了化学武器――氯气， 英法联军有一万五千人中毒，其中造成了五千人的身亡。带有苦杏仁味的氢氰酸（HCN）是杀人不见血的“魔王”。在第二次世界大战中，德国 法西斯在波兰境内的奥斯威辛集中营，曾用这种易挥发的毒剂杀害了几百万难民。在现代化学武器库中，还有许多“魔王”，像能散发诱人苹果香味的神经性毒剂沙林； 能使全身糜烂的毒剂芥子气，还有使人窒息死亡的“光气”；破坏人的中枢神经系统的高级 调节功能的毒剂。二元毒气弹号称为第二代化学武器。 这是两种被分开时的无毒化学品， 而引爆后二种无 毒物质会立即化合形成毒气。 为了防御化学武器， 军事家们使用具有一定滤毒作用的泥土小 颗粒，制造了最原始的防毒口罩。后来又根据碳酸钠、硫代硫酸钠与氯气发生反应的原理：2Na2CO3＋Cl2＋H2O=2NaHCO3＋NaCl＋NaClO Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O=Na2SO4＋H2SO4＋8HCl设计了浸过这两种溶液的棉布防毒口罩，在 1916 年，根据活性炭具有吸附性极强的特 点而发明了世界上第一个带有眼窗面罩的防毒面具。 这种内装活性碳的防毒面具能抵抗芥子 气、 沙林和路易氏气等多种化学毒剂的进攻， 它曾在第二次世界大战中拯救了成千上万人的 生命。但防毒面具中为什么还要装有过氧化钠呢？请看反应：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2↑在现代的军队中不仅有新颖的透气防毒衣， 而且还配备有现代化的毒剂警报器和用激光 来报警的化学侦毒车。实际上，在军事领域中无处不存在化学。例如：利用金属的焰色反应的特征，便可制造出瑰丽多彩的信号弹。锶的焰色反应呈洋红色，因此利用硝酸锶来制造红色信号弹，用硝酸 钾可以制造紫色的信号弹。 具有坚强性格的未来“第三金属”――钛，能制造飞机、火箭，还能制造坦克、军舰、核潜 艇等。钛没有磁性，磁性水雷对这种潜艇完全无能为力。神奇的雷达是飞机的“照妖镜”，然而一种叫铁氧体的化学涂料，它能吸收雷达波，因 此对涂有这种化学涂料的“隐身飞机”明察秋毫的雷达，也只能“视而不见”。气象武器 （AgI 或干冰制成） 便是用飞机进行人工催化降雨作业， 让敌方区域形成暴雨， 造成洪水，冲毁桥梁、破坏堤坝，导致道路泥泞、交通阻塞，从而达到削弱敌军战斗力的目 的。由此可见， 化学学科已渗透到军事的各个领域中， 军事武器中件件都有化学知识在起作 用。碳化硅的性质和作用是什么碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化 硅在大自然也存在罕见的矿物－莫桑石中。碳化硅又称金钢砂或耐火砂。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳 化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。目前我国工业生产的碳化硅分为黑 色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为 3.20～3.25，显微硬度为
kg/mm2。包括黑碳化硅和绿碳化硅， 其中： 黑碳化硅是以石英砂,石油焦和优质硅石为主要原料, 通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,性脆而锋利。 绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料,添加食盐作为添加剂，通过电阻炉高温冶炼而 成。 其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉。 常用的碳化硅磨料有两种不同的晶 体，一种是绿碳化硅，含 SiC 97%以上，主要用于磨硬质含金工具。另一种是黑碳化硅，有金属光泽，含 SiC 95%以上，强度比绿碳化硅大，但硬度较低，主要用于磨铸铁和非金属材 料。【性质】分子式为 SiC，其硬度介于刚玉和金刚石之间，机械强度高于刚玉，可作为磨料和其他 某些工业材料使用。工业用碳化硅于 1891 年研制成功，是最早的人造磨料。在陨石和地壳 中虽有少量碳化硅存在，但迄今尚未找到可供开采的矿源。纯碳化硅是无色透明的晶体。 工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同， 而呈浅黄、 绿、 蓝乃至黑色，透明度随其纯度不同而异。碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的 α -SiC 和立 方体的 β -SiC(称立方碳化硅)。Α -SiC 由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构 成许多不同变体，已发现 70 余种。Β -SiC 于 2100℃以上时转变为 α -SiC。碳化硅的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制。 炼得的碳化硅块， 经破碎、 酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种，都属 α -SiC。①黑碳化硅含 SiC 约 98.5％，其韧性高于绿碳化硅，大多用于加工抗张强度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、 耐火材料、铸铁和有色金属等。②绿碳化硅含 SiC99％以上，自锐性好，大多用于加工硬质 合金、钛合金和光学玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。此外还有立方碳化硅，它 是以特殊工艺制取的黄绿色晶体， 用以制作的磨具适于轴承的超精加工， 可使表面粗糙度从 Ra32～0.16 微米一次加工到 Ra0.04～0.02 微米。碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，除作磨料用外， 还有很多其他用途，例如：以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁，可 提高其耐磨性而延长使用寿命 1～2 倍；用以制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量 轻而强度高,节能效果好。低品级碳化硅（含 SiC 约 85％）是极好的脱氧剂，用它可加快炼 钢速度，并便于控制化学成分，提高钢的质量。此外，碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳 棒。碳化硅的硬度很大，具有优良的导热性能，是一种半导体，高温时能抗氧化。【用途】(1)作为磨料，可用来做磨具，如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等。(2)作为冶金脱氧剂和耐高温材料。碳化硅主要有四大应用领域,即: 功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳 化硅粗料已能大量供应, 不能算高新技术产品,而技术含量极高 的纳米级碳化硅粉体的应 用短时间不可能形成规模经济。(3)高纯度的单晶，可用于制造半导体、制造碳化硅纤维【产地】(1)产地：河南、青海、宁夏、四川、贵州、湖北丹江口等地。(2)输往国别：美国、日本、韩国、及某些欧洲国家。在月球上制造氧气凭着现在的科技水平，人们登上月球并非难事，然而要在月球上长期居住就很难了，其中难 点之一是月球上没有氧气，因此科学家们不断寻找在月球上制造氧的方案。科学家很早就开始了月球表土提取氧的方法研究。他们利用“阿波罗”飞船取回的月球 沙土进行实验，在 1000℃的高温下，利用月沙中的钛铁和氢生成水，再将水通过电解提取 氧。研究表明，提取 1 吨氧，约需 70 吨的月球表土。据预测，月球制氧设备，最初是为给 月面上的航天员提供氧气之用，但他们需要的氧气并不多，一个 12 人规模的基地，每月仅仅只需要 350 千克氧气。而要制造能够维持很多人生活的氧气，却只能另谋出路。制造出造氧机的是美国宇航局的专家， 他们已经发明出一种可以从月球泥土中提取出氧 气的“造氧机器”，该机器对 100 克类似月球泥土的物质进行了测试，结果将该物质的五分 之一都转换成了氧气。美国宇航局计划于 2011 年将这种“月球造氧机”送上月球，一旦该 机器在月球上通过测试，那么将为建立永久月球基地扫清最大的障碍。据报道，这种“月球 造氧机”可以从月球土壤中提取出氧气。它是一个类似透镜的结构，可以聚焦太阳光，使地 面温度加热到 2500℃。在美国宇航局最近的测试中，一个 12 英尺宽的圆碟将太阳光聚焦到 了 100 克类似月球泥土的物质上，结果几小时后，该物质的五分之一就被转换成了氧气。测 试时，这一泥土物质被保存在真空环境中，从而可以帮助提取出氧气。科学家称，如果这一造氧技术可行，那么月球上的造氧工厂将会非常庞大，它包括一个 专门挖掘月球泥土的采矿厂，这些月球泥土将被送进一个巨大的“月球造氧机器”，该机器 中进入的是泥土，吐出的将会是氧气。据悉，从月球上挖土将会比地球上更轻松，因为月球 的重力比地球小得多。美国马里兰州太空飞行中心工程师艾里克?卡迪夫说： “这一技术的部分优点是，我们 使用的是在月球上存在的资源，我们可以靠月球土地而生活。通过该机器，你可以呼吸到纯 净的氧气， 尽管我们产出的氧气中还混有一些其他气体， 但它们非常少， 不会形成任何危险。 ”（选自 2007 年第 3 期《百科知识》，作者林泉。）1.人类要在月球上建立永久基地的最大障碍是什么？ __________________________________2.比较文中画线句和下面的改句，你认为哪个句子好？谈谈理由。改句：一个 12 人规模的基地，每月需要 350 千克氧气。