化学军事中运用

　化学在军事中的运用 一、教学目标 1、了解化学在国防建设和军事战争中的重要性； 2、掌握常规武器中化学原理； 3、了解化学武器的种类防护的基本方法；掌握消毒要领和； 4、了解化学运用于高科技武器。

　5、培养热爱祖国、热爱世界、热爱和平的正确价值观，树立防范意识。

　二、教学重点：

　掌握各种常规武器中包含的化学知识及化学原理 三、教学难点：

　各种常规武器中包含的化学知识及化学原理。

　四、教学过程：

　（课前导入）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。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。

　今天我们从化学的角度来认识战争中常用的武器 板书：武器的种类：常规武器、化学武器、核武器 投影：

　（一）武器的灵魂——火药 (阅读)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。

　恩格斯指出“火药是从中国经过印度传给阿拉伯人，又由阿拉伯人和火药武器一道经过西班传入欧洲”（《德国农民战争》）

　（讲解）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：

　板书：2KNO 3 ＋S＋3C=K 2 S＋N 2 ↑＋3CO 2 ↑ 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。

　自从中国人在一千多年前的唐朝发明了最早期的黑色炸药以来，人类很快就将其应用于战争当中，并且不断地研究琢磨各种各样增强炸药爆炸威力和安全性能的新型配方。1771年英国科学家发明了新一代的黄色炸药（苦味酸）， 板书：C 6 H 5 OH+ 3HONO 2 ----C 6 H 2 OH(NO 2 ) 3

　＋3H 2 O; 1846 年意大利科学家发明了液体炸药（硝化甘油），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：

　板书：C 3 H 5 （OH）

　3 ＋3HONO 2 ------C 3 H 5 （ONCO 3 ）

　3 ＋3H 2 O; 1863 年德国科学家发明了取代苦味酸且性能稳定的梯恩梯（TNT）炸药，甲苯经硝化反应后，可制成三硝基甲苯，其反应式为

　板书：C 6 H 5 CH 3 ＋3HONO 3 -----C 6 H 2 CH 3 （NO 2 ）

　3 ＋3H 2 O 三硝基甲苯便是烈性炸药 TNT。1866 年瑞典科学家诺贝尔发明了安全可靠的胶质炸药…… （简介诺贝尔和诺贝尔奖）

　（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：

　板书：4P＋5O 2 =2P 2 O 5

　； P 2 O 5 ＋H 2 O = 2HPO 3

　；

　P 2 O 5 ＋H 2 O =2H 3 PO 4

　 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 HPO 3 和磷酸 H 3 PO 4 。这些酸液微滴与一部分尚未反应的白色小颗粒 P 2 O 5

　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。

　板书：SiCl 4 +4H 2 O=H 4 SiO 4 +4HCl； SnCl 4 +4H 2 O=Sn(OH) 4 +4HCl 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：

　板书：Ba＋2H 2 O=Ba（OH）

　2 ＋H 2 ↑ 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：

　板书：2Al＋Fe 2 O 3 =Al 2 O 3 ＋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 照明弹和信号弹都是一种武器,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：

　板书：NaNO 3

　=2NaNO 2 ＋O 2 ↑ 产生的 O 2 ，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。

　信号弹是利用发光、发烟产生的信号来完成识 别、定位、报警、通信、等任务的。白天使用的叫发烟信号弹，夜间使用的叫发光信号弹。发烟信号弹内装的是用不 同颜色染料染过的硝化棉颗粒状火药。发光信号弹内装有发光剂。锶的焰色 反应呈洋红色，因此军事上用硝酸锶和碳酸锶制造红色信号弹

　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 在战争中以毒性杀伤人、畜，破坏植物的化学物质叫做军用毒剂（简称毒剂），装有毒剂并能施放毒剂的武器、器材统称为化学武器。

