化学常识：硝酸合成与第一次世界大战

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一、化学常识：硝酸合成与第一次世界大战

硝酸不仅是工农业生产的重要化工原料，而且也是制造炸药的重要战争物资。 当初制造硝酸的方法是普通硝石法，即是硝石与硫酸反应，来制取硝酸的。但是硝石的贮量有限，因此硝酸的产量刀受到限制。早在1913年之前，人们发现德国有屐世界大战的可能，便开始限制德国进口硝石。这样理以为世界会太平无事了。1914年德国终于发动了第一次世界大战，人们又错误地估计，战争顶多只会打半年，原因是德国的硝酸不足，火药生产受到了限制，由于人们的种种错误分析，使得第一次世界大战蔓延开来，战争打了四个多年头，造成了极大的灾难，夺去了人们无数的生命财产。德国为什么能坚持这么久的战争呢是什么力量在支持着它呢这就是化学，德国人早就对合成硝酸进行了研究。 1908年，德国化学家哈柏首先在实验室用氢和氮气在600℃200大气压下合成了氨，产率虽只有2％，这也是一项重大的突破。后由布什提高了产率，完成了工业化设计、建立了年产1000吨氨的生产装置、用氨氧化法可生产3000吨，硝酸，利用这些硝酸可制造3500吨烈性炸药TNT。这项工作已在大战前的1913年便完成了。这就揭开了第一次世界大战中的一个谜。

二、高考化学必备知识点：硝酸合成与第一次世界大战

从18世纪中叶至20世纪初是化学工业的初级阶段.在这一阶段无机化工已初具规模，有机化工正在形成，高分子化工处于萌芽时期.无机化工第一个典型的化工厂是在18世纪40年代于英国建立的硫酸厂.先以硫磺为原料，后以黄铁矿为原料，产品主要用以制硝酸，盐酸及药物，当时产量不大.在产业革命时期，纺织工业发展迅速.它和玻璃，肥皂等工业都大量用碱，而植物碱和天然碱供不应求.1791年在法国科学院悬赏之下，获取专利，以食盐为原料建厂，制得，并且带动硫酸(原料之一)工业的发展;生产中产生的氯化氢用以制盐酸，氯气，漂白粉等为产业界所急需的物质，纯碱又可苛化为，把原料和副产品都充分利用起来，这是当时化工企业的创举;用于吸收氯化氢的填充装置，煅烧原料和半成品的旋转炉，以及浓缩，结晶，过滤等用的设备，逐渐运用于其他化工企业，为化工单元操作打下了基础.吕布兰法于20世纪初逐步被索尔维法(见)取代.19世纪末叶出现电解食盐的.

这样，整个化学工业的基础——酸，碱的生产已初具规模.有机化工纺织工业发展起来以后，天然染料便不能满足需要;随着钢铁工业，炼焦工业的发展，副产的煤焦油需要利用.化学家们以有机化学的成就把煤焦油分离为，，，，蒽，菲等.1856年，英国人由合成苯胺紫染料，后经过剖析确定天然茜素的结构为二羟基蒽醌，便以煤焦油中的蒽为原料，经过氧化，取代，水解，重排等反应，仿制了与天然茜素完全相同的产物.同样，制药工业，香料工业也相继合成与天然产物相同的化学品，品种日益增多.1867年，瑞典人发明代那迈特炸药(见)，大量用于采掘和军工.当时有机化学品生产还有另一支柱，即乙炔化工.于1895年建立以煤与石灰石为原料，用电热法生产电石(即)的第一个工厂，电石再经水解发生乙炔，以此为起点生产乙醛，醋酸等一系列基本有机原料.20世纪中叶发展后，电石耗能太高，大部分原有乙炔系列产品，改由为原料进行生产.高分子材料受热发粘，受冷变硬.1839年美国用硫磺及加热天然橡胶，使其交联成弹性体，应用于轮胎及其他橡胶制品，用途甚广，这是高分子化工的萌芽时期.1869年，美国用樟脑增塑硝酸纤维素制成塑料，很有使用价值.1891年在法国贝桑松建成第一个人造丝厂.

1909年，美国制成酚醛树脂，俗称电木粉，广泛用于电器绝缘材料.这些萌芽产品，在品种，产量，质量等方面都远不能满足社会的要求.所以，上述基础有机化学品的生产和高分子材料生产，在建立起石油化工以后，都获得很大发展.化学工业的大发展时期编辑从20世纪初至战后的60～70年代，这是化学工业真正成为大规模生产的主要阶段，一些主要领域都是在这一时期形成的.和石油化工得到了发展，进行了开发，逐渐兴起.这个时期之初，英国和美国的等人提出的概念，奠定了化学工程的基础.它推动了生产技术的发展，无论是装置规模，或产品产量都增长很快.合成氨工业20世纪初期异军突起，用物理化学的反应平衡理论，提出氮气和氢气直接合成氨的催化方法，以及原料气与产品分离后，经补充再循环的设想，进一步解决了设备问题.因而使德国能在第一次世界大战时建立第一个由氨生产的工厂，以应战争之需.合成氨原用焦炭为原料，40年代以后改为石油或天然气，使化学工业与石油工业两大部门更密切地联系起来，合理地利用原料和能量.石油化工1920年美国用生产，这是大规模发展石油化工的开端.

1939年美国标准油公司开发了临氢催化重整过程，这成为芳烃的重要来源.1941年美国建成第一套以为原料用制乙烯的装置.在第二次世界大战以后，由于化工产品市场不断扩大，石油可提供大量廉价有机化工原料，同时由于化工生产技术的发展，逐步形成石油化工.甚至不产石油的地区，如西欧，日本等也以原油为原料，发展石油化工.同一原料或同一产品，各化工企业却有不同的工艺路线或不同催化剂.由于基本有机原料及高分子材料单体都以石油化工为原料，所以人们以乙烯的产量作为衡量有机化工的标志.80年代，90%以上的有机化工产品，来自石油化工.例如，等，过去以电石乙炔为原料，这时改用氧氯化法以乙烯生产氯乙烯，用丙烯氨氧化(见)法以生产丙烯腈.1951年，以天然气为原料，用蒸汽转化法得到一氧化碳及氢，使得到重视，目前用于生产，，个别地区用生产.高分子化工高分子材料在战时用于军事，战后转为民用，获得极大的发展，成为新的材料工业.作为战略物质的天然橡胶产于热带，受阻于海运，各国皆研究.1937年德国法本公司开发获得成功.以后各国又陆续开发了顺丁，丁基，氯丁，丁腈，异戊，乙丙等多种合成橡胶，各有不同的特性和用途.方面，1937年美国成功地合成尼龙66(见)，用熔融法纺丝，因其有较好的强度，用作降落伞及轮胎用.以后涤纶，维尼纶，腈纶等陆续投产，也因为有石油化工为其原料保证，逐渐占有天然纤维和人造纤维大部分市场.

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