__________________________________________________________3.最后一段中的“这一技术”指的是什么？__________________________________4.本文多处运用了“列数字”的说明方法。从文中选一例简要分析其说明作用。______________________________________________________5.假如 50 年后你移民月球，呼吸着“造氧机器”制造出的氧气，此时你的心里会有哪 些感受？生活中的不锈钢不锈钢经历水洗风蚀为何能保持“不锈”？不锈钢产品广泛应用于各行各业，并渐成百姓日常生活用品“主角”，但大多数消费 者并不知道其“不锈”的“秘密”。专家称，不锈钢制品之所以能够经历水洗风蚀乃至更恶 劣的环境而保持不锈，主要依赖其中的合金元素铬。不锈钢专家、高级经济师郝培钢说，不锈钢是不锈钢和耐酸钢的简称或统称，是在空气 和淡水中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢。 通俗地说， 不锈钢就是不容易生 锈的钢，其中铬(Cr)起着决定性作用。郝培钢说： “每种不锈钢都必须含有一定数量的铬。 迄今为止， 还没有不含铬的不锈钢。 向钢中添加一定比例的铬作为合金元素以后， 钢表面自动形成一种非常薄的无色、 透明且非 常光滑的一层富铬的氧化物膜(即钝化膜)， 这层膜的形成大大减缓了钢的氧化。 它同时还具 有自我修复的能力，如果一旦遭到破坏，钢中的铬会与介质中的氧重新生成钝化膜，继续起 保护作用。”据介绍，在不锈钢加工过程中，除了添加一定比例的铬元素外，还会添加镍、钼、氮等 元素，以强化其耐蚀性，增强其强度、韧度，并使其具备良好的加工工艺能力。在各种元素 的共同影响下，才能加工出种类繁多的不锈钢制品。识别真假不锈钢要有点“数学”头脑不锈钢制品目前已大量走入寻常百姓家， 然而很多消费者在购买时仍存疑惑--究竟该怎 样来辨别其真假？不锈钢专家、高级经济师郝培钢说，社会上流传可以通过“有磁”或“无磁”来识别不 锈钢的真假，但这种方法并不可靠。因为现在很多高级别不锈钢制品也是有磁性的，而且目 前市场上有很多假冒伪劣不锈钢制品也能做到“无磁”。郝培钢建议，老百姓在购买不锈钢制品时，可向销售者索要产品质量保证书，并看一下 上面的“铬(Cr)”，是否大于等于 10.5%；再按照上面的化学成分，计算一下“铬(Cr)”+3. 3 倍的“钼(Mo)”+30 倍的“氮(N)”-“锰(Mn)”，是否大于等于 10。小于 10 的肯定是假 冒伪劣不锈钢产品。专家提醒说， 普通消费者如果要购买不锈钢管之类的常用家庭装饰材料时， 应去钢材市 场购买，而不要去装饰城之类的装饰材料市场，以保证购买货真价实的不锈钢产品。“不锈钢”制品也需精心养护不锈钢制品能永远不锈吗？答案是否定的。不锈钢专家、高级经济师郝培钢提醒说，真 正的不锈钢制品如果使用不当， 也会导致其生锈， 因此日常用的不锈钢器皿等用品需要精心 养护。郝培钢说， 不锈钢制品保持不锈的原因在于其表面附着一层保护膜， 即富铬的氧化物膜 (钝化膜)。如果这层膜受到擦划伤污染物污染或者酸、碱、盐等介质腐蚀，不锈钢制品就会 生锈。专家说，在日常生活中，应对不锈钢制品进行精心养护。首先应在合适的地区选择合适 的不锈钢制品， 如在空气中含有大量盐分的海滨地区要使用 316 材质不锈钢； 其次不要擦划 伤不锈钢制品以保护富铬氧化物膜的完整； 最后应经常清洗不锈钢制品， 尤其是污染较重地 区，避免富铬氧化物膜遭到腐蚀。为什么北京奥运火炬燃料用丙烷当火炬的燃料温度至 20℃时，燃料罐内的丙烷燃料会产生 10 个左右大气压的压力，而结实 的“祥云”的燃料罐可以承受 150 个大气压。因此，完全不必担心火炬燃料因压力过大产生 外泄。当外界温度低至-20℃时，丙烷燃料产生的大气压仅为 2 个，在如此低的大气压下， 如何保证火炬的能源供给源源不断呢？稳压阀和回热管将解决这一问题。以往的奥运会火炬采用的是混合燃料，需要配备保温车以保持燃料的温度和产生的压 力，北京 2008 奥运会火炬使用回热管，将火炬燃烧所产生的热量用以加热燃料。这样，燃 料罐不用借助外部加热装置的帮忙，就能使燃料产生足够的压力，支持火炬熊熊燃烧。燃料为丙烷，符合环保要求，这是一种价格低廉的常用燃料。近几届奥运会都用丙烷等 混合气体做燃料。2008 年北京奥运会火炬也使用燃料为丙烷，丙烷燃烧生成 CO2 和 H2O 也 就是水和二氧化碳 C3H8 + 5O2 =点燃= 3CO2 + 4H20北京奥运会火炬选择了丙烷。 丙烷燃烧后主要产生水蒸气和二氧化碳， 不会对环境造成 污染。更重要的是，丙烷可以适应比较宽的温度范围，在零下 40 摄氏度时仍能产生 1 个以 上饱和蒸气压，高于外界大气压，形成燃烧；而且，丙烷产生的火焰呈亮黄色，火炬手跑动 时，动态飘动的火焰在不同背景下都比较醒目。认识奥运会火炬很彻底嘛，连其燃料也积极去了解。好吧，如果你不嫌我罗嗦就顺路看 看丙烷的化学性质吧。中文名称： 丙烷英文名称： propaneCAS No.： 74-98-6分子式： C3H8 分子结构： C 原子以 sp3 杂化轨道成键、分子为非极性分子。分子量： 44.10理化特性主要成分： 纯品外观与性状： 无色气体，纯品无臭。熔点(℃)： -187.6沸点(℃)： -42.1相对密度(水=1)： 0.58(-44.5℃)相对蒸气密度(空气=1)： 1.56饱和蒸气压(kPa)： 53.32(-55.6℃)燃烧热(kJ/mol)： 2217.8临界温度(℃)： 96.8临界压力(Mpa)： 4.25闪点(℃)： -104引燃温度(℃)： 450爆炸上限%(V/V)： 9.5爆炸下限%(V/V)： 2.1溶解性： 微溶于水，溶于乙醇、乙醚。主要用途： 用于有机合成。 可作生产乙烯和丙烯的原料或炼油工业中的溶剂；丙烷、 丁烷和少量乙烷的混合物液化后可用作民用燃料，即液化石油气。健康危害： 本品有单纯性窒息及麻醉作用。人短暂接触 1％丙烷，不引起症状；10％ 以下的浓度，只引起轻度头晕；接触高浓度时可出现麻醉状态、意识丧失；极高浓度时可致 窒息。燃爆危险： 本品易燃。危险特性： 易燃气体。与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的 危险。与氧化剂接触猛烈反应。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会 着火回燃。化学性质： 在低温下容易与水生成固态水合物，引起天然气管道的堵塞。丙烷在较高 温度下与过量氯气作用，生成四氯化碳和四氯乙烯 Cl2C=CCl2 ；在气相与硝酸作用，生成 1 -硝基丙烷 CH3CH2CH2NO2、2-硝基丙烷 (CH3)2CHNO2、硝基乙烷 CH3CH2NO2 和硝基甲烷 CH3NO2 的 混合物。上丙烷可从油田气和裂化气中分离得到。在空气中燃烧化学方程式:C3H8 + 5O2 ==== 3CO2 + 4H20丙烷 【理化性质】 丙烷（propane,C3H8）常温下为无色、无臭气体。易燃、易爆。化学性质 稳定。 分子量 40.09， 熔点-187.7℃,沸点-42.17℃,蒸气密度 1.52g/L,爆炸极限为 2.1%～9. 5%,在 650℃时分解为乙烯和乙烷.【职业接触】 丙烷主要存在于油田气、天然气、炼厂气中。用于制造乙烯、丙烯、含 氧化合物和低级硝基烷。在生产或使用过程中均有机会接触。【毒性】 丙烷属微毒类，为单纯麻醉剂，对眼和皮肤无刺激，直接接触可致冻伤。1.急性毒性 当丙烷浓度〈3600mg/m 时无明显作用。1%浓度使狗血液动力学改变，3.3% 时可降低心肌收缩力，致使平均主动脉压心搏出量减少，肺血管阻力增加。对猴，10%浓度 对心肌产生影响，20%时加重，且出现呼吸抑制。大鼠和小鼠吸入混合气体（丙烷占 50.15%, 乙烷占 19.3%,丙烯占 15.1%)50g/m ,均无中毒症状;5～65g/m 时条件反射异常;110～126g/m3 3 33时,轻度麻醉;达到 400～500g/m 时,表现为麻醉状态,部分动物出现深度麻醉,但均无死3亡。人在 1%浓度下无影响，10%可出现轻度头晕，但无刺激症状。2.慢性毒性 每日暴露于丙烷为主的混合气 8.5～12.16g/m ,2h,连续 6 个月,动物除体 重略低于对照组外,一般情况尚好,浮游试验时间缩短,神经活动早期 2 个月以抑制为主,后 以兴奋为主。体温调节有轻度改变，早期低，后趋正常。血红蛋白轻度减少，脱离接触后可 以恢复。组织学仅有轻微变化，表现为肺少量出血，肝肾有不明显的蛋白变性。3【临床表现】 接触较高浓度丙烷、丁烷混合气，可出现头晕、头痛、兴奋或嗜睡、恶 心、呕吐、流涎，血压较低、脉搏慢、神经生理反射减弱，但不出现病理反射。严重者可出 现麻醉状态，甚至意识障碍。长期接触低浓度的 100～300g/m 的丙烷、丁烷者，出现头晕、头痛、睡眠障碍、易疲 倦、 情绪不稳定及多汗、 脉搏不稳、 立毛肌反射增强、 皮肤划痕症等自主神经功能紊乱现象， 并有发生肢体远端感觉减退者3毒品与化学(上)一、毒品及其危害??世界卫生组织把毒品定义为“某种化学药物，通过吸食或注射途径进入体内后， 用药者会不断增大用药量， 一旦停药， 则出现某种症状， 长期使用将危及用药者健康， 这种药物即毒品”。我国刑法中更明确规定：本法所称的毒品，是指鸦片、海洛因， 甲基苯丙胺（冰毒）、吗啡、大麻、可卡因以及国家规定管制的其他能够使人形成瘾 癖的麻醉品和精神药品”。??法律上禁止滥用毒品的最大理由，在于它的“成瘾性”或称为药物依赖性。药物 瘾癖者为了从其中获得陶醉感和满足感， 或者惧怕停药后出现的痛苦， 不得不有进一 步摄取的要求，以致无法戒断。关于药物依赖性，又可分为“精神依赖”和“躯体依 赖”两种。前者是在心情上和思想意志上无法停药；后者是停药后会在精神上和生理 上出现异常症状，即“戒断症状”而无法停药。??