　（学生阅读）历史中明确记载的第一次化学武器的使用

　公元前古希腊，斯巴达人在与雅典人的战争中首创了“希腊火”如在公元前 431 至 404年，他们在派娄邦尼亚的战役中，把掺杂硫磺和蘸有沥青的木片，在雅典人所占的普拉塔与戴菜两城下燃烧，强烈的带有刺激味的有毒烟雾飘向城内，使守军深受其苦，但又无计可施。公元前 428 年，在攻击泼拉堆城时，他们使用同样的方法，在城墙外面，顺着风向的一方，堆了象城墙一样高的巨大的树枝堆，浇了许多沥青和硫磺，点燃焚烧，猛烈的火焰、浓烟和窒息的气体，吹入城内。城内守军惊慌失措。不料风向突然转变，雷雨交加，斯巴达人攻击不成，只好撤退，泼拉堆城因而得救。4 年以后，斯巴达人卷土重来，还是用同一种方法，在顺风时把浓烟吹出，结果大获全胜，把雅典人驱逐出城，并且占领了这个地方。这便是‘吹放法’使用毒气的最早记载 公元 1000 年，有个叫唐福的，把他所制的毒药烟球献给朝廷。毒药烟球有点像雏形的毒剂弹，球内装砒霜、巴豆之类毒 物，燃烧后烟雾弥漫，能使 敌人中毒，削弱战斗力。

　宋初《武经总要》里， 不仅描述了这种武器，而且还记下了当时的配方：

　火药成分：焰硝 30 两、硫磺 15 两、木炭 5 两；其它成分：巴豆、砒霜、狼毒、桐 油、沥青、黄蜡、竹茹等 10 种。到了金辽的时候，为了攻击高墙坚垒后的敌人，又有人想出用铁罐装上有毒燃料点燃后 投掷敌方的方法，迫使守军就范。

　化学武器作为一种全新的武器并大规模的使用，是在第一次世界大战爆发期间。其始作俑者，就是被称为“战争魔鬼”的德国著名化学家弗里茨•哈伯。

　哈伯出生于德国一个犹太富商家庭，23 岁时就获得了化学博士学位。从 1894 年起，他在大学任教。12 年后发明了合成氨技术，并由此获得了诺贝尔奖。第一次世界大战爆发后，他成为狂热的民族主义者他利用他的合成氨技术生产出了化肥，解决了德国的饥荒问题；他利用氨的氧化，生产了硝氨和黄色炸药，解决了德国的军火问题；帮助德国生产了大量氯气和光气，进行一次化学战。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。

　正如战后有些专家指出的那样：德国如果失去哈伯，战争恐怕早就结束了。哈伯成了制造这场人类血腥大屠杀的罪恶元凶之一。

　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。

　(投影) 化学武器种类与防护急救方法

　 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：

　2Na 2 CO 3 ＋Cl 2 ＋H 2 O=2NaHCO 3 ＋NaCl＋NaClO Na 2 S 2 O 3 ＋4Cl 2 ＋5H 2 O=Na 2 SO 4 ＋H 2 SO 4 ＋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：2Na 2 O 2 ＋2CO 2 =2Na 2 CO 3 ＋O 2 ↑ 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。

　（六）化学与现代高科技武器 “达摩克里斯之剑”— 贫铀弹（金币弹）美国 海湾战争中，美军保守估计发射了 80 万枚以上的贫铀弹。摧毁了上千辆伊军坦克，贫铀弹本身在存放时所释放的辐射量很少但是贫铀弹燃烧爆炸后，会全部转变为放射性氧化铀粉末和气胶。被人体吸入后，会造成严重的重金属中毒和放射性内照射。其生物毒性和放射性危害丝毫不低于核武器。

　调查结果显示，伊拉克人民的癌症死亡率从 1991 年海湾战争前的 0.11%上升到 0.96%，其中儿童的受害程度最为严重，癌症死亡率高达 1.66%。另外，大量美国士兵莫名其妙地患上了身体虚弱、焦虑、头痛、肌肉关节痛、睡眠障碍等疾病，也就是所谓的“海湾战争综合症”。

