合成氨條件的選擇(用)

1、1、合成氨的化學(xué)反應(yīng)方程式、特點(diǎn)、合成氨的化學(xué)反應(yīng)方程式、特點(diǎn)2、分析合成氨的合適條件、分析合成氨的合適條件3、工業(yè)上合成氨的合適條件、工業(yè)上合成氨的合適條件4、選擇適宜化工生產(chǎn)條件的原則、選擇適宜化工生產(chǎn)條件的原則7、練習(xí)、練習(xí)目目 錄錄 6、小結(jié)、小結(jié)5、合成氨工業(yè)發(fā)展前景、合成氨工業(yè)發(fā)展前景8、哈伯和哈伯法合成氨背景資料、哈伯和哈伯法合成氨背景資料合成氨條件的選擇合成氨條件的選擇梅山高級(jí)中學(xué)梅山高級(jí)中學(xué) 韓菊仙韓菊仙資料資料諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)1918年頒給了德國(guó)化學(xué)家年頒給了德國(guó)化學(xué)家 哈伯哈伯（F.Haber ）1931年頒給了德國(guó)化學(xué)家年頒給了德國(guó)化學(xué)家 波施波施（C.Bosc

2、h）哈伯哈伯（F.Haber）（1868-1934） 是他發(fā)明了合成氨方法，是他發(fā)明了合成氨方法，并投入了生產(chǎn)；并投入了生產(chǎn)； 是他發(fā)明了合成氨廉價(jià)的催是他發(fā)明了合成氨廉價(jià)的催化劑，使生產(chǎn)效率顯著提高，化劑，使生產(chǎn)效率顯著提高，生產(chǎn)成本明顯降低。生產(chǎn)成本明顯降低。合成氨工業(yè)的發(fā)展歷程合成氨工業(yè)的發(fā)展歷程1、用、用N2 、H2為原料合成氨的工業(yè)生產(chǎn)，曾為原料合成氨的工業(yè)生產(chǎn)，曾是是 一個(gè)很艱巨的課題。一個(gè)很艱巨的課題。1900年，法國(guó)化學(xué)家勒夏特列認(rèn)為，年，法國(guó)化學(xué)家勒夏特列認(rèn)為， N2 、H2可以在高壓下直接化合成氨。但在用實(shí)驗(yàn)可以在高壓下直接化合成氨。但在用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)發(fā)生了爆炸，于是他覺(jué)得有

3、危險(xiǎn)，放驗(yàn)證時(shí)發(fā)生了爆炸，于是他覺(jué)得有危險(xiǎn)，放棄了研究。棄了研究。稍后，德國(guó)化學(xué)家能斯特，通過(guò)計(jì)算認(rèn)為稍后，德國(guó)化學(xué)家能斯特，通過(guò)計(jì)算認(rèn)為合成氨不能實(shí)現(xiàn)。使合成氨又慘遭厄運(yùn)。合成氨不能實(shí)現(xiàn)。使合成氨又慘遭厄運(yùn)。德國(guó)化學(xué)家哈伯知難而進(jìn)，德國(guó)化學(xué)家哈伯知難而進(jìn)，1908年年7月在實(shí)月在實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)室用用N2 、H2 在在600、200個(gè)大氣壓，合成出個(gè)大氣壓，合成出氨氨, 產(chǎn)率為產(chǎn)率為2。19111913年短短兩年內(nèi)年短短兩年內(nèi)產(chǎn)率不僅提高了，而且合成出了產(chǎn)率不僅提高了，而且合成出了1000噸液噸液氨。氨。 1918年獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。年獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 以后，合成氨技術(shù)又有了很多改進(jìn)，以后，合

