20世纪的化学推动社会迅猛发展
20世纪的100年间，科学技术迅猛发展，人类对物质的需求大幅度地增加。在社会发展的推动和化学学科先进理论指导下，化学出现了许多重大的突破性进展，它和其他各个学科一起，深入到社会的各个领域，为人类创造了丰富的物质财富，增进人们的健康水平，形成了崭新的社会面貌，也使人们对物质世界的认识深入了一大步。
本节通过几方面的实例，实际地理解化学是什么，以及它在社会发展中的作用。而更全面的情况则在后续几章中介绍。
341 合成氨和化学肥料的发展
1909年德国化学家哈柏(F.Haber, 1868—1934)用锇作催化剂，成功地在高温高压下将惰性很大的氮气和氢气化合成氨气。
N2+3H22NH3
哈柏因此获得1918年诺贝尔化学奖。
德国人博施(C.Bosch，1874—1940)在哈柏的基础上深入研究。他先后试用2500多种不同的催化剂配方，经过6500多次试验，找到性能很好而又廉价的铁催化剂，实现合成氨的大规模的工业化生产，并促进农业生产的发展。博施因合成氨的生产而获得1931年诺贝尔化学奖。
20世纪后半叶，许多化学家看到由于合成氨等催化工业产品的需要量大增，思考着深入地、精确地了解它们的反应机理的必要性，使之进一步提高生产水平。其中德国化学家埃特尔(G.Ertl，1936—）是杰出的代表人物，他对表面化学进行深入研究，其中也包含阐明合成氨反应过程是由7个步骤构成。他的这些成就使他获得了2007年诺贝尔化学奖。
不同时代的三位大师认真地对合成氨的化学进行研究，促进化学科学的发展，造福人民，分别都获得了诺贝尔化学奖。化学是一种永无止境的科学。
氨气除了用来制造氨水、碳酸氢铵、硫酸铵、尿素等化学肥料外，还是其他许多化工产品的原料，用以生产硝酸、硝酸铵、氯化铵、硝化甘油、三硝基甲苯、硝化纤维、己内酰胺和己二胺等数目众多的化学品。
1. 合成氨奠定了现代农业化肥的基础
化肥是指在农业上用作肥料的化学制品。基本的化肥是含氮、磷、钾三种营养元素的肥料。
(1) 氮肥。主要有促进作物的茎叶繁茂、分蘖增多、籽实饱满，提高产量和蛋白质含量等作用。以合成氨为基础，进一步生产出尿素、硫酸铵、硝酸
铵、氯化铵、碳酸氢铵、氨水等。
(2) 磷肥。促进作物分蘖、早熟，增加抗寒能力以及提高作物的产量和质量。大部分是以磷灰石矿物为原料，或磨细直接作肥料，或和硫酸等反应形成水溶性较高的过磷酸钙和其他磷酸盐作肥料，还可以用鸟粪、骨粉或工业生产中含磷的副产品进行加工。
(3) 钾肥。促进作物生长过程中糖类化合物的合成和转化，增进作物健康生长、抗病虫害、抗倒伏，增加氮肥的
效果等。主要从含钾的矿石或从含钾的盐湖中提取氯化钾。
随着科学的发展，化肥的内容和概念也得到新的发展。第一，植物的营
养元素还应包括镁、钙、硫、硼、锌、锰、铜、钼、铁以及其他微量稀土元素，化肥的化学成分大为扩展。镁是叶绿素的基本元素，是促进植物进行光合作用的催化元素。硫是蛋白质的组成部分，对植物的生长发育有重要影响。锌是多种酶的组成成分，参与叶绿素和生长素的合成，促进核酸和蛋白质的合成。锰能刺激植物根部生长固氮根瘤，促进豆科植物的增产。铁是一些酶的组成成分，在氧化还原中起重要作用，如抗树叶发黄等。第二，施肥的方式有叶面施肥等根外施肥的方法，以及无土栽培技术为作物生长配营养餐。第三，随着无公害绿色食品的发展，要求食品中的有害元素和化合物降低到卫生食品的要求。化肥的品种和质量以及对土壤中有害物质的处
理，成为研究化肥的重要内容。