　“炸弹之父”--真空弹（ 英国）

　真空炸弹爆炸后不产生大量的弹片和冲击波，而是放出大量的易燃气体，这些气体散布在目标周围，将其包围住，而后引燃。气体引燃后会产生巨大的震荡气流，能够穿透墙壁，与爆炸点附近空间的氧气充分反应，耗尽氧气后，形成局部真空。由于巨大负压作用，在此范围内人员的身体器官就会受到严重伤害，如五脏爆裂，眼球不翼而飞等，常规的保护对它无能为力。由于真空弹杀伤力巨大，并且场面血腥、恐怖，因此屡遭人权组织的批评。

　“炸弹之母”--燃料空气炸弹 （美国）

　燃料空气炸弹爆炸发生时会产生超压、高温、窒息等综合杀伤和破坏效应。使用时不受任何条件和地形的影响，因为气雾是流动的，可以渗透到整个阵地的所有空间，爆炸产生的

　巨大冲击波会把树木、不平地夷为平地，暴露在阵地上或躲在掩体里的人员和装备都容易遭到杀伤。同时它会迅速将周围空间的氧气"吃掉" ，产生大量的二氧化碳和一氧化碳，爆炸现场的氧气含量仅为正常含量的 1／3，而一氧化碳浓度却大大超过允许值，造成局部严重缺氧、空气剧毒。

　 实际上，在军事领域中无处不存在化学,如美国已经研制出纳米军装，军装中的纳米传感器可以感应空气中生化指标的变化，当有害气体或物质指标突然升高时，军装会立即将头盔和其它通气部分的透气口关闭，并释放生化武器的解毒剂，起到预防效果。此外嵌在军装中的纳米生化感应装置可以监视士兵的心率、血压、体内及体表温度等多项重要指标，以及辨识体表流血部位，并使该部位周边的军服膨胀收缩，起到止血带的作用。

　美纳米军装共有六大功能：

　轻巧：以覆盖整套作战服装的防水层为例，其总重量只有 0.45 克，较之以前轻巧不少，而且透气性能极佳。

　智能化：内嵌在纳米防弹头盔内的超微电脑具有防护、通信、指挥、分析以及全天候火力瞄准等功能，军服材料中使用的纳米太阳能传导电池可与超微存储器相连，确保整个系统的能源供应。

　防护功能：由于纳米材料极高的强度和韧性，因此可以发挥防弹作用。此外，军装中的纳米传感器还可以感应空气中生化指标的变化，当有害气体或物质指标突然升高时，军装会立即将头盔和其他通气部分的透气口关闭，并释放生化武器的解毒剂，起到预防效果。

　治疗功能：该军装将使用一种特殊材料，能够在接收到纳米传感器发出的信号后，按照不同的情况，改变材料的物理状态。如果士兵意外受伤，这种材料可以当作石膏使用；如果士兵需要休息，材料就可以变得松软一些。此外，嵌在军装中的纳米生化感应装置可以监视士兵的心率、血压、体内及体表温度等多项重要指标，以及辨识体表流血部位，并使该部位周边的军服膨胀收缩，起到止血带的作用。士兵伤情数据也会向战地医生的个人电脑系统发送，军医可远程操控军服进行简单治疗。

　识别功能：纳米军装将用一种具有特殊的红外线功能的特制纤维作为缝制的主要材料。士兵穿上了这种军服，在激战中能很容易地辨认出自己的战友，从而最大程度地避免误伤事件的发生。

　隐身功能：这种军服的特种纤维中将大量掺入利用纳米技术制造的微型发光粒子，从而可以感知周围环境的颜色并做出相应调整，使军服变成与周围环境一致的隐蔽色，从而具备一定的隐身功能。

　隐身技术就是根据电磁波的规律，然后针对雷达的工作原理，设计出的具有吸收雷达波的材料，或者设计出消除镜面反射和角反射的外形，以此来实现在雷达屏幕上消失的技术。

　目前世界上所有的隐身飞机，都是采用隐身外形以及喷涂隐身材料来实现隐身。但是，这样的隐身设计只...