下载文档原格式
哈伯法合成氨是一种化学方法，由德国化学家弗里茨·哈伯（Fritz Haber）发明。
该方法是在高温高压下，用氮气和氢气合成氨气。
具体步骤如下：
1. 氮气和氢气在高温高压下通过铁催化剂反应生成氨气和水蒸气。
2. 水蒸气通过冷却器冷凝成液态水。
3. 液态氨气和水蒸气通过分离器分离。
4. 分离后的氨气被干燥并冷却到常温。
5. 最终，干燥的氨气被储存在储罐中，可用于生产肥料和其他用途。
哈伯法合成氨是最常用的合成氨方法之一，也是人类历史上最重要的化学工艺之一。
它解决了全球对肥料的需求，对农业生产和粮食安全做出了巨大贡献。
然而，该方法也存在一些缺点，例如需要高温高压条件下的设备和操作危险性较高，同时也会产生大量的温室气体二氧化碳。
合成氨相关知识点合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于农业、化工、医药等领域。
它是一种无色气体，具有刺激性气味，可以作为氮肥、制冷剂、合成其他化学品的原料等。
本文将从合成氨的历史、制备方法、应用领域等方面介绍合成氨的相关知识点。
一、合成氨的历史合成氨的历史可以追溯到19世纪。
当时，德国化学家弗里德里希·维勒发现了一种将氮气与氢气反应得到氨的方法，这被认为是合成氨的首次成功制备。
随后，格哈特·诺贝尔等科学家在维勒的基础上进行了进一步研究，发展出了工业化生产合成氨的方法。
二、合成氨的制备方法合成氨的主要制备方法有哈柏-博斯曼法和奥斯特瓦尔德法。
哈柏-博斯曼法是最早使用的工业化合成氨方法，它是通过高温高压下将氮气和氢气催化反应得到氨。
奥斯特瓦尔德法则是一种更为高效的制备合成氨的方法，它是在铁铑催化剂的作用下，将氮气和氢气在适当温度和压力下反应生成氨。
三、合成氨的应用领域1. 农业领域：合成氨是一种重要的氮肥原料。
它可以与其他元素结合，制成氮肥产品，为植物提供充足的氮源，促进植物生长。
合成氨还可以直接用于土壤改良，提高土壤肥力。
2. 化工领域：合成氨是合成其他化学品的重要原料。
例如，合成氨可以与甲醇反应生成甲醇胺，用于制造涂料、纤维、塑料等产品。
此外，合成氨还可以用于制造硝酸、尿素等化学品。
3. 医药领域：合成氨可以作为一种药物原料，用于制造抗生素、维生素等药物。
合成氨还可以用于制造化妆品、洗涤剂等日用品。
4. 制冷领域：合成氨具有良好的制冷性能，可以用作制冷剂。
它被广泛应用于冰箱、空调等制冷设备中。
四、合成氨的环境影响合成氨的生产和应用过程中会产生一定的环境影响。
首先，合成氨的制备过程需要消耗大量的能源，导致二氧化碳等温室气体的排放增加。
其次，合成氨的使用过程中，如果没有正确处理和储存，可能会对土壤和水体造成污染。
因此，合成氨的生产和应用需要严格控制和管理，以减少环境影响。
合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于农业、化工、医药等领域。
合成氨的发明者哈伯哈伯法合成氨的发明者哈伯 Fritz Haber 1868一1934 在化学发展史上，有一位化学家，虽早已长眠地下，却曾给世人留下过关于他的功过是非的激烈争论。
他就是本世纪初世界闻名的德国物理化学家、合成氨的发明者弗里茨·哈伯（Fritz Haber）。
赞扬哈伯的人说：他是天使，为人类带来丰收和喜悦，是用空气制造面包的圣人；诅咒他的人说：他是魔鬼，给人类带来灾难、痛苦和死亡，针锋相对、截然不同的评价，同指一人而言，令人愕然；哈伯的功过是非究竟如何，且看这位化学家一生所走的辉煌而又坎坷的道路。
哈伯与诺贝尔化学奖翻阅诺贝尔化学奖的记录，就能看到处1916—1917年没有颁奖，因为这期间，欧洲正经历着第一次世界大战，1918年颁了奖，化学奖授予德国化学家哈伯。
这引起了科学家的议论，英法等国的一些科学家公开地表示反对，他们认为，哈伯没有资格获得这一荣誉。
这究竟是为什么？随着农业的发展，对氮肥的需求量在迅速增长。
在19世纪以前，农业上所需氮肥的来源主要来自有机物的副产品，如粪类、种子饼及绿肥。
1809年在智利发现了一个很大的硝酸钠矿产地，并很快被开采。
一方面由于这一矿藏有限，另一方面，军事工业生产炸药也需要大量的硝石，因此解决氮肥来源必须另辟途径。