农用肥料除化肥外还有大量的有机肥料，它是指动植物的残骸、人畜和家禽的粪便以及其他有机废弃物等。它的来源有农作物秸杆还田、厩肥、堆肥、有机物灰烬、沼气池肥、绿肥、饲养场和屠宰场废弃物。正确使用有机肥料既有为农作物提供营养和改良土壤的双重作用，也利于改善环境。对这类肥料又称为绿色肥料。使用有机肥料需要化学知识的指导，帮助了解施肥的对象和方法。例如草木灰富含钾元素，是碱性物质，草木灰和碳酸氢铵不宜混合在一起同时施用，以免氮肥流失。对有机肥料要进行化学成分分析和生化分析，并根据情况进行处理，以免毒物和细菌等有害物质伤害人体和进入农产品。
当化肥源源不断地施放到田间，植物生长得到物质保证。加上农用杀虫剂及一系列农药的使用，农业得到欣欣向荣的发展，世界粮食的产量成倍地增长。第二次世界大战后半个多世纪，世界粮食产量翻了两番，粮食生产量的增长率在这期间始终高于人口出生率，人类从整体上脱离了饥饿的威胁。
2. 和化学肥料发展的同时，化学和生物学一起研究农用杀虫剂和农药并获得迅速的发展
农用杀虫剂和农药常有它的两面性：一方面在防治害虫上有很好的效果；另一方面残留在农产品和土壤中的农药影响产品的质量，影响人们的健康。农业化学家要不断地对现有的农药进行筛选，防止和控制使用农药带来的负面影响；开展低毒高效农药的研究，替代高毒性农药；还要普及安全使用农药的方法及限用措施，特别控制使用在直接吃喝的果品、蔬菜和茶叶等农产品的生产过程中。
化学是什么？化学是促进农业丰收，是解决“民以食为天”问题的大功臣。
342 高分子材料的发展
20世纪，由于高分子化学的发展形成了三大合成材料工业：塑料、纤维和橡胶。它们以酚醛塑料、尼龙66纤维和氯丁橡胶为开端，发展迅速、应用面广，人们的衣、食、住、行以及日常生活用的各种物品均离不开高分子材料。到20世纪末，世界塑料和树脂的年产量超过1亿吨，人造纤维超过2000万吨，橡胶超过1000万吨。年产高分子材料的总体积已超过全部金属的总和。20世纪被称为高分子时代。下面分别对塑料、橡胶、纤维和涂料加以简单介绍。
1. 塑料
塑料是以合成的高分子化合物为基础，加入辅助剂，如增塑剂、填料、稳定剂、润滑剂等制得。有的塑料产量大、用途广、价格低廉，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等，大量地用在塑料购物袋、包装袋、农用塑料薄膜、家具、日常用品等各个方面。另外一些塑料，如聚酰胺、聚甲醛、聚苯醚和聚碳酸酯等，是通过共聚、填充、增强和合金化等途径提高其应用性能，使它耐磨、耐压和耐拉，能耐较宽的温度变化范围，能在苛刻的环境条件下长期地使用，以适应工业部门发展的需要，如飞机、汽车、火车、轮船等新型交通工具的发展，计算机等信息产业，化工和制药设备的更新等。有些特殊的需要，如2008年北京奥运会主游泳馆“水立方”即是一个大型的塑料制品。
2. 橡胶
橡胶是一类线型柔性高分子化合物。其分子链的柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。顺丁橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶等通常用来制造轮胎及其他常用弹性制品。而具有特殊性能，如耐寒、耐热、耐油和耐臭等的特种橡胶(如硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶等)也已根据需要研制开发。
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