鸦片战争后的 100 多年来，毒品种类不断增加，花样不断翻新。现在全球范围内 的毒品、贸易、竟成为超越钢铁、石油、汽车、仅次于军火的第二大“买卖”，年交 易额达 5000 多亿美元。世界各地几乎找不到一块不受毒品袭扰的净土。??吸毒成瘾者，当毒资耗尽，人格也会随之丧失殆尽，几乎无一例外地男为盗，女 为娼，甚至进行以贩养吸、杀人越货等严重违法活动。正如任建新 1997 年在全国禁 毒会议上所讲： “毒品问题已经不是简单的治安问题，而是关系到社会安定、民族兴 衰、国家安危的重大政治问题??禁毒宣传要从娃娃抓起，从小学生抓起，使我们的 子孙从小就懂得毒品的危害”。??二、吗啡类麻醉药品?? 1．罂粟、鸦片、“白粉”和杜冷丁??罂粟是罂粟科植物，割破其未熟蒴果，即渗出乳状汁液，经日光照射干燥后所形 成的黑褐色膏状物就是鸦片（Ｏｐｉｕｍ）。罂粟是一种严禁非法种植的植物。??中国本来没有鸦片，《本草纲目》中记有：“鸦片前代罕见，近方有之者”。但 很早以前古希腊等地已把罂粟作为观赏花卉栽培。 公元前 1 世纪， 土耳其医生开始用 鸦片作为镇痛剂。??鸦片中虽然已知含有 25 种左右生物碱，但其中除吗啡碱含量为 2％～23％，那 可汀（Narcotine）为 2％～9％外，其他生物碱含量均小于 0．5％，故鸦片的毒性主 要来自吗啡。1805 年前后，Serturner Ａ．首先从鸦片中提取出吗啡粗结晶，1817 年又得到精制品，并成为化学史上最早被纯化的生物碱。1847 年确定了分子式，但 到 1952 年才由Ｇａｔｅ Ｍ． 通过全合成肯定了 1925 年由Ｒｏｂｉｎｓｏｎ Ｇ． Ｒ 所拟定的结构式。??不含结晶水的吗啡为斜方晶系白色针状或柱状结晶，熔点 254 ℃（分解）。能 与无机、有机酸成盐，供药用的是其盐酸盐，与强碱作用时生成可溶于水的酚盐。??吗啡用乙酰化剂处理时生成二乙酰基吗啡，并称为海洛因（Ｈｅｒｏｉｎｅ）， 它的盐酸盐为白色针状或结晶性粉末，熔点 230 ℃，是称为“白粉”或“白面”的 主要成分。??人们发现， 吗啡类药物的镇痛作用， 在于它分子中含有 γ -苯基-Ｎ-甲基哌啶基， 即所谓镇痛活性基团。 并据此先后合成了结构更简单， 且与吗啡作用类似的合成镇痛 剂。其中如杜冷丁（Ｄｏｌａｎｔｉｎ）；美散痛（Ｍｅｔｈａｄｏｎｅ）以及芬他 尼（Ｆｏｎｔａｎｙｌ）等。它们虽然也和吗啡一样，用于术后疼痛及麻醉前强化麻 醉的药物，但仍属于禁止滥用的成瘾性（麻痹性）镇痛药。?? 2．毒性??吗啡急性中毒者，开始为兴奋期，这时表现为眩晕、心悸亢进和性感增盛，随后 则出现熟睡、失神、呼吸缓慢与不规则血压下降、瞳孔缩小，直至最后体温下降，停 止呼吸。??连续使用吗啡时，即产生耐药性和成瘾性，故其中毒量有很大个体差异，一般成 人致死量为 0．3ｇ，但有人摄入 5ｇ以上也不会致死。??海洛因的镇痛及麻醉作用均较吗啡强，但毒性也大 5～10 倍，且极易成瘾，故不 能用于临床。海洛因中毒量一般为 0．005ｇ，这时可出现头痛、呕吐等症状，0．6 ｇ可致死，但有个体差异。??当吗啡毒瘾者停药后，表现出十分痛苦的戒断症状，轻者有倦怠、嗜睡、焦虑、 抑郁，显著苦闷感，癔症样发作等。重时可产生昏厥、意识障碍、兴奋骚动，精神错 乱等症。在躯体方面有流泪、流涎、出汗、战栗、恶心等，严重时可出现癫痫发作， 循环虚脱或心力衰竭。??杜冷丁盐酸盐具有类似吗啡样镇痛作用，但药效只有它的 1／8～1／10；而芬他 尼柠檬酸盐的镇痛效力却是吗啡的 80 倍；美散痛的效力却与吗啡相当，但其镇静作 用及陶醉感较吗啡弱，且吸收好、排泄慢，故常作为吗啡毒瘾者的戒毒药，通过用量 递减来实现戒毒。 长期滥用这类药物同样会产生耐药性和药物依赖性， 停药时也会出 现戒断症状。??三、可卡因?? 1．古柯叶与可卡因??可卡因（Ｃｏｃａｉｎｅ）亦称古柯碱，它的盐酸盐虽然是一种最早用于五官科手术的局部麻醉剂，但因其毒性现已很少使用。??古柯亦音译成高根（Ｃａｃａ），是种植在南美及东南亚一带的一种灌木。其叶 中含有 0． 6％～2． 5％的生物碱， 总称古柯生物碱， 而可卡因的含量在其中占 50％～ 70％。早在 18 世纪，当地居民就将古柯叶混以少量消石灰或草灰咀嚼，来暂时解除 饥饿和疲劳，后传入欧洲作为刺激品和兴奋剂。??可卡因是左旋芽子碱（Ｅｃｇｏｎｉｎｅ）的甲酯与苯甲酸酯，熔点 98℃，但 超过 90℃时即渐挥发，微溶于冷水、易溶于多种有机溶剂。?? 2．毒性??摄入可卡因 5ｍｇ时即可引起中毒， 一次极量可达 50ｍｇ， 致死量也有个体差异， 一般为 0．5ｇ～1ｇ。??可卡因中毒时，轻者表现为中枢神经兴奋、尤其是刺激大脑皮层而产生的兴奋， 如多语、幻视、幻听及昏迷，摄入量多时，即呈现痉挛、皮肤瘙痒或针刺样痛，类似 小动物在皮肤上爬行，有时病人不惜用刀切开皮肤，取出幻觉中的小虫，甚至产生自 杀念头。这种症状称为“可卡因精神病”。大量摄入后，可不经由中枢神经兴奋态， 而会因呼吸急促、循环功能麻痹而死亡毒品与化学(下)。四、冰毒、摇头丸?? 1．麻黄、麻黄素、冰毒、摇头丸??麻黄是我国特产而著名于世的中药，4000 余年前已用作发汗和兴奋止咳药。1887 年 日本人长井长义氏首先从我国产麻黄中纯制出其主要有效成分称麻黄碱或麻黄素。 我国陈 克恢氏研究了它的药理作用和疗效，用于哮喘的治疗。??人们发现用碘化氢及黄磷处理麻黄素时生成的脱氧麻黄素，即甲基苯丙胺（Methamp hetamine）对中枢神经的兴奋作用远大于麻黄素。?? 1933 年美国人Ａｒｅｎｓ Ｇ． Ａ又发现， 当脱氧麻黄素再失去Ｎ-甲基后生成的 苯基氨基丙烷、亦音译成安非他明（ａｍｐｈｅｔａｍｉｎｅ）同样有兴奋神经作用，还 报道了他本人用后的兴奋状态和欣快陶醉感。 于是在 1935 年于美国和 1941 年于日本开始 把它们作为抗疲劳剂出售，并被日本军国主义用在高强度作业的工人、夜战士兵和“敢死 队员”的身上。??甲基苯丙胺常用的是右旋体盐酸盐，它是一种无色片状结晶，熔点 170℃～175℃， 故俗称“冰毒”。它易溶于水、乙醇、不溶于乙醚，游离碱有氨臭。?? 3，4-亚甲二氧基甲基苯丙胺，俗称摇头丸，是安非他明的另一种衍生物。早在 80 多年前已经被合成， 并认为是一种毒性很小的兴奋剂而用于通宵舞会或狂欢舞会上。 直到 最近几年才报道了大量急性中毒和死亡的病例。?? 2．毒性??冰毒、安非他明、摇头丸等均为法定禁止滥用的兴奋剂，其中以冰毒对中枢神经的兴 奋作用最强。健康成人摄入 1ｍｇ～5ｍｇ冰毒时可以暂时消除睡意，疲劳，并能提高工 作效率，然而由于失去对疲劳的自然警告，而陷入过度劳累状态，这时会出现食欲减退、 血压升高、气管扩张等症状。??用药量达 20ｍｇ时即出现急性中毒，表现为不眠、不安宁、呕吐、头痛、发汗、眩 晕、口渴、腹泻、心悸亢进等症状。重症时呈注意力涣散、虚脱以至昏睡。连续用药在产 生耐药性的同时出现慢性中毒症状、并把它称为“苯丙胺中毒性精神病”。初期有多语， 对种种刺激过敏、躁、郁循环性病态，继之，在幻听、幻视的错乱状态下，呈现被杀、被 跟踪、嫉妒等多种妄想症。进而会发生突然杀人、纵火、强奸等多种犯罪行为。??ＭＤＭＡ这类药物在促进摄入人的情感增盛的同时，诱发产生 5-羟色胺（5-ＨＴ） 综合症，使末稍神经受损。尤其处在情感增盛的人群和高温、高噪音、易脱水的环境中更 加强了它的毒性，使人摇头不止、行为失控，最后导致免疫力下降、肝肾功能衰竭，以至 死亡。??五、大麻?? 1．大麻与麻烟??大麻（Ｃａｎｎａｂｉｓ ｓａｔｉｖａ）俗称火麻，桑科植物，是一年生雌雄异株 草本。高约 3ｍ，叶有对生长柄，我国古代就有种植，但主要用其韧皮纤维制麻布、绳索 及纸张，种子榨油制油漆，火麻仁入药。大麻雌株能分泌出具有致幻作用的树脂，尤其是 印度大麻，由于气候条件，不仅树脂含量多，且致幻作用也强。??大麻的雌花株梢称为麻。花期将花穗连同小叶一起摘下，晒干后作成称为“麻烟”的 嗜好品直接或与烟草混合吸食。 我国云贵山区及新疆沿丝绸之路一带， 过去就有吸麻烟解 乏的习惯。??从麻中得到的油树脂（8％～20％）干固后的膏状物常称大麻（ｈａｓｈｉｓｈ）。 但大麻是一种仅次于鸦片的麻醉剂， 我国汉末医学家华佗在行腹部手术时使用的称为麻沸 散的麻醉药中据说就含有大麻，此外它还可用于止痛、解痉和松弛肌肉上。然而近年来由 于大量被世界各地一些青少年所滥用，而带来了严重的社会问题，我国刑法明确规定，大 麻是一种非法种植的植物。??大麻的油树脂中能分离出多种称为大麻酚类和大麻酚酸的化合物。 但其中主要致幻物 质是四氢大麻酚（ＴＨＣ），以后还证明了大麻酚的四氢衍生物都有兴奋神经作用。?? 2．毒性??大麻中毒时主要呈现类似二乙麦角酰胺（Ｌｙｓｅｒｇｉｄｅ； ＬＳＤ）及仙人球毒碱或称麦斯卡林（Ｍｅｓｃａｌｉｎｅ）样神经异常，即出现妄想、幻觉， “幸福感”、 “陶醉感”，在睡意加强的同时，又会丧失时、空感觉，在伴随幻听、幻视的出现，还会 有心律加速、血压升高、口渴等症，如再继续吸食，则陷入眩晕、虚脱状态。??由于大麻品种和制品的差异，其中ＴＨＣ含量也很不同，一般内服ＴＨＣ纯品 0．12 ｍｇ／ｋｇ?或吸食 0．05ｍｇ／ｋｇ时即可以现幻觉。大麻的致死量有很大个体差异， 对大鼠而言，其ＴＨＣ致死中量（ＬＤ50）为 175ｍｇ／ｋｇ。浅谈化学教育中的 STS 教育学教学的 STS 教育就是要求化学教学要与科学（Science）、技术（Technique）、社会（S ociety）相结合，使它们融为一体，从而更好地发挥教书育人的功能，为社会培养合格的有 用人才。化学本身就是一门科学。因此，首先要让学生掌握系统的科学文化知识，在掌握知识的 同时强调学以致用， 培养学生的动手能力。 让学生了解所学知识在社会生活、 生产中的作用， 培养学生应用知识解决实际问题的能力。例如：谈到氢气时可向学生介绍，用未来的新型无 毒的理想燃料氢气来代替现在的煤气。 当你的自行车锁打不开时， 便可削些铅笔芯来当润滑 剂。利用活性炭的吸附性可自制家庭净水器、冰箱除臭剂和厕所除臭盒。学到《铁》这一章 时， 便可结合人体内铁与血红蛋白的关系谈谈补血器皿-铁锅的妙用。 当学生接触到 pH 试纸 后，教师可指导学生利用 pH 试纸测量本地区的雨水的 pH 值，讨论酸雨的形成和危害。另外，在学生掌握科学知识的同时，还要引导学生认识科技发展给社会带来的正、负面 效应，培养学生关注社会、关注生活的意识。例如讲到二氧化碳时应该使学生了解到：现在 全世界每年排入环境的废渣超过 30 亿吨，废水