一些有远见的化学家指出：考虑到将来的粮食问题，为了使子孙后代免于饥饿，我们必须寄希望于科学家能实现大气固氮。
因此将空气中丰富的氮固定下来并转化为可被利用的形式，在20世纪初成为一项受到众多科学家注目和关切的重大课题。
哈伯就是从事合成氨的工艺条件试验和理论研究的化学家之一。
利用氮、氢为原料合成氨的工业化生产曾是一个较难的课题，从第一次实验室研制到工业化投产，约经历了150年的时间。
1795年有人试图在常压下进行氨合成，后来又有人在50个大气压下试验，结果都失败了。
19世纪下半叶，物理化学的巨大进展，使人们认识到由氮、氢合成氨的反应是可逆的，增加压力将使反应推向生成氨的方向：提高温度会将反应移向相反的方向，然而温度过低又使反应速度过小；催化剂对反应将产生重要影响。
氨的工业合成
氨的工业合成主要是通过哈伯-博士过程实现的。
该过程是由德国化学家卡尔·博丁和弗里茨·哈伯在20世纪初开发的一种重要的工业化学合成方法。
该过程的主要步骤包括以下几个方面：
1. 原料准备：将氮气(N2)和氢气(H2)作为原料，通常采用空气分离装置分离出氮气和氢气。
氮气主要来自空气中的78%的氮气，而氢气则来自于天然气或煤矿瓦斯等。
2. 氮氢反应：将氮气和氢气经过压缩、加热，通过催化剂的作用下进行反应，生成氨。
常用的催化剂是铁-钾催化剂，它可以在适当的温度和压力下加速氮氢反应的进行。
3. 分离纯化：通过冷凝、吸附和分离等过程，从反应产物中分离出氨气。
这一步骤主要是为了提高氨的纯度和减少杂质。
4. 氨的压缩储存：将氨气压缩成液态，便于储存和运输。
一般情况下，氨气会在低温和高压下压缩成液态。
5. 氨的利用：氨气可以广泛应用于农业、化工、医药等领域，用作制造肥料、合成化学品、制冷剂等。
总的来说，氨的工业合成主要通过哈伯-博士过程实现，该过程使用氮气和氢气为原料，经过催化剂的作用进行反应，生成
氨气，然后经过分离纯化和压缩储存等步骤，最终用于工业应用。
哈伯法合成氨方程式
哈伯法合成氨方程式指的是一种利用氮气和氢气反应产生氨气的化学反应方程式。
该方程式由著名的德国化学家卡尔·威廉·哈伯于1913年提出，被广泛应用于工业生产中。
其化学方程式如下：N2+3H2→2NH3
该方程式表示，在高温高压条件下，氮气和氢气会发生反应，并生成氨气。
其中，N2表示氮气，H2表示氢气，NH3表示氨气。
这个化学反应是一个放热反应，需要一定的能量输入才能启动。
同时，该反应也是可逆反应，根据勒-沙特列定律，若在恰当的条件下运用适当的催化剂，可以实现反应的逆向过程。
哈伯法合成氨方程式的发明，对于解决人类粮食生产和繁荣社会经济发展具有重大意义。
通过这种化学反应，可以将大量的氮气和氢气合成氨气，而氨气是植物和动物所必需的重要成分，也是化肥的重要原料之一。
因此，该化学反应被广泛应用于农业生产和化工生产领域，对于推动人类社会的发展进步有着重要的贡献。
![[课外阅读]合成氨、化学武器和弗里茨·哈伯](https://img.taocdn.com/s1/m/19194ab35a8102d276a22ffa.png)
[课外阅读]合成氨、化学武器和弗里茨·哈伯弗里茨·哈伯，德国化学家，出生在德国西里西亚布雷斯劳（现为波兰的弗罗茨瓦夫）的一个犹太人家庭。
1909年，成为第一个从空气中制造出氨的科学家，使人类从此摆脱了依靠天然氮肥的被动局面，加速了世界农业的发展，因此获得1918年瑞典科学院诺贝尔化学奖。
一战中，哈伯担任化学兵工厂厂长时负责研制、生产氯气、芥子气等毒气，并使用于战争之中，造成近百万人伤亡，遭到了美、英、法、中等国科学家们的谴责。
1934年1月29日，哈伯因突发心脏病逝世于瑞士的巴塞尔。
人物介绍：弗里茨·哈伯，哈伯法合成氨的发明者Fritz Haber 1868一1934在化学发展史上，有一位化学家，虽早已长眠地下，却曾给世人留下过关于他的功过是非的激烈争论。
他就是本世纪初世界闻名的德国物理化学家、合成氨的发明者弗里茨·哈伯（Fritz Haber）。
赞扬哈伯的人说：他是天使，为人类带来丰收和喜悦，是用空气制造面包的圣人；诅咒他的人说：他是魔鬼，给人类带来灾难、痛苦和死亡，针锋相对、截然不同的评价，同指一人而言，令人愕然；哈伯的功过是非究竟如何，且看这位化学家一生所走的辉煌而又坎坷的道路。