4、成氨技術(shù)又有了很多改進(jìn)，使合成氨產(chǎn)量不斷提高。使合成氨產(chǎn)量不斷提高。 我國(guó)我國(guó)有合成氨生產(chǎn)企業(yè)有合成氨生產(chǎn)企業(yè)570多家，其中多家，其中2004年產(chǎn)量達(dá)年產(chǎn)量達(dá)30萬(wàn)噸以上的有萬(wàn)噸以上的有30家，超過(guò)家，超過(guò)50萬(wàn)噸的已有萬(wàn)噸的已有4家。預(yù)計(jì)今年全國(guó)合成氨產(chǎn)量家。預(yù)計(jì)今年全國(guó)合成氨產(chǎn)量有可能超過(guò)有可能超過(guò)46004600萬(wàn)噸，比上年增產(chǎn)約萬(wàn)噸，比上年增產(chǎn)約380380萬(wàn)萬(wàn)噸。產(chǎn)量位居世界第一。噸。產(chǎn)量位居世界第一。 我國(guó)我國(guó)合成氨生產(chǎn)情況怎樣？合成氨生產(chǎn)情況怎樣？ 假如你自己就是一個(gè)合成氨工廠的廠假如你自己就是一個(gè)合成氨工廠的廠長(zhǎng)，你最關(guān)心的是什么？對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程長(zhǎng)，你最關(guān)心的是什么？對(duì)整個(gè)生

5、產(chǎn)過(guò)程會(huì)有怎樣的要求？（常溫常壓下，合成氨會(huì)有怎樣的要求？（常溫常壓下，合成氨的反應(yīng)進(jìn)行得非常慢，幾乎不能覺(jué)察的反應(yīng)進(jìn)行得非常慢，幾乎不能覺(jué)察P57)P57)提高單位工作時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品的產(chǎn)量以及原提高單位工作時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品的產(chǎn)量以及原料的利用率，提高合成氨的生產(chǎn)效益。料的利用率，提高合成氨的生產(chǎn)效益。問(wèn)題問(wèn)題1 請(qǐng)同學(xué)們寫(xiě)出合成氨的化學(xué)反應(yīng)方請(qǐng)同學(xué)們寫(xiě)出合成氨的化學(xué)反應(yīng)方程式，并分析這個(gè)反應(yīng)有什么特點(diǎn)？程式，并分析這個(gè)反應(yīng)有什么特點(diǎn)？特點(diǎn)：特點(diǎn)：a、可逆反應(yīng)、可逆反應(yīng)b、正反應(yīng)為放熱反應(yīng)、正反應(yīng)為放熱反應(yīng)c、正反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)。、正反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)。N2+3H2 2NH3(正反應(yīng)為放熱

6、反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng))問(wèn)題問(wèn)題2 要提高合成氨的生產(chǎn)效益，具體應(yīng)從哪要提高合成氨的生產(chǎn)效益，具體應(yīng)從哪 些方面來(lái)考慮？些方面來(lái)考慮？要使氨生成得更快（即提高單要使氨生成得更快（即提高單位時(shí)間里氨的產(chǎn)量）位時(shí)間里氨的產(chǎn)量） 化學(xué)反應(yīng)速率問(wèn)題化學(xué)反應(yīng)速率問(wèn)題要使氨生成得更多（即提高平衡要使氨生成得更多（即提高平衡混合物里氨的含量）混合物里氨的含量） 化學(xué)平衡問(wèn)題化學(xué)平衡問(wèn)題提高合成氨的生產(chǎn)效益提高合成氨的生產(chǎn)效益討論討論 針對(duì)反應(yīng)特點(diǎn)，根據(jù)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，說(shuō)針對(duì)反應(yīng)特點(diǎn)，根據(jù)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，說(shuō)明要使合成氨的化學(xué)反應(yīng)速率增大，應(yīng)采取哪些措施？應(yīng)用化學(xué)明要使合成氨的化學(xué)反應(yīng)