亿吨。全球使用矿物燃料每年向 大气中排放 50 亿吨二氧化碳；又由于砍伐和烧毁热带森林以开辟农牧场，每年要向大气排 放 16 亿吨二氧化碳。近百年来，由于大气中的二氧化碳等工业废气的剧增，就象给地球加 了个玻璃罩，这就是&温室效应&。因此，我们说全球气候变暖主要是因为二氧化碳排放量逐 年递增引起的。因此，可结合生物知识：绿色植物具有通过光合作用吸收二氧化碳，释放出 氧气供人类呼吸的用途， 提倡学生&种下一棵树， 为我们的生活增添一抹新绿&， 以实际行动，保护环境，保护我们自己的家园。讲到空气的主要成分时，可结合选学知识短文《臭氧》向 学生介绍致冷工业释放的氯氟烃 （氟里昂） 撕破了保护地球生灵免遭太阳紫外线射杀的天衣 ---臭氧层。近十年来臭氧层总量减少 35％，现在南极上空出现了历史上最大的臭氧洞。因 此， 现代致冷工业逐步用溴化锂代替氟里昂， 从而引导学生去看一看自家的冰箱是否是无氟 冰箱，提醒学生：美发摩丝、喷雾杀虫剂和空气清新剂中也有大量的氟里昂！当讲到《水是 人类宝贵的自然资源》 一节时， 就可向学生介绍工业&三废&等污染物的任意排放的结果是造 成大气污染、水质污染、土壤污染和食物链污染（以上总称环境污染）。近年来，在海运和 开发中由于原油泄漏，每年排入海洋的石油约有 500 万吨，使浮游生物受到毁灭性的打击。 而在大气圈中， 约有五分之一的氧气是由这些生物光合作用产生的。 从而提醒学生垃圾要分 类袋装以便能更好地回收有用资源。 还有伦敦的酸雾， 全球性的酸雨已使众多的物种濒临灭 绝，成千上万的人丧生。汽车和化工厂它们排出的废气中含有大量的碳氢化合物，经太阳紫 外线照射发生光化学反应，产生蓝色&光化学烟雾&。此外，噪声污染、放射性污染，也给人 类造成很大的危害。 1986 年前苏联的切尔诺贝利核电站发生的核泄漏事故， 如 造成 31 人死 亡，放射性物质污染了整个欧洲，十几年来成为欧洲人抹不去的梦魇。总之，要结合教学内容介绍一些最新的科学知识。如我国的能源。人口、新材料、环境 保护、自然资源的综合利用等。同时，还要使学生意识到科学技术的发展还会给社会进步带 来不利的一面。 使学生识别并认清当代社会发展的一些重大问题， 获得一些必需的概念或技 术， 以应付在生存与可持续发展前提下的各种挑战。 并引导学生思考如何能保持资源的可持 续利用和生态环境的免遭破坏。 教育学生从现在开始应该节约用水、 用电、 用车和节约粮食、 多种树，还要做到减少废弃物、废物回收，使用绿色商品等等。在日常生活中着眼于大处， 从小事做起，增强学生对社区、社会及全球发展性问题的关心与参与意识，鼓励学生将来走 上社会要为改善社会问题尽自己的努力。八大公害事件 公害事件（publie nuisance events）：因环境污染造成的在短期内人群大量发病和死亡事 件。 马斯河谷事件 1930 年 12 月 1～5 日比利时马斯河谷工业区 工业区处于狭窄的盆地中，12 月 1～5 日发生气温逆转，工厂排出的有害气体在近地层积累，三天后有人发病，症状表现为胸痛、咳 嗽、呼吸困难等。一周内有 60 多人死亡。心脏病、肺病患者死亡率最高。 多诺拉事件 1948 年 10 月 26～31 日美国宾夕法尼亚洲多诺拉镇 该镇处于河谷， 月最后一个星期 10 大部分地区受反报旋和逆温控制，加上 26～30 日持续有雾，使大气污染物在近地层积累。 二氧化硫及其氧化作用的产物与大气中尘粒结合是致害因素，发病者 5911 人，占全镇人口 43％。症状是眼痛、喉痛、流鼻涕、干咳、头痛、肢体酸乏、呕吐、腹泻，死亡 17 人。 洛杉矶光化学烟雾事件 40 年代初期 美国洛杉矶市全市 250 多万辆汽车每天消耗汽油约 1600 万升，向大气排 放大量碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳。该市临海依山，处于 50 公里长的盆地中，汽车 排出的废气在日光作用下，形成以臭氧为主的光化学烟雾。 伦敦烟雾事件 1952 年 12 月 5～8 日英国伦敦市 5～8 日英国几乎全境为浓雾覆盖， 四天中死亡人数较 常年同期约多 40000 人，45 岁以上的死亡最多，约为平时 3 倍；1 岁以下死亡的，约为平时 2 倍。事件发生的一周中因支气管炎死亡是事件前一周同类人数的 9.3 倍。 四日市哮喘事件 1961 年 日本四日市 1955 年以来，该市石油冶炼和工业燃油产生的废气，严重污染城 市空气。重金属微粒与二氧化硫形成硫酸烟雾。1961 年哮喘病发作，1967 年一些患者不堪 忍受而自杀。1972 年市共确认哮喘病患者达 817 人，死亡 10 多人。 米糠油事件 1968 年 3 月日本北九洲市、 爱知县一带 生产米糠油用多氯联苯作脱臭工艺中的热载体， 由于生产管理不善，混入米糠油，食用后中毒，患病者超过 1400 人，至七八月份患病者超 过 5000 人，其中 16 人死亡，实际受害者约 13000 人。 水俣病事件
年日本熊本县水俣市 含甲基汞的工业废水污染水体， 使水俣湾和不知火海 的鱼中毒，人食用毒鱼后受害。1972 年日本环境厅公布：水俣湾和新县阿贺野川下游有汞中毒者 283，其中 60 人死亡。 痛痛病事件
年日本富山县神通川流域 锌、铅冶炼厂等排放的含废水污染了神通川水 体，两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米和饮用水含镉而中毒，1963 年至 1979 年 3 月共有 患者 130 人，其中死亡 81 人。 化学武器战争中用来毒害人畜、毁灭生态的有毒物质叫军用毒剂，装有军用毒剂的炮弹、炸弹、火 箭弹、导弹、地雷、布〔喷）洒器等，统称为化学武器 。 一、化学武器的种类及其毒害作用 通常，按化学毒剂的毒害作用把化学武器分为六类：神经性毒剂、糜烂性毒剂、全身中 毒性毒剂、失能性毒剂、刺激性毒剂、窒息性毒剂 。 1．神经性毒剂 神经性毒剂为有机磷酸酯类衍生物，分为 G 类和 V 类神经毒。G 类神经毒是指甲氟膦酸烷酯 或二烷氨基氰膦酸烷酯类毒剂。主要代表物有塔崩、沙林、棱曼，V 类神经毒是指 S－二烷氨基 乙基甲基硫代膦酸烷酯类毒剂，主要代表物有维埃克斯（VX）。它们的化学结构见表 1，主要理 化特性见表 2。 表1 毒剂名称 塔崩(Tabum) 神经性毒剂主要代表物的化学结构 化学名 二甲胺基氢膦酸乙酯 化学结构沙林(Sarin)甲氟膦酸异丙酯棱曼(Soman)甲氟膦酸特己酯维埃克斯(VX)S-(2-二异丙基氨乙基)-甲基 硫代膦酸乙酯表2 名称 常温状态 气味 溶解度 水解作用神经性毒剂的主要理化特性 塔崩 品呈红棕色 微果香味 无或微果香味 微果香味， 工业品 无或有硫醇味 有樟脑味 微溶于水，易溶于有 可与水及多种有 微溶于水， 易溶于 微溶于水，易溶 机溶剂 机溶剂互溶 有机溶剂 于有机溶剂 缓慢生成 HCN 和无毒 慢，生成 HF 和无 很慢， 生成 HF 和 很难， 加碱煮沸 残留物，加碱和煮沸 毒残留物， 加碱和 无毒残留物， 加碱 加快水解 加快水解 煮沸加快水解 态 和煮沸加快水解 态 态 沙林 棱曼 无色水样液体 VX 无色油状液体无色水样液体，工业 无色水样液体战争使用状态 蒸气态或气溶胶态蒸气态或气液滴 蒸气态或气液滴 液滴态或气溶胶神经性毒剂可通过呼吸道、 眼睛、 皮肤等进入人体， 并迅速与胆碱酶结合使其丧失活性， 引起神经系统功能紊乱，出现瞳孔缩小、恶心呕吐、呼吸困难、肌肉震颤等症状，重者可迅速致 死。 2．糜烂性毒剂 糜烂性毒剂的主要代表物是芥子气、氮芥和路易斯气。其化学结构及主要理化特征见表 3。 表3 名称 化学名 结构 糜烂性毒剂主要代表物的化学结构及主要理化特征 芥子气 2，2?－二氯乙硫醚 氮芥 三氯三乙胺 路易斯气 氯乙烯氯胂 ClCH=CHAsCl2常温状态 气味 溶解性 战争使用状态无色油状液体， 工业品 无色油状液体， 工业品 无色油状液体，工 呈棕褐色 大蒜气味 溶剂 液滴态或雾状 呈浅褐色 微鱼腥味 溶剂 液滴态或雾状 业品呈深褐色 天竺葵味 有机溶剂 液滴态或雾状难溶于水， 易溶于有机 难溶于水， 易溶于有机 难溶于水，易溶于糜烂性毒剂主要通过呼吸道、皮肤、眼睛等侵入人体，破坏肌体组织细胞，造成呼吸道 粘膜坏死性炎症、皮肤糜烂、眼睛剌痛畏光甚至失明等。这类毒剂渗透力强，中毒后需长期治疗 才能痊愈。抗日战争期间，侵华日军先后在我国 13 个省 78 个地区使用化学毒剂 2000 次，其中 大部分是芥子气。3．失能性毒剂 失能性毒剂是一类暂时使人的思维和运动机能发生障碍从而丧失战斗力的化学毒剂。其 中主要代表物是 1962 年美国研制的毕兹(BZ)。 毕兹(二苯基羟乙酸-3-奎宁环酯)，其化学式结构为：该毒剂为无嗅、白色或淡黄色结晶。不溶于水，微溶于乙醇。战争使用状态为烟状。主 要通过呼吸道吸入中毒。中毒症状有：瞳孔散大、头痛幻觉、思维减慢、反应呆痴等。 4． 刺激性毒剂是一类刺激眼睛和上呼吸道的毒剂。 按毒性作用分为催泪性和喷嚏性毒剂两 类。催泪性毒剂主要有氯苯乙酮、西埃斯。喷嚏性毒剂主要有亚当氏气。 表4 名称 化学名 化学结构 刺激性毒剂代表物的化学结构和主要物理特性 西埃斯(CS) 腈 CN 亚当氏气 吩砒嗪化氯邻-氯代苯亚甲基丙二 苯氯乙酮常态 气味 溶解度 战争使用状态白色晶体 无味 溶剂 烟状无色晶体 荷花香味 溶剂 烟状金黄色晶体 无味 有机溶剂 烟状微溶于水,易溶于有机 微溶于水,易溶于有机 难溶于水,难溶于刺激性毒剂作用迅速强烈。 中毒后， 出现眼痛流泪、 咳嗽喷嚏等症状。 但通常无致死的危险。 5．