1868年12月9日哈伯出生于西里西亚的布雷斯劳（现为波兰的弗罗茨瓦夫），父亲是知识丰富又善经营的犹太染料商人，耳闻目睹，家庭环境的熏陶使他从小和化学有缘。
哈伯天资聪颖，好学好问好动手，小小年纪就掌握了不少化学知识，他曾先后到柏林、海德堡、苏黎世求学，做过著名化学家霍夫曼和本生的学生。
大学毕业后在耶拿大学一度从事有机化学研究，撰写过轰动化学界的论文，哈伯19岁就破格被德国皇家工业大学授于博士学位，1896年在卡尔斯鲁厄工业大学当讲师，1901年哈伯和美丽贤慧的克拉克小组结为伉俪。
1906年起哈伯任物理化学和电化学教授。
生平经历：执迷于化学从小就对化学工业有力浓厚的兴趣。
高中毕业后，哈伯先后到柏林、海德堡、苏黎世上大学。
合成氨发展史合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于农业、化肥、化学工业等领域。
它的发展历程可以追溯到19世纪末的德国。
本文将从历史的角度来探讨合成氨的发展史。
19世纪末，德国化学家弗里德里希·奥斯卡·巴斯纳（Friedrich Oscar Bosch）和卡尔·博斯（Carl Bosch）开始研究氨的合成方法。
当时，氨主要通过植物固氮和煤气化反应从气体中提取。
然而，这种方法效率低下，成本高昂，无法满足工业需求。
巴斯纳和博斯在研究中发现，通过高温和高压条件下，将氮气和氢气进行催化反应，可以合成氨。
于是，他们开始尝试使用铁作为催化剂，并在1910年成功地实现了工业化合成氨的试验。
然而，这个方法的实施并不容易。
高温高压条件下的反应对设备和催化剂提出了很高的要求。
巴斯纳和博斯花费了数年时间改进设备和催化剂，最终于1913年建立了第一个工业化的合成氨厂。
合成氨的工业化生产在发展初期遇到了很多问题。
首先，高温高压条件下的反应对设备的耐压性要求很高，这导致了设备的频繁故障和维修。
其次，铁催化剂的性能不稳定，容易失活，需要经常更换。
这些问题使得合成氨的生产成本居高不下。
随着时间的推移，合成氨的生产技术逐渐得到改进和完善。
20世纪30年代，德国化学家卡尔·博斯和他的团队提出了一种新的催化剂——铁-铝合金催化剂。
这种催化剂具有更好的活性和稳定性，使得合成氨的生产效率得到了大幅提升。
在二战期间，合成氨的生产技术得到了进一步的发展。
由于战争的需要，合成氨被广泛用于制造炸药。
为了提高生产效率，德国在合成氨生产中使用了更高的压力和更高的温度，从而使合成氨的产量大幅增加。
战后，合成氨的生产技术继续得到改进。
20世纪60年代，美国化学家阿尔弗雷德·埃尔登（Alfred E. Edden）提出了一种新的催化剂——铁-钼催化剂。
这种催化剂具有更高的活性和选择性，使合成氨的生产过程更加高效和稳定。
哈伯博斯制氨法Title: The Haber-Bosch Process for Ammonia Synthesis哈伯博斯制氨法是一种工业生产氨的重要过程，由德国化学家弗里茨·哈伯和卡尔·博斯于1909年独立发现。
这一方法在全球范围内被广泛应用于制造氨，是化肥工业的基石。
The Haber-Bosch process is a crucial industrial method for the production of ammonia, independently discovered by German chemists Fritz Haber and Carl Bosch in 1909.This method is widely used globally for ammonia manufacturing and forms the foundation of the fertilizer industry.该过程在高温、高压以及铁催化剂的作用下，将氮气（N2）与氢气（H2）转化为氨气（NH3）。
这一转化极为重要，因为它为农业提供了大量的氮肥，从而极大地提高了农作物的产量。