7、速率增大，應(yīng)采取哪些措施？應(yīng)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理，說(shuō)明要提高平衡混合物中氨氣的含量，應(yīng)采取哪平衡移動(dòng)原理，說(shuō)明要提高平衡混合物中氨氣的含量，應(yīng)采取哪些措施？些措施？合成氨反應(yīng)合成氨反應(yīng)N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3（正反應(yīng)為放熱反應(yīng)）（正反應(yīng)為放熱反應(yīng)）使使NH3生成得快生成得快（從反應(yīng)速率分析）（從反應(yīng)速率分析）使使NH3生成得多生成得多（從化學(xué)平衡分析）（從化學(xué)平衡分析）壓強(qiáng)壓強(qiáng)溫度溫度催化劑催化劑濃度濃度目的目的選擇選擇條件條件高壓高壓高溫高溫使用催化劑使用催化劑增大反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)物濃度高壓高壓低溫低溫?zé)o影響無(wú)影響增大反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)物濃度 減小生成物濃度減小生

8、成物濃度請(qǐng)同學(xué)們對(duì)比下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，檢查自己的理論請(qǐng)同學(xué)們對(duì)比下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，檢查自己的理論推斷是否正確。推斷是否正確。分別從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡兩個(gè)角度分析合分別從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡兩個(gè)角度分析合成氨的合適條件成氨的合適條件。 結(jié)結(jié) 論論從反應(yīng)速率的角度看：從反應(yīng)速率的角度看：溫度越高、溫度越高、壓強(qiáng)越大，化學(xué)反應(yīng)越快，壓強(qiáng)越大，化學(xué)反應(yīng)越快， 使用使用合適的催化劑，反應(yīng)加快，單位合適的催化劑，反應(yīng)加快，單位時(shí)間內(nèi)生成的時(shí)間內(nèi)生成的NH3越多；越多；從化學(xué)平衡的角度看：從化學(xué)平衡的角度看：高壓、低高壓、低溫，平衡時(shí)生成物溫，平衡時(shí)生成物NH3的含量的含量（體積分?jǐn)?shù)）高。（體積分?jǐn)?shù)）高。

9、討論討論1、既然增大壓強(qiáng)可提高反應(yīng)速率，又可提高氨、既然增大壓強(qiáng)可提高反應(yīng)速率，又可提高氨的含量，那么在合成氨工業(yè)中壓強(qiáng)是否越大越的含量，那么在合成氨工業(yè)中壓強(qiáng)是否越大越好？好？2、既然降低溫度有利于平衡向生成氨的方向移、既然降低溫度有利于平衡向生成氨的方向移動(dòng)，那么在合成氨工業(yè)中溫度是否越低越好？動(dòng)，那么在合成氨工業(yè)中溫度是否越低越好？3、催化劑對(duì)化學(xué)平衡沒(méi)有影響，在合成氨工業(yè)、催化劑對(duì)化學(xué)平衡沒(méi)有影響，在合成氨工業(yè)中是否需要使用催化劑？中是否需要使用催化劑？一、合成氨的適宜條件一、合成氨的適宜條件提示提示 綜合考慮化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動(dòng)的綜合考慮化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動(dòng)的原理，再根據(jù)

10、工業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)和實(shí)際需要，選擇合原理，再根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)和實(shí)際需要，選擇合成氨的適宜條件。成氨的適宜條件。討論討論從表從表2-3數(shù)據(jù)表明，即使在數(shù)據(jù)表明，即使在500C和和30MPa的條的條件下，平衡混和物中氨的含量?jī)H達(dá)件下，平衡混和物中氨的含量?jī)H達(dá)26.4%，即，即轉(zhuǎn)化率仍不夠大，為了使平衡向生成氨的方向轉(zhuǎn)化率仍不夠大，為了使平衡向生成氨的方向移動(dòng)，提高移動(dòng)，提高N2、H2的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率,還可以采取哪些措還可以采取哪些措施？施？使用催化劑：使用催化劑：可以大大加快化學(xué)反應(yīng)速可以大大加快化學(xué)反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率，也提高了經(jīng)濟(jì)效益率，提高生產(chǎn)效率，也提高了經(jīng)濟(jì)效益合成氨的適宜條件合成氨的適宜條