全身中毒性毒剂 全身中毒性毒剂是一类破坏人体组织细胞氧化功能， 引起组织急性缺氧的毒剂， 主要代表物 有氢氰酸、氯化氢等。 氢氰酸(HCN)是氰化氢的水溶液。有苦杏仁味，可与水及有机物混溶，战争使用状态为蒸气 状，主要通过呼吸道吸入中毒，其症状表现为：恶心呕吐、头痛抽风、瞳孔散大、呼吸困难等， 重者可迅速死亡。 二战期间， 德国法西斯曾用氢氰酸一类毒剂残害了集中营里 250 万战俘和平民。氯化氢(HCl)的毒性与氢氰酸类似。 6．窒息性毒剂 窒息性毒剂是指损害呼吸器官， 引起急性中毒性肺气的而造成窒息的一类毒剂。 其代表物有 光气、氯气、双光气等。 光气(COCl2)常温下为无色气体，有烂干草或烂苹果味。难溶于水、易溶于有机溶剂，中毒 症状分为 4 期：(1)刺激反应期(2)潜伏期(3)再发期(4)恢复期。在高浓度光气中，中毒者在几分 钟内由于反射性呼吸、心跳停止而死亡。 二、新型化学武器―二元化学武器 随着现代科学技术的发展，化学武器也越来越现代比。其中二无化学武器的研制成功，是近 年来军用毒剂使用原理和技术上的一个重大突破 。它的基本原理是：将两种或两种以上的无毒 或微毒的化学物质分别填装在用保护膜隔开的弹体内，发射后，隔膜受撞击破裂，两种物质混合 发生化学反应，在爆炸前瞬间生成一种剧毒药剂。 二元化学武器的出现解决了大规模生产、运输、贮存和销毁（化学武器）等一系列技术 问题、安全问题和经济问题。与非二元化学武器相比，它具有成本低、效率高、安全，可大规模 生产等特点。因此，二元化学武器大有逐渐取代现有化学武器的趋势。 三、化学武器的防护 化学武器虽然杀伤力大，破坏力强，但由于使用时受气候、地形、战情等的影响使其具 有很大的局限性，而且，同核武器和生物武器一样，化学武器也是可以防护的。其防护措施主要 有：探测通报、破坏摧毁、防护、消毒、急救。 探测通报 等，并及时通报。 破坏摧毁 防护 等。 防毒面具分为过滤式和隔绝式两种，过滤式防毒面具主要由面罩、导气管、滤毒罐等组成 。 滤毒罐内装有滤烟层和活性炭。滤烟层由纸浆、棉花、毛绒、石棉等纤维物质制成，能阻挡毒烟、 雾，放射性灰尘等毒剂。活性炭经氧化银： 氧化铬、氧化铜等化学物质浸渍过，不仅具有强吸附毒气分子的作用，而且有催化作用，使毒气 分子与空气及化合物中的氧发生化学反应?转化为无毒物质。隔绝式防毒面具中，有一种化学生 氧式防毒面具 。它主要由面罩、生氧罐.呼吸 采用各种手段，破坏敌方的化学武器和设施等。 根据军用毒剂的作用特点和中毒途径， 防护的基本原理是设法把人体与毒剂隔 采用各种现代化的探测手段，弄清敌方化学袭击的情况，了解气象、地形绝。同时保证人员能呼吸到清洁的空气，如构筑化学工事、器材防护（戴防毒面具、穿防毒衣）气管等组成。使用时，人员呼出的气体经呼气管进入生氧罐，其中的水汽被吸收，二氧化碳则与 罐中的过氧化钾和过氧化钠反应，释放出的氧气沿吸气管进入面罩。其反应式为： 2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2 2K2O2+2CO2 = 2K2CO3+O2 消毒 急救 主要是对神经性毒剂和糜烂性毒剂染毒的人、 粮食、 水、 环境等进行消毒处理。 针对不同类型毒剂的中毒者及中毒情况，采用相应的急救药品和器材进行现场救护，并及时送医院治疗。 四、禁止化学武器公约 化学武器的使用给人类及生态环境造成极大的灾难。因此，从它首次被使用以来就受到 国际舆论的谴责，被视为一种暴行。为制止这种罪恶行径，在英、法、德等国 19 世纪中期研制 出化学武器后不久，在 1874 年召开的布鲁塞尔会议上就提出了禁止化学武器的倡仪。1899 年在 海牙召开的和平会议上通过的《海牙海陆战法规惯例公约》中又明确规定：禁止使用毒物和有毒 武器 。1925 年在日内瓦又签订了《关于禁用毒气或类似毒品及细菌方法作战协定书》。它是有 关禁止使用化学武器的最重要、 最权威的国际公约。 中国早在 1929 年就加入了 《日内瓦协定书》 ， 新中国成立后，中央政府对其重新进行审查，于 1952 年宣布：予以承认，并在各国对于该协定 书互相遵守的原则下，予以严格执行。1989 年 1 月 7 日在巴黎召开了举世瞩目的禁止化学武器 国际会议。会议通过的《最后宣言》确认了《日内瓦协定书》的有效性，并呼吁早日签订一项关 于禁止发展、生产、储存及使用一切化学武器并销毁此类武器的国际公约 。以钱其琛为团长的 中国代表团参加了会议，并在大会上发言，支持尽快缔结一项全面禁止化学武器的国际公约，并 为此提出四项具体建议。在谈到“中国对禁止化学武器的原则立场时，钱其琛外长说，中国既不 拥有也不生产化学武器。中国是《日内瓦协定书》的缔约国，一贯反对使用化学武器，反对任何 形式的化学武器扩散。同时也反对任何国家在化学武器问题上制造借口威胁别国的安全。属于未来的化学技术 我们前面已经介绍了许多身边的化学现象，我们已经知道了无机化学、有机化学、物理化学 以及分析化学这些分类。 如果我们关注一下当今世界的科技主题的话， 那我们就会不约而同 地发现另一支现代化学技术的生力军， 它就是现代科学的一大主题――生物化学， 生物化学 研究的动力是以应用为基点的， 现在人们已从生物化学的应用中得益， 人们已研究出了人工 合成蛋白质――基因的技术。生物化学最诱人之处，就是在常温常压下酶的高效、有选择性 的催化反应，这将有利于人们对生物生长进行控制。 生物化学实际是一门结合了生物学与化学的前沿尖端科学。 它研究生物有机体化学组成 和性质，以及有机体内所进行的化学变化的科学。 生物化学的应用便是生物工程科学， 它是六七十年代逐步形成的一门新兴科学， 现在已逐渐分成四大分支：包括微生物工程、酶过程、基因工程和细胞工程四大学科。 对于生物化学的合成而言， 除了许多有机合成和高分子合成技术外， 酶工程居于举足轻 重的地位。生物化学合成，一方面可认为是用化学合成的方法合成生物体内的化合物，尤其 是生理活性物质； 另一方面可认为是运用生物技术来合成化合物， 尤其是酶技术来生产化合 物。当然，有许多情况是将化学合成技术与生物合成技术密切结合，进行比较复杂的化合物 或生理活性物质的合成。 现在， 有些化学反应或工业生产已经由生物技术代替， 自从酶工程、 基因工程相继在生产上得到应用后， 部分化学合成又逐渐被生物合成取代的趋势。 有资料报 道，到卯年代，日本已有３０％的化学合成被生物合成所代替。其好处是令人振奋的，设备 费用将降低到原来的五分之一，而能源则可节省一半。化学合成与生物合成比较，各有优缺 点。 有许多化学反应可借助于微生物和酶的作用来实现，且效率高，副产物少。例如： ①水解反应。许多用酸或碱的水解反应，可用酶水解法代替，如蛋白质，多糖的水解， 还能防止残基的构型变化。由淀粉制造葡萄糖，过去是用盐酸在高温高压下水解的，在水解 的过程中，同时产生褐色的羟甲基糖醛及龙胆二糖。为了糖制葡萄糖，必须反复结晶，因而 收率不高。用酶法水解淀粉，在常温常压下进行，副产物少，容易精制，收率高，成本低， 现在已被广泛地运用。②氧化作用，有机合成中常用到氧化反应，虽已研究出各种氧化剂，其中有些也有一定 的选择性，但往往有一些副反应，为了氧化特定部位，还要把其它基因先行保护起来，氧化 之后，还要去掉保护基，这样就增加了反应步骤。而用特定的氧化酶，则能高度选择地进行 氧化，如由Ｄ－山梨糖醇作为原料生产维生素Ｃ，生物氧化法能一步氧化为Ｌ－山梨糖，即 不要将其余羟基保护，也不会生成消旋型山梨糖。 但是，酶虽然用途广泛，但其提取、分离、纯化却比较复杂，而且是很敏感的物质，易 于变性和破坏，因此，最有实用意义的是人工合成模拟酶，这也是当今生物化学合成中一个 非常活跃的领域。 虽然生物合成技术在今天作用越来越明显， 但它是建立在化学技术的日益深入和发展之 上的， 生物化学技术的合流是当今生命物质科学研究的最重要的基础和趋势， 因为即使在最 复杂的生命现象中，分析到最后，仍然是以化学变化的分析建立起来的。因此有人把生物化 学技术，称为“未来的化学”，预示着它有着广阔的发展前途。 化学合成与生物合成的比较化学合成 原料 设备 占地 耗能 投资 操作 压力 温度 爆炸 较昂贵的化学 品 多，一机专用 大 大 多 难 高 高 可能生物合成 较廉价的农副产 品 少，一机多用 小 小 少 易 常压 常温 不常见 低 多 较少 难浓度 高 副产品 少 污染 严重 提炼 易 生命体中的“互通有无”在自然界中， 我们所熟知的天然高分子化合物你知道有哪些吗？它们就在我 们每天接触的米饭、馒头、蔬菜、肉类、蛋类等食品中广泛的存在。我们前面已 经知道的淀粉，纤维素等天然高分子化合物就是我们与我们每日不可分离的物 质。我们知道，淀粉大多存在于植物的种子中，如大米含 80％、玉米含６０％、 小麦含７０％， 在薯类的块茎及干果中也大量存在，还有许多野生植物的种子或 组织中也大量存在着。纤维素是植物纤维的主要成分，它和半纤维素、木质素等 一起，构成了植物的骨架。棉花中 90％以上是纤维素，其它如树木、麻、野生 植物及各种作物的杆茎中也有大量的纤维素存在。但是，无论是淀粉，还是纤维素，它们都是生命有机现象中特有的天然高分 子化合物。它们不像有机化合物中低分子类，如烃类、烯类只有碳、氢两种元素 组成，而是由碳、氢、氧三种元素组成，并且它们这三种元素都符合 Cx（Ｈ2Ｏ） ｙ的通式， 所以人们又把它称之为碳水化合物， 以表示其组成相当于碳的水合物。例如淀粉的分子组成为（C6H10O5）n＝[C6（H2O）5]n ，意思是在淀粉的分子 中，氢、氧之比为２：１，整个淀粉分子是由 n 个小单位 连接而成；同样，纤维素分字组成为（C6H10O5）m=[C6（H2O）5]m，也由ｍ个小单位 连接起来；当然，这里的ｍ和ｎ并不是相等的。纤维素的ｍ在 １０００以上， 而直链淀粉的ｎ约在２００～３００之间。碳水化合物除了淀粉 和纤维素之外，还有葡萄糖（C6H12O6）=C6(H2O)6 和蔗糖 C12H22O11＝C12(H2O)11。由于 在人体中，绝大部分能量来源及脂肪都是源于葡萄糖，因此，有时人也被戏称为 碳水化合物。