德国物理化学家是合成氨法的发明者因发明用氮气和氢气...
haber法合成氨
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
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
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
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
![[课外阅读]合成氨、化学武器和弗里茨·哈伯](https://img.taocdn.com/s3/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
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。
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△Leabharlann 应用：常温下，用Fe、Al制容器来盛装浓硫酸。
B.与非金属单质反应
△ 2H2SO4(浓)+C = 2H2O+2SO2↑+CO2↑ 硫酸的用途
浓硝酸
(1)不稳定性：
△ 4HNO3 或光照O2↑ +2H2O + 4NO2↑
保存： 密封于棕色瓶中,并放在阴暗处！ 久置浓硝酸为什么呈黄色？ 久置硝酸分解产生的NO2溶于溶液中,使得溶液变黄！
应用：做干燥剂
不能干燥 碱性气体：NH3 还原性气体：H2S
脱水性（蔗糖炭化实验） 将有机物中H、O原子按2：1的比例脱 去——物质本身不含水
强氧化性 A.与金属单质反应(实验4-9)
Cu＋2H2SO4（浓）= CuSO4＋SO2↑＋2H2O
a)加热时，绝大多数金属（Au、Pt除外） 能被浓硫酸氧化。 浓硫酸表现强氧化性、酸性 b)在常温下，使铝、铁等金属钝化。 钝化是因为形成了致密、坚固的氧化物薄膜，
(2)强氧化性
稀硝酸和浓硝酸都有强氧化性
A.与金属（除Au、Pt外）反应: Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
Cu+4H++2NO3
3Cu+8HNO3(稀)
Cu2++2NO2 +2H2O
3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
博施(Carl lBosch)，德国化 学工程专家。 将哈伯的合成氨研究 成果付诸实施于大规模的工 业化生产，发展了哈伯的研 究成果。他用了5年的时间， 进行了上万次的试验，才确 定了适合于合成氨用的催化 剂。他研制建造了能耐高温 和高压并能长期使用和操作 简便的合成氨装置。
一、氮的存在
二、氮的固定
【实验】用玻璃棒蘸浓氨水，与蘸有浓盐酸 的玻璃棒靠近，有何现象？为什么？
现象：产生大量白烟
NH3 + HCl = NH4Cl （白烟） NH3+HNO3=NH4NO3 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
-3 (3) NH3 的还原性
4NH3+5O2 △ = 4NO+6H2O
催化剂
2、铵盐
①铵盐都易溶于水 ②铵盐受热易分解
HNO3的作用： 酸性、氧化性
B.与非金属反应
C+4HNO3 2H2O+4NO2↑+CO2↑
硝酸的用途
是重要的化工原料，也是化 学实验室里必备的重要试剂。在 工业上可用于制化肥、农药、炸 药、染料、盐类等。
求助:报警:110 119 闭眼 戴眼罩 自 防毒面具 救 低头弯腰 互 低处跑 救 披棉被 逃 穿棉衣 生 捂湿毛巾 喷水 捂酸毛巾 喷酸 ……
处理方法
依据性质
刺激性气味气体 比空气密度小
液氨气化时吸收大量热 易液化 极易溶于水 氨水溶液显碱性
二、硫酸和硝酸的氧化性
• 酸的通性： 1）与指示剂作用 2）与活泼金属反应 3）与碱性氧化物反应 4）与碱反应 5）与某些盐反应
第四节 氨 硝酸
硫酸
1918年诺贝尔化学奖
德国物理化学 家。是合成氨法 的发明者。因发 明用氮气和氢气 直接合成氨的方 法, 获1918年诺 贝尔化学奖金
哈伯,F. Fritz Haber 1868～1934
1931年诺贝尔化学奖
柏吉斯,F Friedrich Bergius 1884～1949 德国燃料化学家.
△
3.氨的实验室制法
（1）试剂： 氯化铵晶体、消石灰固体
（2）原理：2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2H2O+2NH3↑
（3）装置： 固+固加热型 (与氧气的制取装置相同)
（4）收集： 向下排空气法
（5）验满：
湿润的红色石蕊试纸变蓝； (常见唯一的碱性气体)
（6）尾气吸收： 稀硫酸溶液
思考：氨水中存在哪些分子、哪些离子？ 分子：NH3、 H2O 、 NH3· H2O(主要) 离子：NH4+、OH-、微量H+
氨水的性质
①弱电解质:
NH3+H2O
NH3·H2O
+ NH4 +OH
②易挥发，不稳定，易分解
NH3·H2O = NH3 ↑+ H2O
保存：棕色试剂瓶、密封
△
⑵NH3与酸的反应
棉花的作用： 防止空气对流，提高集气的速度和纯度。
干燥氨气的常用试剂：
CaO、碱石灰等碱性干燥剂
注意：无水CaCl2不能干燥NH3（形成 CaCl2·8NH3) 实验室中还可以用哪些方法快速制氨气：
①加热浓氨水法 ②浓氨水加生石灰法
（生石灰吸水、溶解时放热） 浓氨水
氨的用途
制氮肥 铵盐
制硝酸 纯碱
1．定义：将游离的氮（N2）转变为氮的化合物的过程 2．方法：
制取氨气： N2 + 3H2
高温高压
催化剂
2NH3
喷泉实验
烧杯里的液体由玻璃管进入烧瓶，形成美 丽的喷泉；烧瓶中的液体呈 红色 ？ 。
①氨气极易溶于水（1∶700） 。使烧瓶内 气压急剧下降。 ②氨气水溶液呈 碱性 ？ 。
(1)、氨气与水的反应： NH3+H2O NH3· H 2O NH4++OH-
△ NH4HCO3 == NH3↑ + CO2↑+ H2O↑
△ NH4Cl == NH3 ↑ + HCl ↑
③铵盐与碱反应放出氨气
△ 2NH ↑+ Na SO + 2H O （NH4)2SO4 + 2NaOH == 3 2 4 2
一切铵盐的共同性质，实验室可利用这个性质
来检验NH
＋的存在。
实质： NH4+ + OH- == NH3 ↑ + H2O
浓硫酸
• • • • •
用于制易挥发 酸，如盐酸。
浓H2SO4的物理性质 A.色态：无色、粘稠的油状液体 B.沸点：约338℃——难挥发酸（高沸点酸） C.密度：1.84g/cm3——高密度酸 D.溶解性：跟水任意比互溶，溶解放出大量热。 [思考] 浓硫酸应如何稀释？
浓H2SO4的特性
吸水性 浓硫酸能够吸收现成的由水分子组成的 水——物质本身含水。
氨的用途
有机合成 工业原料
致冷剂
氨是制硝酸的重要 原料，如果以氨气、空 气、水为原料，如何实 现由氨到硝酸的转化？
假如你正处在液氨泄漏的 现场，你将如何去做？
假如你正处在液 氨泄漏的现场，你将 如何去做？
……短短十几分钟，整个天空被浓浓的 白雾笼罩，处处弥漫着刺鼻的气味，村民们携 家带口惊慌失措向村外狂奔。“白烟”过后， 有20人中毒，15人被冻僵，其中4人死亡。同 时大片的庄稼、蔬菜被熏死……