11、件選擇合適的溫度：選擇合適的溫度：500左右，提高反應(yīng)左右，提高反應(yīng)速率，又是合成氨催化劑的活性溫度；速率，又是合成氨催化劑的活性溫度；選擇合適的壓強(qiáng)：選擇合適的壓強(qiáng)：20MPa50MPa，有利，有利于氨的合成，該壓強(qiáng)下進(jìn)行生產(chǎn)，對(duì)動(dòng)于氨的合成，該壓強(qiáng)下進(jìn)行生產(chǎn)，對(duì)動(dòng)力、材料、設(shè)備等來(lái)說(shuō)正合適。力、材料、設(shè)備等來(lái)說(shuō)正合適。濃度：濃度：將氨氣液化后及時(shí)分離出來(lái)，所將氨氣液化后及時(shí)分離出來(lái)，所得原料氣（過(guò)量得原料氣（過(guò)量N2、H2）循環(huán)使用，并）循環(huán)使用，并及時(shí)補(bǔ)充及時(shí)補(bǔ)充N2、H2合成氨的化學(xué)反應(yīng)原理合成氨的化學(xué)反應(yīng)原理 N2+3H2 2NH3鐵觸媒鐵觸媒 500C20MPa-50MPa合成氨工

12、業(yè)的主要流程：合成氨工業(yè)的主要流程：合成氨生產(chǎn)示意圖合成氨生產(chǎn)示意圖氫氮混和氣水冷器循環(huán)壓縮機(jī)合成氨簡(jiǎn)要流程示意圖液氨合成塔合成塔氨分離器氨分離器討論討論 工業(yè)上選擇適宜化工生產(chǎn)條件要堅(jiān)持工業(yè)上選擇適宜化工生產(chǎn)條件要堅(jiān)持 什么原則？什么原則？選擇適宜生產(chǎn)條件原則選擇適宜生產(chǎn)條件原則1、注意外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化、注意外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響的一致性，還要注意對(duì)化學(xué)平衡影響的一致性，還要注意對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響的矛盾性；學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響的矛盾性；2、既要注意溫度、催化劑對(duì)速率影響、既要注意溫度、催化劑對(duì)速率影響的一致性，又要注意催化劑的活性對(duì)的一致性，又要注意催化

13、劑的活性對(duì)溫度的限制；溫度的限制；3、既要注意理論上的需要，又要注意、既要注意理論上的需要，又要注意實(shí)踐中的可能性實(shí)踐中的可能性小結(jié)小結(jié)合成氨的適宜條件合成氨的適宜條件壓強(qiáng)：壓強(qiáng)：20MPa-50MPa溫度：溫度：500C左右左右催化劑：鐵觸媒催化劑：鐵觸媒濃度：將氨氣液化后及時(shí)分離出濃度：將氨氣液化后及時(shí)分離出來(lái)，所得原料氣（過(guò)量來(lái)，所得原料氣（過(guò)量N2、H2）循環(huán)使用，并及時(shí)補(bǔ)充循環(huán)使用，并及時(shí)補(bǔ)充N2、H2N2+3H2 2NH3鐵觸媒鐵觸媒 500C 20MPa-50MPa合成氨的反應(yīng)原理：合成氨的反應(yīng)原理：【練習(xí)】【練習(xí)】 硫酸工業(yè)中有一步反應(yīng)為：硫酸工業(yè)中有一步反應(yīng)為：2SO2SO2

14、 2(g)+O(g)+O2 2(g) 2SO(g) 2SO3 3(g)(g)( (正反應(yīng)為放熱反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)) )；合成氨反應(yīng)為：合成氨反應(yīng)為： ( (正反應(yīng)為正反應(yīng)為放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)) )。兩個(gè)反應(yīng)的條件是否相同？從化學(xué)平衡角度分析兩個(gè)反應(yīng)的條件是否相同？從化學(xué)平衡角度分析兩個(gè)反應(yīng)特點(diǎn)是否相同？試分析其中原因。兩個(gè)反應(yīng)特點(diǎn)是否相同？試分析其中原因。 5005000 0C C V V2 2O O5 5N N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 3 Fe Fe、5005000 0C C20MPa20MPa50MPa50MPa（已知常壓下平衡時(shí)（已知常壓下平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)為的體積分