Under the conditions of high temperature and pressure, along with the action of iron catalysts, this process converts nitrogen gas (N2) and hydrogen gas (H2) into ammonia gas (NH3).This conversion is highly significant as it provides a large amount of nitrogenous fertilizer for agriculture, thereby greatly increasing crop yields.然而，哈伯博斯制氨法也有其挑战和限制。
合成氨的发明
合成氨的发明被视为工业革命的重要里程碑。
合成氨是指通过将
氮气与氢气在高压和高温下经过合成反应生成的化学物质。
这一过程
最早由德国化学家弗里茨·哈伯和卡尔·博丁发明于20世纪初。
他们
发现，通过使用铁作为催化剂，氮气和氢气可以在适当的条件下发生
反应，合成出氨。
合成氨的发明对于农业和化学工业有着重要的影响。
在农业方面，氨是合成肥料的主要成分，大量的氨的生产使得农民可以使用更多的
肥料来提高农作物的产量。
此外，合成氨还用于生产化学品，如塑料、纤维和炸药等。
这使得化学工业得以迅速发展，促进了工业化的进程。
合成氨的发明不仅改变了农业和化学工业，而且对能源行业也产
生了深远的影响。
合成氨是制造合成燃料和液体燃料的基础，为国家
的能源供应提供了更多的选择。
此外，合成氨还用于净化废水和净化
空气等环保领域。
总的来说，合成氨的发明对于人类社会产生了巨大的影响。
它不
仅提高了农作物的产量，改善了人们的生活水平，还促进了化学工业
的发展，为能源行业提供了新的发展方向，并在环保领域发挥了重要
的作用。
合成氨综述一、概述德国化学家哈伯，从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。
于1908年申请专利，即“循环法”，在此基础上，他继续研究，于1909年改进了合成，氨的含量达到6%以上。
合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。
经过近百年的发展，合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流程，但都是由三个基本部分组成，即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。
氨的合成，必须制备合成氨的氢、氮原料气。
氮可取之于空气或将空气液化分离而制得，氮气或使空气通过燃料层汽化将产生CO或CO2转化为原料气。
氢气一般常用含有烃类的各种燃料制取，亦通过焦碳，无烟煤，重油等为原料与水作用的方法制取。
由于我国煤储量丰富，所以以煤为原料制氨在我国工业生产中广泛使用。
合成氨的过程一般可分为三个步骤：1 原料气制取：即利用一些物质制备出含有氢、氮一定比例的原料气。
2 原料气净化：任何制气方法所得的粗原料气，除含有氢和氮外，还含有硫化氢、有机硫、一氧化碳、二氧化碳和少量氧，这些物质对氨合成催化剂均有害，需进行脱除，直至百万分之几的数量级为止。
在间歇式煤气炉制气流程中，脱硫置于变换之前，以保护变换催化剂的活性。
3 合成：将合格的氢氮混合气体压缩到高压，在催化剂作用下合成氨气。
二、粗原料气的制取1、气态烃类蒸汽转化法烃类蒸气转化系将烃类与蒸汽的混合物流经管式炉管内催化剂床层，管外加燃料供热，使管内大部分烃类转化为H2、CO和CO2。
然后将此高温（850~860℃）气体送入二段炉。
此处送入合成氨原料气所需的加N2空气，以便转化气氧化并升温至1000℃左右，使CH4的残余含量降至约0.3%，从而制得合格的原料气。
天然气的主要成分为CH4，以天然气为原料的蒸汽转化反应为：（1）一段转化反应422CH +H O g CO+3H →（）222CO+H O g CO +H →（）（2）二段转化反应催化剂床层顶部空间燃烧反应：2222H +O 2H O(g)→ 22CO+O 2CO →催化剂床层中进行甲烷转化和变换反应：422CH +H O g CO+3H →（）222CO+H O g CO +H →（）镍催化剂是目前工业上常用的催化剂。
