合成氨的催化机理与发现过程简介

     合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨为一种基本无机化工流程。现代化学工业中，氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。

    催化机理：热力学计算表明，低温、高压对合成氨反应是有利的，但无催化剂时，反应的活化能很高，反应几乎不发生。当采用铁催化剂时，由于改变了反应历程，降低了反应的活化能，使反应以显著的速率进行。

    合成氨反应的机理，首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附，使氮原子间的化学键减弱。接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用，在催化剂表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3，后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。

    上述反应途径可简单地表示为：xFe+N2→FexN，FexN+[H]吸→FexNH，FexNH+[H]吸→FexNH2，FexNH2+[H]吸FexNH3xFe+NH3

   发现过程：德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮气和氢气合成氨。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上。

    这是工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。