一般， 我们为了区别这些天然高分子的碳水化合物，将类似葡萄糖这样的分 子叫单糖，类似蔗糖这样的分子称为双糖，而淀粉、纤维素就叫做多糖，所有这 些糖又都统称为酯。前面，我们知道了淀粉可被应用于调制工业用的淀粉糊[淀粉分为直链淀粉 和支链淀粉，直链淀粉易溶于水，如豆类、灿米中直链淀粉较多，而支链淀粉则 难溶于水，如糯米、面粉等遇水往往形成胶状而有粘性的糊状物]，如在纺织工 业中用它来做浆料，用以防止织布或织纱时发生中断。人们还利用淀粉可和葡萄糖转换的特性， 用酶水解的方法在工业上制取葡萄 糖。对于纤维素的利用， 往往是和半纤维素或木质素联系在一起利用的。人们可 用半纤维素经过水解、发酵制取酒精；人们还可以把木质素用无机酸分解，最后 可以制造成肥料――氨化木素。 这是一种很好的肥料， 它对多种作物有增产效果， 不仅提供作物生长所需要的氮素，而且施入土壤中后，经微生物作用，就被转化 为胡敏酸 （胡敏酸肥料是当前使用很广泛的一种新型有机肥料，是土壤腐殖质的 成分之一，能直接参加作物体内的新陈代谢，调节其氧化还原作用，提高作物根系的呼吸强度，从而促进作物的生长发育；此外，还能改变土壤的结构和改良土 壤的理化性状）。而对于纤维素来说，其用途更为广泛。纤维素是白色物质，在植物体中呈丝状，这种丝状物质是由许多胶束组成， 每一胶束又包含约６０个纤维素大分子。纤维素在浓酶或生物酸的催化作用下， 会发生水解反应， 最后得到葡萄糖。这里酸或酶的作用不仅浸透到纤维素分子束 间的孔隙中，引起膨胀，同时会使分子链上各个小单位 合力削弱，以致使纤维素分子断裂： 间的结用纤维素生产的葡萄糖我们还可以进一步发酵来制取酒精呢！ 这样就可以节 约大量淀粉原料。纤维素遇碱，只引起纤维素的膨胀，形成碱化纤维素，却仍然保持着原来的 骨架。在生产上，人们利用这一化学原理将含纤维素原料和碱液一起蒸煮（所用 碱液为 NaOH 和 Na2CO3 的混合液，加入 Na2SO3 是起缓和作用，防止纤维素破坏， 并增加浆液的白度，特别对于木浆，更可有效地除去其中木质素）。这时木质素 和半纤维素就溶解于碱液中，而与纤维素分离。得到的纤维素浆液，纯度较高， 可用来造纸和制造人造纤维。分离后的废液，还可利用来再利用制造酒精、食用 酵母、饲料酵母及生产长效肥料。看来，这些不怎么起眼的植物，如稻草、麦杆、竹子、树木中还藏着这么多 的“秘密能量”呢！从上面我们介绍淀粉、纤维素的利用中，你发现了它们之间 有个有趣的秘密了吗？如果你细心一点的话，你就会发现在淀粉、纤维素和葡萄 糖这三种碳水化合物之间还会发生相互转化呢！这种利用化学合成的转化，实际上远远赶不上生命本身对于它们的转化， 不信我们来看看自然界的庄俞体是如何 “互通有无”的。前面， 我们已经讲过了植物的光合作用。在这里我们着重分析它们之间的转 化。这种转化首先是植物吸收了太阳光后，经过光合作用，发生了能量的交换， 把光能转化成了化学能，而这些化学能以糖、淀粉的形式储藏起来。例如，当植 物的绿叶吸取空气的 CO2 后，在光合作用，和由植物根部吸入的水分发生反应， 形成葡萄糖同时放出氧气：6CO2+6H2OC2H12O6+6O2↑生成的葡萄糖一部分储藏起来，另一部分则运输到其他部位，或再转化为淀 粉或纤维素：n(C6H12O6)→(C6H10O5)n+nH2O另一方面，淀粉在种子或叶子中受着酶的作用，也能分解为葡萄糖：(C6H10O5)nnC6H12O6在植物体的各个不同的发育期中，碳水化合物的生成和蓄积的动态是不同 的。例如，在稻谷发芽时，种子中的淀粉迅速分解，因此糖分就迅速增加，通过 糖分的生物氧化作用，供给幼苗初期生长所需能量。到了成熟期，水稻体其它各 部分的淀粉含量不断减少， 以可溶性糖的形态向穗部输送，稻穗中的淀粉则迅速 蓄积。 可见，三者之间的转化只是遵循一条原则，那就是“生命生长需要”这条最 高的原则。人体中的这种转化也正是遵循这一原则。例如，我们吃在嘴里的一口饭，越嚼会越甜，这就是有一小部分米饭中的淀粉被唾液中的酶分解咸麦芽糖的缘故。食物进人胃肠后，又受到胰赃分泌出来的 比唾液淀粉酶效力更强的胰液淀粉酶作用， 继续水解形成葡萄糖， 再通过小肠壁， 被吸入血液中， 当人体肌肉活动威工作需要能量时，潜藏着化学能的葡萄糖又被 氧化，放出热量：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+686 千卡多余的葡萄糖在肝脏中组合成动物性淀粉―肝糖而储存起来。 肝糖是动物体 内的储备糖，就像淀粉是植物的储备糖一样，也能被分解成糊精、麦芽糖、葡萄 糖等，所以当人体需要营养时，肝糖就又再转化为葡萄糖。当然，在肝脏内肝糖 的储量是有一定限度的， 多余的葡萄糖还可以在细胞内转化为脂肪。人体中葡萄 糖可以由一些蔬菜中的纤维素转化而来。当人体患糖尿疾病的时候，这时人体中 胰脏分泌胰液的能力下降，因此病人常需要注射胰岛素（即胰液淀粉酶）来增加 体内糖分的转化，从而维持身体的糖分平衡。可见， 碳水化合物之间的相互转换是从一个最高的 “生命需要” 原则出发的， 人们正是研究了这个原理，才对淀粉等天然离分子化合物积极利用的。古代宝刀的秘密、我国古代很讲究使用钢刀，优质锋利的钢刀称为“宝刀”。战国时期，相传越国就有人制造 “干将”、“莫邪”等宝刀宝剑，那真是锋利无比，“削铁如泥”，头发放在刃上，吹口气 就会断成两截。当然，传说难免有点夸张，但是“宝刀”锐利却是事实。过去只有少数工匠 掌握生产这类“宝刀”的技术。现在我们通过科学研究知道，制造这类“宝刀”的主要秘密 就是其中含有钨、钼一类的元素。事实上，往钢里加进钨和钼，那怕只要很少的一点点，比如百分之几甚至千分之几，就 会对钢的性质产生重大的影响。 这个事实直到十九世纪中叶才被人们所认识， 接着大大地促 进了钨、钼工业的发展。有计划地往普通钢里加进一种或几种象钨、钼一类的元素――合金 元素，就能制造出各种性能优异的特殊钢材――合金钢。会自动长毛的铝鸭子找一张铝箔或用一张香烟盒里包装用的铝箔，把它折成鸭子状（注意有铝的一面向外）。 用毛笔蘸硝酸汞溶液，在铝鸭子周身涂刷一遍，或将铝鸭子浸在硝酸汞溶液中洗个澡， 再用药水棉花或干净的布条把鸭子身上多余的药液吸掉。 几分钟后， 你会惊奇地看到鸭子身 上竟长出了白茸茸的毛！更奇怪的是，用棉花把鸭子身上的毛擦掉之后，它又会重新长出新 毛来。 铝鸭子为什么会长毛呢？长出的毛到底是什么东西呢？ 原来，铝是一种较活泼的金属，容易被空气中的氧气所氧化变成氧化铝。通常的铝制品 之所以能免遭氧化， 是由于铝制品表面有一层致密的氧化铝外衣保护着。 在铝箔的表面涂上 硝酸汞溶液以后，硝酸汞穿过保护层，与铝发生置换反应，生成了液态金属――汞。汞能与 铝结合成合金，俗称“铝汞齐”在铝汞齐表面的铝没有氧化铝保护膜的保护，很快被空气中 的氧气氧化变成了白色固体氧化铝。 当铝汞齐表面的铝因氧化而减少时， 铝箔上的铝会不断 溶解进入铝汞齐，并继续在表面被氧化，生成白色的氧化铝。最后使铝箔捏成的鸭子长满白 毛。 化学灭火 家里煮饭、取暖，工厂里烧锅炉，都少不了火。人离了火是不行的。但是，如果用火时不小 心，就会造成火灾。因此，我们必须注意防火，在发生火灾时，要会使用灭火机，及时把火 扑灭。 新建住宅的门框边，往往挂着一个密封的玻璃球，那是四氯化碳灭火弹。 学校、商店、工厂里，在显眼的地方，墙上都挂着刷红漆的钢筒，那是泡沫灭火机。油 漆店、汽油站、化学实验室的灭火机常常连着一个喇叭口的圆筒。发生火灾时，在报告消防 队的同时，要迅速从墙上摘下灭火机，赶到现场。只要把灭火机倒立过来，马上就会有一股 强大的气流从喷嘴里喷射出来，对准火焰扫射，熊熊烈火就可以很快扑灭了。这股强大的气 流是二氧化碳气。它既不能燃烧，又不帮助燃烧，还比空气重得多。二氧化碳盖在燃烧物质 的上面，就象盖了一层棉被，使燃烧物质和空气隔绝开来。燃烧得不到氧气，无法再继续下 去。于是，火被扑灭了。 灭火机里这么多二氧化碳气是从什么物质变化来的呢？原来，钢筒里贮藏着两种化学物质：碳酸氢钠和硫酸。平时，这两种物质用玻璃瓶隔开 分住两处，各不相扰。当灭火机头倒过来时，它俩混到一块儿，发生化学反应，产生大量二 氧化碳气。把硫酸换成硫酸铝，再配上点发泡剂，就成为泡沫式灭火机。它也同样产生二氧 化碳气流，同时带有大量泡沫，可以飘在油面上帮助灭火。 喇叭口的灭火机，里头不装化学药品，直接装着二氧化碳，那是用强大的压力把二氧化 碳压进钢瓶，使它变成液体。二氧化碳气变成液体以后，体积缩小很多。这样，一个不大的 钢瓶内的液体二氧化碳，再变成气体时，就可以充满好几个房间。象液化石油气罐一样，灭 火机平时紧闭阀门。 救火时一拧开阀门， 强大的二氧化碳气流就通过连接着的喇叭口向火焰 喷去。这带喇叭的圆筒，就是二氧化碳灭火机。 前面说过的灭火弹里装的是四氯化碳。 四氯化碳灭火的道理和二氧化碳一样。 平时四氯 化碳是液体，在火焰附近遇热，很容易变成气体。它比同体积的空气重得多，也能紧紧地包 围住火焰，隔断氧气的来路。四氯化碳灭火效果很好，由于它不导电，尤其适用于电线、电 器着火时的扑救。居民住宅备上它，有点小火用它来扑灭，见效快，还不污损室内陈设。 黑火药黑火药是我国古代的四大发明之一，是木炭粉、硫磺粉和硝酸钾粉末的混合物，在混合物 中，三种成分的质量分数大约为：硝酸钾 75%，木炭 15%，硫磺 10%。燃烧时发生的主要反 应为：在反应方程式中，三种反应物系数（按国家标准规定应叫做化学计量数）之比 1：2：3， 为便利于记忆可称为“一硫二硝三木炭”。由于点燃时，三种物质剧烈反应，产生大量气体并放出大量热。在有限的空间里，气体 受热迅速膨胀引起爆炸。在爆炸时，固体生成物的微粒分散在气体里，所以产生大量的烟。在军事上， 黑火药广泛地用作点火药和传火药。 在民用方面用于制造节日用的焰火和爆 竹，还用于采石、伐木和矿山的爆破。神通广大的活性炭1915 年，第一次世界大战期间，西方战线的德法两军正处在相持状态。德军为了打破僵局， 在 4 月 22 日， 突然向英法联军使用了可怕的新武器――化学毒气氯气 18 万公斤。 