15、數(shù)為91） 鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)1.對(duì)于合成氨的反應(yīng)來(lái)說(shuō)對(duì)于合成氨的反應(yīng)來(lái)說(shuō),使用催化劑和施加高壓使用催化劑和施加高壓,下列敘述中正確的是下列敘述中正確的是( )A.都能提高反應(yīng)速率都能提高反應(yīng)速率,都對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)無(wú)影響都對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)無(wú)影響B(tài).都對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)有影響都對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)有影響,都不影響達(dá)到平衡都不影響達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間狀態(tài)所用的時(shí)間C.都能縮短達(dá)到平衡狀態(tài)的時(shí)間都能縮短達(dá)到平衡狀態(tài)的時(shí)間,只有壓強(qiáng)對(duì)化只有壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)有影響學(xué)平衡狀態(tài)有影響D催化劑能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間催化劑能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間,而壓強(qiáng)無(wú)此作用而壓強(qiáng)無(wú)此作用C2、在一密閉容器中，、在一

16、密閉容器中，N2、H2合成氨的反應(yīng)已達(dá)到合成氨的反應(yīng)已達(dá)到平衡。此時(shí)再往容器中通入一定量平衡。此時(shí)再往容器中通入一定量N2,保持溫度和保持溫度和容器體積不變，當(dāng)反應(yīng)再次達(dá)到平衡時(shí)，與第一容器體積不變，當(dāng)反應(yīng)再次達(dá)到平衡時(shí)，與第一次平衡狀態(tài)相比（）次平衡狀態(tài)相比（）（）（）的百分含量增大的百分含量增大（）（）的濃度增大的濃度增大（）（）的轉(zhuǎn)化率提高的轉(zhuǎn)化率提高（）（）的轉(zhuǎn)化率提高的轉(zhuǎn)化率提高3、在合成氨工業(yè)中，為增加、在合成氨工業(yè)中，為增加NH3的日產(chǎn)量，下列的日產(chǎn)量，下列變化過(guò)程不能使平衡向右移動(dòng)的是：（變化過(guò)程不能使平衡向右移動(dòng)的是：（ ）(A)不斷將不斷將NH3分離出來(lái)分離出來(lái) (B)使用

17、催化劑使用催化劑(C)采用采用500 左右的高溫左右的高溫(D)采用采用20 0 MPa- 50MPa的壓強(qiáng)的壓強(qiáng)B C4、在合成氨時(shí)，可以提高、在合成氨時(shí)，可以提高H2轉(zhuǎn)化率的措施是（轉(zhuǎn)化率的措施是（ ）(A)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間 (B)充入過(guò)量充入過(guò)量H2(C)充入過(guò)量充入過(guò)量N2 (D)升高溫度升高溫度C5、關(guān)于氨的合成工業(yè)的下列說(shuō)法正確的是、關(guān)于氨的合成工業(yè)的下列說(shuō)法正確的是 （ ）(A)(A)從合成塔出來(lái)的氣體，其中氨一般占從合成塔出來(lái)的氣體，其中氨一般占15%15%，所以生，所以生產(chǎn)氨的工業(yè)的效率都很低產(chǎn)氨的工業(yè)的效率都很低(B)(B)由于由于NHNH3 3易液化，易液化，N

18、N2 2、H H2 2可循環(huán)使用，則總的說(shuō)來(lái)可循環(huán)使用，則總的說(shuō)來(lái)氨的產(chǎn)率很高氨的產(chǎn)率很高(C)(C)合成氨工業(yè)的反應(yīng)溫度控制在合成氨工業(yè)的反應(yīng)溫度控制在500 500 左右，目的左右，目的是使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行是使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行(D)(D)合成氨工業(yè)采用合成氨工業(yè)采用2020 MPa - - 50MPa 50MPa ，是因該條件，是因該條件下催化劑的活性最好下催化劑的活性最好B6、在一定條件下，將、在一定條件下，將N N2 2和和H H2 2的混和氣體通入固定容積的的混和氣體通入固定容積的密閉容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)：密閉容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)：N N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH

19、3 3 ( (正正反應(yīng)為放熱反應(yīng)反應(yīng)為放熱反應(yīng)) )下列圖像表示正確的是：下列圖像表示正確的是： （ ）A C (A) (B) (C) (D)背景資料背景資料哈伯和哈伯法合成氨哈伯和哈伯法合成氨 19 19世紀(jì)以前，一些有遠(yuǎn)見(jiàn)的化學(xué)家指出：考慮世紀(jì)以前，一些有遠(yuǎn)見(jiàn)的化學(xué)家指出：考慮到將來(lái)的糧食問(wèn)題，為了使子孫后代免于饑餓，我到將來(lái)的糧食問(wèn)題，為了使子孫后代免于饑餓，我們必須寄希望于科學(xué)家能實(shí)現(xiàn)大氣固氮。因此將空們必須寄希望于科學(xué)家能實(shí)現(xiàn)大氣固氮。因此將空氣中豐富的氮固定下來(lái)并轉(zhuǎn)化為可被利用的形式，氣中豐富的氮固定下來(lái)并轉(zhuǎn)化為可被利用的形式，在在2020世紀(jì)初成為一項(xiàng)受到眾多科學(xué)家注目和關(guān)切的世

20、紀(jì)初成為一項(xiàng)受到眾多科學(xué)家注目和關(guān)切的重大課題。哈伯就是從事合成氨的工藝條件試驗(yàn)和重大課題。哈伯就是從事合成氨的工藝條件試驗(yàn)和理論研究的化學(xué)家之一。理論研究的化學(xué)家之一。利用氮、氫為原料合成氨的工業(yè)化生產(chǎn)曾是一個(gè)較難的利用氮、氫為原料合成氨的工業(yè)化生產(chǎn)曾是一個(gè)較難的課題，從第一次實(shí)驗(yàn)室研制到工業(yè)化投產(chǎn)，約經(jīng)歷了課題，從第一次實(shí)驗(yàn)室研制到工業(yè)化投產(chǎn)，約經(jīng)歷了150150年的年的時(shí)間。時(shí)間。17951795年有人試圖在常壓下進(jìn)行氨合成，后來(lái)又有人在年有人試圖在常壓下進(jìn)行氨合成，后來(lái)又有人在5050個(gè)大氣壓下試驗(yàn)，結(jié)果都失敗了。個(gè)大氣壓下試驗(yàn)，結(jié)果都失敗了。1919世紀(jì)下半葉，物理化世紀(jì)下半葉，物理

21、化學(xué)的巨大進(jìn)展，使人們認(rèn)識(shí)到由氮、氫合成氨的反應(yīng)是可逆學(xué)的巨大進(jìn)展，使人們認(rèn)識(shí)到由氮、氫合成氨的反應(yīng)是可逆的，增加壓力將使反應(yīng)推向生成氨的方向：提高溫度會(huì)將反的，增加壓力將使反應(yīng)推向生成氨的方向：提高溫度會(huì)將反應(yīng)移向相反的方向，然而溫度過(guò)低又使反應(yīng)速度過(guò)??；催化應(yīng)移向相反的方向，然而溫度過(guò)低又使反應(yīng)速度過(guò)?。淮呋瘎?duì)反應(yīng)將產(chǎn)生重要影響。這實(shí)際上就為合成氨的試驗(yàn)提供劑對(duì)反應(yīng)將產(chǎn)生重要影響。這實(shí)際上就為合成氨的試驗(yàn)提供了理論指導(dǎo)。當(dāng)時(shí)物理化學(xué)的權(quán)威、德國(guó)的了理論指導(dǎo)。當(dāng)時(shí)物理化學(xué)的權(quán)威、德國(guó)的能斯特能斯特就明確指就明確指出：氮和氫在高壓條件下是能夠合成氨的，并提供了一些實(shí)出：氮和氫在高壓條件下是能

