化学的魅力资料讲解.ppt

反思的力量 石墨与石墨烯 安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫 把科研当成快乐的游戏 — 2010诺贝尔物理学奖获得者 反思的力量 苯 石墨 金刚石 碳纳米管 稠合 转化 卷曲 物质的内在的统一性 石墨烯 单层 多聚乙炔 剪边 化学展示的是一个可以理解的物质世界 化学赋有智慧 智慧蕴育财富 1898年英国物理学家克鲁克斯 “由于人口的增加，土地变得狭窄了，长此下去，粮食不足的时代就会到来，解决的方法是必须找到新的氮肥” 物理学家的警告： 化学家的贡献 1900年奥斯瓦尔德教授用铁丝做催化剂，将NH3分解为氢气和氮气，反过来又使容积6%的氮气和氢气合成氨。 为此，他向德国巴登苯胺纯碱公司（BASF公司）请求援助资金100万马克。 可逆反应 年轻的化学家博施发现问题 1902年化学家弗兰克和卡勒把碳化钙用电炉加热到1000℃以上，使它与空气中的氮气反应而制成石灰氮。 CaC2 + N2 + 3O2 == Ca3N2 + 6CO 3 置换反应的基本规律 德国巴登苯胺纯碱公司抢先付给哈伯2500美元预订费，并答应购买以后的全部研究成果。 1907年哈伯选择锇或铀作催化剂在550℃，150~250大气压下，得到8.25%的氨。第一次获得0.1kg的氨。 与此同时，能斯特选择铂粉、锰作催化剂，在685℃，50大气压下，得到0.96%的氨。 从合成氨反应的原理，分析哈伯与能斯特实验结果差异的原因 Wilhelm Ostwald 1909年诺贝尔化学奖 1920年诺贝尔化学奖 Walther Hermann Nernst 1909年哈伯又提出了“循环”的新概念： 让没有发生化学反应的氮气和氢气重新返回到反应器中，把已经反应的NH3通过冷凝分离出来，这样周而复始，以提高合成氨的获得率，使流程实用化。 及时分离出氨，对化学平衡体系会产生怎样的影响？ NH3的沸点为-33.5℃，为何在工业生产过程中，仅用冷却水就可将其液化？ 当年7月2日，哈伯在实验室制成了一座小型的合成氨装置模型，这种装置魔术般的以每小时0.08kg的速率合成着氨。博施亲眼看到了液氨滴落的情况。 巴登苯胺纯碱公司立即买下哈伯合成氨的专利，并将其全部研究成果接受下来。 “不管生产工艺如何改进，合成氨的售价如何下降，巴登苯胺纯碱公司每售出1吨氨，哈伯分享10马克，其收入永不改变.” 1919年，瑞典科学院考虑到哈伯的合成氨已在经济生产中显示出巨大的作用，为哈伯颁发了1918年度的诺贝尔化学奖 哈伯 Fritz Haber 1918年诺贝尔化学奖 工业化进程中的材料问题： 能经受住高温高压的反应容器 催化剂 双层反应塔 氧化铁与少量氧化铝的混合物 博施在20年后获得诺贝尔化学奖是说：“合成氨的整个发展，很大程度上是依靠这个简单的解决办法。” —— 铁触媒 1931年获诺贝尔化学奖 博施 Carl bosch 合成氨工厂的外景 诺贝尔化学奖得主G.T.西博格在纪念美国化学会成立100周年大会上演讲 “无论过去、现在和可预见的将来，再也不能找到任何一门其他工业，比化肥工业更直接关系到国计民生了······。无论从经济的发展还是人类的进步而言，合成氨的发明都是本世纪科学领域中最辉煌的成就之一。” 化学家的评价 1950年 190 50 年代 粮食单产 （kg） 每亩施用化肥用量(kg) 1970年 340 135 1976年 365 155 化工生产中的游戏 烫发精的演变 小药片中的智慧 丝心蛋白中的氨基酸的典型排列 乙酰水杨酸 是常用的一种解热镇痛药物，俗称阿斯匹林。科学家试图把它连接在某种高分子化合物上，使之在人体内缓慢水解，逐渐释放出该药物来，以求药物起长效作用。这种药物中的一种结构为： 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 化学的魅力 南京市金陵中学 江敏 学过科学以后，你周围的世界仿佛就变了样子