英法士兵 当场死了五千，受伤的有一万五千。有“矛”必然就会发明“盾”，有化学毒气必然就会发明防毒武器。在两个星期后，军 事科学家就发明了防护氯气毒害的武器， 他们给前线每个士兵发了一种特殊的口罩， 这种口 罩里有用硫代硫酸钠和碳酸钠溶液浸过的棉花。 这两种药品都有除氯的功能， 能起到防护的 作用。可是，令人为难的是敌方并不老是使用氯气，如改用第二种毒气，这种口罩就无能为力 了。事实也是如此，在使用氯气后还不到一年，双方已经用过几十种不同的化学毒气。所以，必须找到一种能使任何毒气都会失去毒性的物质才好。这种百灵的解毒剂在 1915 年末就被科学家找到了。它就是活性炭。大家也许知道，把木材隔绝空气加强热可以得到木炭。木炭是一种多孔性物质，多孔性 物质的表面积必然很大。物质的表面积越大，它吸附其他物质的分子也就越多，吸附作用也 就越强烈。如果在制取木炭时不断地通人高温水蒸气，除去沾附在木炭表面的油质，使内部 的无数管道通畅，那么木炭的表面积必然更大。经过这样加工的木炭，叫做活性炭。显然， 活性炭比木炭有更强的吸附作用。在 1917 年，交战双方的防毒面具里都已装上了活性炭。奇怪，活性炭的眼睛为什么那么雪亮，能抓住毒气而放过氧气、氮气呢？ 原来，活性 炭的吸附作用同被吸附的气体的沸点有关。沸点越高的气体（即越容易液化的气体），活性 炭对它的吸附量越大。军事上使用的大多数化学毒气的沸点都比氧气、氮气高得多。请不要以为活性炭只用在防毒面具里，它还有许多其他用途。在自来水工厂里， 如果水源有臭味， 只要 让水流过活性炭后就不臭了。 你也许会说自来 水仍然有股味。 这是氯的气味， 因为自来水常 用氯来消毒。在制糖厂里， 工人们往红糖水里加一些活性炭， 经过搅拌和过滤， 可以得到无色的糖液， 再减压蒸发水分，红糖就变成晶莹的白糖了。现代家庭的金鱼缸里，有不少装着电动水泵，让水循环通过滤清器。在滤清器里也用活 性炭去吸附水中的臭味和杂质。谁发现了苯的结构1995 年，奥地利发行了一张邮票，中间是一帧画像，画像上方写着：纪念约瑟夫?劳施密 特（Josef Loschmidt）逝世 100 周年，这说明画中人是劳施密特；邮票的左下角画着一个 用试管夹夹持的装有深色溶液的试管，这表明，这位劳施密特是位化学家；令人感兴趣的是 邮票的右下角画着许多连环套似的大大小小的圆圈，临摹如下图左：这些连环套是什么？原来，这是劳施密特画的肉桂酸的结构式。肉桂酸，樟属肉桂的树皮里的一种芳香物质 ――肉桂的衍生物， 肉桂是人们很早就懂得用于烹调的香料。 用现代的结构式来翻译劳施密 特的结构式，肉桂酸就是如上图右。这正是人们现在知道的肉桂酸的结构式！这个结构式里 有一个大圈，这就是苯环。如果你知道这个结构式是在凯库勒发现苯的结构之前给出的，你 就不得不为之惊叹！原来，在伟大的凯库勒发现苯环结构之前，他，约瑟夫?劳施密特，一 个不知名的奥地利中学教师早在 1861 年就已经得知苯环的结构了。后来人们在劳施密特写 的《化学研究第一卷》里看到，劳施密特用这样的结构式画了许许多多有机物的正确的结构 式，其中不乏含苯环的，肉桂酸只是其中之一。劳施密特不仅对有机化学的发展作出了杰出的贡献，还应当提到的是，正是他，第一个 测定了阿伏加德罗常数。 因此， 没有哪一位欧洲的中学生不把阿伏加德罗常数叫做劳施密特 常数的，而且这个物理量的符号，在欧洲多是用劳施密特（Loschmidt）的第一个字母 L 表 示的。据 Chemistry in Britain 的一篇文章说，是劳施密特而不是凯库勒发现苯的结构的， 是里查德?安舒茨（Richard Anschtz）。令人敬佩的是，他是凯库勒的学生！他还揭露说， 事实上，凯库勒是读过劳施密特的《化学研究第一卷》的。除了苯的结构问题，他还告诉人 们，碳的四价，也不是如同公认的那样是在 1865 年由凯库勒首先提出的，而是由一名英华 早逝的苏格兰化学家库伯（Archibald Scott Couper）在 1858 年就已经先提出来了。手表里的钻 你注意观察过机械手表吗？在它的盘面上，可以看到“17 钻”或者“19 钻”等字样。这是 表示，手表里有 17 粒或 19 粒钻石。钻石，原来是指金刚石，也就是金刚钻。后来，人们把 其他一些坚硬的宝石也叫做钻石。国外生产的手表盘上标着“17 Jewelsl “Jewel”就是宝 石的意思。 手表的钻数越大，质量越好。一般的闹钟没有钻数，标明“5 钻”、“7 钻”的钟就是 上好的品种了。钟表里为什么要用宝石呢？拆开钟表，你会看到它的“五脏六腑”是许多小 齿轮。齿轮不停地转动，带动秒针、分针和时针准确地向前移动。支架齿轮的轴承必须经受 住无数次的磨擦而很少损耗变形，才能保证钟表报时的准确。 这坚硬、耐磨的轴承是由人造红宝石做成的。钟表里有多少个这样的宝石轴承，就标明 是多少钻。 自然界的宝石十分珍贵。它们都是在特殊的地质、压力和温度条件下生成的晶体。它们 非常稀罕，又晶莹瑰丽，坚硬非凡。宝石之王――金刚石，采掘起来非常困难。在矿区，往 往要劈开两吨半岩石，才可能获得 1 克拉金刚石。1979 年全世界挖到的金刚石仅一千多万 克拉，一辆卡车即可载走。名贵的金刚钻价值连城，成为稀罕的珍宝。金刚钻用在工业上， 是无坚不摧的“切割手”。 “没有金刚钻，莫揽瓷器活”，玻璃刀上有一小粒金刚石，切割玻璃全靠它。金刚石车 刀削铁如泥，金刚石钻头钻探速度高，进尺深。闪烁着星光的红宝石和蓝宝石，也叫刚玉宝 石。 而做手表需要的钻石却越来越多， 于是， 人们在想： 能不能搞人造宝石呢？要制造宝石，先得知道宝石的化学成分，红、蓝宝石的化学成分是极普通的三氧化二铝。我们脚下的泥土 里就含有不少三氧化二铝。不过，红宝石、蓝宝石是纯净的三氧化二铝，微量的铬或钦使它 显出漂亮的鲜红色或者蔚蓝色。于是，人们从铝矾土中提炼出纯净的三氧化二铝白色粉未， 再将它放在高温单晶炉里熔融、结晶，同时掺进微量的铬盐或者氧化钦，这样就得到了人造 红宝石和蓝宝石。 人造红宝石除了作手表里的 “钻” 精密天平的刀口和电唱机里的唱针外， ， 还是激光发生器的重要材料，它可以产生深红色的激光。激光的用处可大啦，激光手术刀、 光雷达、光纤通信、激光钻孔??都离不开它。最古老的装饰品、稀世的珍宝竟成为工业产 品、现代科技的重要角色。 一封密信小明同学突然接到了小刚的一封来信。 这封信被小明的弟弟打开了， 他一看就惊叫起来： “哥 哥你快来看，这封信怎么只是一张粉红色的信纸，连一个字也没有写呢？”小明把信接过后 对弟弟说：“我会把这张纸变出字来，一会儿你就看见了。”弟弟站在一旁好奇地看着，只 见哥哥将这张粉色的信纸，放到一个白瓷盘中，盘中装着一些“清水”。不一会儿，这张纸 上逐渐地显现出字迹来，字迹越来越清楚。弟弟一字一句地念着：“小明同学，假期过得偷 快吧！作业都完成了吗？??”聪明的小读者，你知道这封密信是怎么写成的吗？答案(见下面)这封密信写法非常简单， 写信人是用一种叫做硫酸钠水溶液写的， 这种水溶液是无色透 明的，写在粉纸上晾干后，什么痕迹也没有。小明把收到的这封信放到盛有硝酸钡水溶液的 瓷盘中， 硫酸钠与硝酸钡发生一种有趣的化学反应， 生成了不溶解于水的白色沉淀物--硫酸 钡。这样，白色的字迹就在粉纸上清楚地显示出来了。铅笔的绝招谁都知道。铅笔是用来写字的，但它另有绝招――能医锈锁。生锈的锁打不开，在进钥匙的孔内加一点铅笔芯粉末，往往就能打开锈锁。铅笔芯怎么会有这种绝招呢？原来，铅笔芯里含有石墨，而石墨有润滑性。用手摸摸铅笔芯的粉末，会有一种滑腻的感觉。所以，铅笔芯能润滑锈锁。石墨熔点很高，达三千多度。作为润滑剂，它特别适用于在高温状态下工作的机器。在 高温下，一般机油会分解，然而，石墨却“安然无恙”，继续发挥润滑作用。有一种轴承，它在成型时加进了石墨粉。这种轴承能长期工作而不必加油滑润，它自身 有石墨在起润滑作用。这是多么巧妙的轴承啊。在直升飞机机舱的门纽上， 已经大量使用新型高精度的纯石墨轴承。 这种轴承既耐低温 又耐高温，特别令人惊叹的是，在真空条件下，它仍能保持良好的润滑性。双重性格的媒俗话说，“油水不相溶”。油是油，水是水，油和水怎么也会不到一块儿。油花儿飘在水 面上。 水滴在沾油的布上， 象露珠在荷叶上一样打滚儿。 对于油污， 单用水是很难洗干净的。用肥皂可以洗掉油污。肥皂的主要成分是脂肪酸钠。它溶解在水里，伸出两只手：一只 手和油脂感情很好，紧紧拉住不松手；另一只手却和水亲密无间，是水的好朋友。这样，肥 皂就有了既亲油又亲水的 “双重性格” 本来合不到一块儿的油和水， 。 有了肥皂这样一位 “联 络感情”的“媒人”，情况就大变样了。你看，肥皂擦在脏衣服上，揉啊搓的，肥皂渗透到纤维和油污中间，拉着油污投身到水 的“海洋”。原来不相容的油和水，现在变成“油水交融”的洗涤污水，随着多次的漂洗、 拧干，脏东西离开了衣服，衣服也就洗干净了。不过，肥皂有两大缺点。一是制皂要消耗大量的动植物油脂。动植物油脂是重要的农产 品，十分宝贵的资源。直到今天将近一半的油脂仍然用作食物，一半以上作为工业原料，在 工业用料用的油脂中，制造肥皂占一一大半。肥皂在和人争夺食物。用油脂制肥皂实在太可 惜。 能不能用矿物或者化工产品来代替油脂做肥皂呢？二是浪费大。 在井水、 泉水里洗衣服， 尽管搓了不了肥皂，泡沫却不多，衣服也不容易洗干净，洗衣盆里还飘浮着一层象豆腐渣一样粘粘糊糊的絮沫。在上海、天津等沿海城市，前几年每逢海水倒灌，自来水里混进不少海 水，这时候用肥皂洗衣服也出现这种“豆腐渣”。这种“豆腐渣”沾在衣服上，可难漂洗干 净啦，漂洗得不干净，衣服上会出现黄斑，日久天长容易发脆，变质。这样，往往要多消耗 三分之一的肥皂。肥皂在泉水、井水、海水里不经用，这是它的又一缺点。蜘蛛的启示 三百多年前，英国有一位年轻的科学家对“八卦飞将军”蜘蛛发生了浓厚的兴趣。他经常从 早到晚，目不转睛地观察蜘蛛。他看见蜘蛛忙忙碌碌，吐丝织网。刚从蛛囊里拉出的细丝是 粘液，迎风一吹，一瞬间变成又韧又结实的蛛丝。 这位青年科学家想，要能发明一个机器蜘蛛，“吃”进化学药品，抽出晶莹的丝来纺线 织布， 那该多好啊！ 