22、夠合成氨的，并提供了一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。法國(guó)化學(xué)家驗(yàn)數(shù)據(jù)。法國(guó)化學(xué)家勒夏特里勒夏特里第一個(gè)試圖進(jìn)行高壓合成氨的第一個(gè)試圖進(jìn)行高壓合成氨的實(shí)驗(yàn)，但是由于氮?dú)浠旌蜌庵谢爝M(jìn)了氧氣，引起了爆炸，使實(shí)驗(yàn)，但是由于氮?dú)浠旌蜌庵谢爝M(jìn)了氧氣，引起了爆炸，使他放棄了這一危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)。在物理化學(xué)研究領(lǐng)域有很好基礎(chǔ)他放棄了這一危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)。在物理化學(xué)研究領(lǐng)域有很好基礎(chǔ)的的哈伯哈伯決心攻克這一令人生畏的難題。決心攻克這一令人生畏的難題。哈伯首先進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)，探索合成氨的最佳哈伯首先進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)，探索合成氨的最佳物理化學(xué)條件。在實(shí)驗(yàn)中他所取得的某些數(shù)據(jù)與能物理化學(xué)條件。在實(shí)驗(yàn)中他所取得的某些數(shù)據(jù)與能斯特的有所不同，他并不盲從

23、權(quán)威，而是依靠實(shí)驗(yàn)斯特的有所不同，他并不盲從權(quán)威，而是依靠實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)，終于證實(shí)了能斯特的計(jì)算是錯(cuò)誤的。在一來(lái)檢驗(yàn)，終于證實(shí)了能斯特的計(jì)算是錯(cuò)誤的。在一位來(lái)自英國(guó)的學(xué)生位來(lái)自英國(guó)的學(xué)生洛森諾洛森諾的協(xié)助下，哈伯成功地設(shè)的協(xié)助下，哈伯成功地設(shè)計(jì)出一套適合于高壓實(shí)驗(yàn)的裝置和合成氨的工藝流計(jì)出一套適合于高壓實(shí)驗(yàn)的裝置和合成氨的工藝流程，這流程是：程，這流程是：在熾熱的焦炭上方吹入水蒸汽，可在熾熱的焦炭上方吹入水蒸汽，可以獲得幾乎等體積的一氧化碳和氫氣的混和氣體。以獲得幾乎等體積的一氧化碳和氫氣的混和氣體。其中的一氧化碳在催化劑的作用下，進(jìn)一步與水蒸其中的一氧化碳在催化劑的作用下，進(jìn)一步與水蒸汽反應(yīng)，得

24、到二氧化碳和氫氣。然后將混和氣體在汽反應(yīng)，得到二氧化碳和氫氣。然后將混和氣體在一定壓力下溶于水，二氧化碳被吸收，就制得了較一定壓力下溶于水，二氧化碳被吸收，就制得了較純凈的氫氣。同樣將水蒸汽與適量的空氣混和通過(guò)純凈的氫氣。同樣將水蒸汽與適量的空氣混和通過(guò)紅熱的炭，空氣中的氧和碳便生成一氧化碳和二氧紅熱的炭，空氣中的氧和碳便生成一氧化碳和二氧化碳而被吸收除掉，從而得到了所需要的氮?dú)??；级晃粘?，從而得到了所需要的氮?dú)?。氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蜌怏w在高溫高壓的條件下及氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蜌怏w在高溫高壓的條件下及催化劑的作用下合成氨。但什么樣的高溫和高壓條催化劑的作用下合成氨。但什么樣的高溫和高壓條件為最佳？以什么樣的催化劑為最好？這還必須花件為最佳？以什么樣的催化劑為最好？這還必須花大力氣進(jìn)行探索。以楔而不舍的精神，經(jīng)過(guò)不斷的大力氣進(jìn)行探索。以楔而不舍的精神，經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，哈伯終于在哈伯終于在19091909年年取得了鼓舞人心的取得了鼓舞人心的成果。這就是在成果。這就是在600600的高溫、的高溫、200200個(gè)大氣壓和鋨為個(gè)大氣壓和鋨為催化劑的條件下，能得到產(chǎn)率約為催化劑的條件下，能得到產(chǎn)率約為8 8的合成氨的合成氨。8 8的轉(zhuǎn)化率不算高