他一头扎进化学实验室， 摆弄起瓶瓶罐罐， 用各种化学药品做开了试验。 他用硝酸处理棉花得到了硝酸纤维素， 把它溶解在酒精里， 制成粘稠的液体， 通过玻璃细管， 在空气中让酒精挥发干以后，便成了细丝。这是世界上第一根人造纤维。但是这种纤维容易 燃烧、质量差、成本高，没法用来纺纱织布。 后来，科学家模仿吐丝的蚕儿，将便宜、易得的木材里的木质纤维素溶解在烧碱和二硫 化碳里，做成粘液，再在水面下喷丝，拉出千丝万缕。这就是大名鼎鼎的“人造丝”（粘胶 纤维）。它的长纤维可以织成人造丝印花绸、人造丝袜。短纤维造出“人造棉”布、“人造 毛”呢。它们穿着舒适，和棉麻织物差不多：透气良好，容易吸水，可以染上漂亮的颜色， 而且价格低廉， 颇受欢迎。 这样， 人造纤维在问世仅三十年后， 就代替了十分之一的棉、 麻、 丝、毛。 可是，人们并不满意。人造丝、人造棉潮湿的时候很不结实，洗涤后容易变形，缩水严 重。再说，人造纤维虽然扩大了原料的来源，把不能直接纺纱织布的木材、短的棉花纤维、 草类利用了起来，可是，资源毕竟有限。于是，人们眼光从天然纤维跳到了矿物上头， 石头、 煤、石油能不能变纤维呢？ 五十年前，德国出现了用煤、盐、水和空气做原料制成的聚氯乙烯纤维（氯纶）。它的 化学成分和最普通的塑料一个样。 这是最早的合成纤维。 用氯纶织成的棉毛衫裤、 毛线衣裤， 既保暖又容易摩擦后带静电，穿着它，对治疗关节炎还有好处呢。 比氯纶晚几年出世的尼龙（锦纶），比蛛丝还细，但非常结实，晶莹透明，一下子以它 巨大的魅力使人们着了魔。 用尼龙丝织成的袜子结实耐磨， 一双顶四五双普通的棉线袜穿用。 曾经很流行的“的确良”（涤纶），挺括不皱，免烫快于，是产量最大的一种合成纤维。晴 纶，俗称“合成羊毛”，蓬松耐晒，用它做的毛线，毛毯，针织衣裤，我们都很熟悉。价廉耐用的维尼龙（维纶），织成维棉布，做床单或内衣，吸水、透气性跟棉织品差不多。维纶 棉絮酷似棉花，人称“合成棉花”。除了涤纶、锦纶、睛纶、维纶四大合成纤维外，由丙烯 聚合而成的丙纶一跃而起，成为合成纤维的新秀。 丙纶是比重最轻的合成纤维，人水不沉。飞机上的毛毯、宇航员的衣服用它制作，可以 减轻升空的负担。如今，化学纤维的年产量已经和天然纤维平起平坐了，而它在国民经济和 国防事业上的作用却远远超过了天然纤维。不过，今天规模巨大的“机器蚕”在日夜运转， 还多亏了蚕儿吐丝、蜘蛛织网给人们的启示呢！ 神秘的战船起火 从前，古罗马帝国的一支庞大船队耀武扬威地出海远征。船队驶近红海，突然，一艘最大的 给养船上冒出了滚滚浓烟，遮天蔽日。远征的战船队只好收帆转舵，返航回港。 远征军的统帅并不甘心，费尽心机要查出给养船起火的原因。但是，查来查去，从司令 官一直查到伙夫、马弃，没有任何人去点火放火。 这桩历史奇案还是后代的科学家研究出了一个结果， 找到了起火的原因。 原来是给养船 的底舱里堆积得严严实实的草自发燃烧起来的。这种现象叫自燃。 草怎么会自燃呢？ 给养船底舱的草塞得密不透凤，有的开始缓慢地：氧化，这实际上是一种迟缓的燃烧， 放出热来，热散不出去，热量越聚越多，温度升高，终于达到草的着火点，于是就自发地着 火了。 在我们的生活中，自燃现象也不少见。农村的柴草垛，工厂的煤堆，有时会莫名其妙地 冒热气，甚至生烟起火。有些废弃的煤矿，往往连续不断地发生自燃。弄清了发生自燃的科 学道理，我们就可以设法预防了。 在堆放煤和柴草的时候，垛不能太大、太高，防止热量聚集。 在煤堆中央，埋进几个铁篓子，从篓子里伸出铁管，通到煤堆顶上，这样可以使内部积 存的热量迅速发散出来。 保持良好的通风，可以把缓慢氧化产生的热带走，降低温度。消除了燃烧的温度条件， 自燃也就杜绝了。有经验的仓库工经常翻仓倒垛，也是为了防止可燃物质白燃。当然不是说你想防止就能防止。请大家多关注一下“火焰山”――正在燃烧的新疆地下 煤矿！ 绿色植物中的化学知识绿色，给人以清新、柔和、惬意之感。绿色植物，维系着生态平衡，使万物充满生机。从化 学角度看， 它还微妙而准确地反映着我们周围环境的特征和变化， 供给人类许多有用的信息 和物质。不是么？酸模、常山等绿色植物丛生之地，常会发现地下有铜矿。地下若有金矿石，上 面往往长忍冬，地下有锌矿，上面多长三色堇。兰液树分泌物里，镍含量较高时，它告诉人 们：注意，这里可能有镍矿！美国曾靠一种粉红色的紫云英和“疯草++的“提示”，发现了 铀矿和硒矿。许多绿色植物，还起着化学试剂的作用。杜鹃花、铁芸箕共生的地方，土壤一定是酸性 的；马桑遍野之地，土壤呈微碱性; 碱茅、 马牙头群居处， 是盐化草甸土的标志；如果荨麻、 接骨木的叶里含有铵盐，预示它们生长的土攘中含氮量丰富??绿色植物是庞大的“吸碳制氧厂”。植物的绿叶吸取空气中的二氧化碳，在日光和叶绿 素的作用下，跟由植物吸收的水分发生反应，形成葡萄糖，同时放出氧气：6CO2+6H2O － C6H12O6+6O2再由葡萄糖分子形成淀粉：n C6H12O6 －(C6H12O6)n+nH2O当淀粉在叶子里受酶的作用时又分解为葡萄糖：(C6H12O6)n+nH2O －nC6H12O6葡萄糖随着植物液汁散布到整个植物体内， 成为用以合成各种植物生长所必需的物质的 原料。一部分植物被动物摄取后，在体内水解并进一步氧化，又将有机物中的碳转化为 CO2，排入大气（或海洋）中。在“环境污染日益严重”的惊呼声中，绿色植物起着“报警器”的作用。在低浓度、很 微量污染的情况下，人是感觉不出来的，而一些植物则会出现受害症状。人们据此来观测与 掌握环境污染的程度、范围及污染的类别和毒性强度，进而采取相应的措施和对策，及时提 出治理方案，防止污染对人体健康的危害。如当你发现在潮湿的气候条件下，苔藓枯死；雪松呈暗竭色伤斑，棉花叶片发白；各种 植物出现“烟斑病”。请注意，这是 SO2 污染的迹象。菖蒲等植物出现浅褐色或红色的明显 条斑，是++中毒的不祥之兆。假如丁香、垂柳萎靡不振，出现“白斑病”，说明空气中有臭 氧污染（实验测得，臭氧浓度超过 0.08～0. 09ppm 时，会使植物出现褐斑，继而变黄，最 后褪成白色，叫作植物“白斑病”。臭氧浓度达 0.1lppm 以上时，则 100% 植物发病）。要 是秋海棠、向日葵突然发出花叶，多半是讨厌的 Cl2 在作怪。绿色植物是空气天然的“净化器”，它可以吸收大气中的 CO2、SO2、HF、NH3、Cl2 及汞 蒸气等。据统计，全世界一年排放的大气污染物有 6 亿多吨，其中约有 80%降到低空，除部 分被雨水淋洗外，大约有 60% 是依靠植物表面吸收掉,如 1 公顷柳杉可吸收 60 千克 SO2。许 多植物在它能忍受的浓度下，可以吸收一部分有毒气体。例如，空气中出现 SO2 污染，广玉 兰、银杏、中国槐、梧桐、樟树、杉、柏树、臭椿纷纷出动来吸收；若发现 Cl2 污染，油松、 夹作桃、女贞、连翘一起去迎战；发现 HF 污染，构树、杏树、郁金香、扁豆、棉花，西红 柿一马当先吸收之；洋槐、椽树专门对付光化学烟雾。此外，树木还能吸收土壤中的有害物质。施用农药及用污水、污泥作肥料，会污染土壤 继而污染了农作物， 如粮食蔬菜内有残留的有机氯会转移到人体内， 而树木可吸收土壤中的 有机氯，净化土壤。随着石油等矿物资源的不断枯竭， 人们再次把注意力转向可以再生的资源―森林， 除利 用其薪材外，正加快开发“石油人工林”―直接能代替石油的烃类和油脂类的树种，它生产 的液汁甚至不用加工就可以用作汽车的燃料。 如诺贝尔奖金获得者美国加利福尼亚大学化学 博士卡尔文，在澳洲南部建立了一个 “柴油林场”， 这种植物生长在半干旱地区，产量很高，价格可与石油竞争。 卡尔文还在巴西发现一种可直接用作汽油的含油植物―苦配巴。 我国的 油楠? ??ψ 8??H?也是很有希望的“柴油树”，胸径 40～50 厘米的油楠心材部位就能形成黄 色油状树液，一株伐倒后的油楠，可从锯口中流出几十斤油状物。绿色植物是一个大 “化工厂” 不但制造养分把养分储藏在土壤中， ， 而且它本身全是宝。 木材经过机械和化学加工，可以产生胶合板、刨花板、纤维板，制成纸浆、人造丝、人造毛。 还可以制成多种糖类和甲醇、乙醇、糖醛、活性炭、醋酸等。树木的枝、梢、叶可作饲料、 肥料、燃料。有些树木的皮、根、树液还可提炼松香、橡胶、栲胶、松节油等工业原料。远古有神农尝百草的传说，李时珍编著的《本草纲目》更是驰名中外。直到今天，还有 新的中草药不断被发现利用， 但草的最广泛的用途还是放牧。 单是我国的牧草就有一万五千 种以上，牧草含有丰富的蛋白质，一般含量达百分之十几，牛羊等动物，吃进青青的草，产 出高蛋白的乳。葱郁的枝叶，芬芳的果花，无不令人陶然。然而，植物群落中各种族之间又无时无刻不 进行着化学战争。植物化学武器的种类很多，几乎都是有机物，酸类有：香草酸、肉桂酸、 乙酸、氢氰酸等；生物碱类有：奎宁、丹宁、小檗碱、核酸嘌吟；醌类有：胡桃醌、金霉素、 四环素；硫化物有：萜类、甾类、醛、酮、卟啉等等，这些化学武器分布于各类植物中，多 集中于植物的根、茎、叶、花、果实及种子中，可随时释放。植物间的化学战有“空成”、“陆战”、“海战”三类。空战：植物把大量毒索释放于大气中，形成大气污染使其它植物中毒死亡。加洋槐树皮 挥发一种物质能杀死周围杂草，使根株范围内寸草不生；风信子、丁香花都是采用空战治敌 的。陆战： 这些植物把毒素通过根尖大量排放于土壤中， 对其它植物的棍系吸收能力加以抑 制。 如禾本科牧草高山牛鞭草， 根部分泌醛类物质， 对豆科植物旋扭山、 绿豆生长进行封锁， 使之根系生长差，根瘤菌也明显减少。海战： 利用降雨和露水把毒气溶于水中， 形成水污染而使对方中毒。 如桉树叶的冲洗物， 在天然条件下可以使禾本科草类和草本植物丧失战斗力而停止生长； 紫云英叶面工的致毒元 素―硒，被雨淋人土中，就能毒死与它共同占据一山头的植物异种。绿色世界中的化学变化是异常复杂多变的，人们对其的认识大部还处在“知其然，不知 其所以然”的状态，有待于进一步去研究。
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