合成氨固氮法是如何发明与应用的？
N2+3H2=2NH3（可逆反应，条件高温高压催化剂）
人工固氮长期以来，人们期望着农田中粮食作物能像豆科植物一样有固氮能力，以减少对 化肥的依赖。70年代首先实现了细菌之间的固氮 ... 目前主要在合成氨中实现人工固氮（工业上通常用H2和N2 在催化剂、高温、高压下合成氨，化学方程式：N2 + 3H2=（高温高压催化剂）2NH3）。 所有的含氮化学肥料也主要是由氨加工制成的。人称这种合成氨方法为哈伯－博施法，这是具有世界意义的人工固氮技术的重大成就。 是化工生产实现高温、高压、催化反应的第一个里程碑。合成氨的原料来自空气、煤和水， 因此是最经济的人工固氮法，从而结束了人类完全依靠天然氮肥的历史。最近，两位希腊化学家，位于Thessaloniki的阿里斯多德大学的George Marnellos和MichaelStoukides发明了一种合成氨的新方法(Science，2Oct．1998，P98)。在常压下，令氢与用氦稀释的氮分别通入一加热到570℃的以锶-铈-钇-钙钛矿多孔陶瓷(SCY)为固体电解质的电解池中，用覆盖在固体电解质内外表面的多孔钯多晶薄膜的催化，转化为氨，转化率达到78%；对比：几近一个世纪的哈伯法合成氨工艺通常转化率为10至15%！他们用在线气相色谱检测进出电解池的气体，用HCl吸收氨引起的pH变化估算氨的产率，证实提高氮的分压对提高转化率无效；升高电流和温度虽提高质子在SCY中的传递速度却因SCY导电率受温度限制，升温反而加速氨的分解。 闪电能使空气里的氮气转化为一氧化氮，一次闪电能生成80～1500kg的一氧化氮。这也是一种自然固氮。自然固氮远远满足不了农业生产的需求。自然固氮方程式1)N2+O2===2NO2)2NO+O2===2NO23)3NO2+H2O===2HNO3+NO 生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程。固氮微生物固定的氮的含量远非人工固氮和高能固氮所比，可以说，自然界中固定氮主要是靠生物固氮。生物固氮在自然界的氮循环中有着十分重要的意义。豆科植物的根瘤菌，还有牧草和其他禾科作物根部的固氮螺旋杆菌、一些原核低等植物——固氮蓝藻、自生固氮菌体内都含有固氮酶，这些酶有固氮作用。这一类属自然固氮的生物固氮。其反应式可以概括为：N2 + e + H+ + ATP ——→ NH3 + ADP + Pi 植物通过根部对含氮的无机化合物的吸收，以及植物叶片对氮的吸收，都可以固定氮。
地球上倍增的人口，要求人类生产出更多的粮食来支撑。但是，地球的空间是固定的，人均的土地不会增加。解决问题的办法之一便是设法对粮食亩产量的提高。粮食作物的生长需要磷肥、钾肥和氮肥，没有这些肥料，就难有好收成。因此，各种肥料的重要性和氮肥在各种肥料中的关键作用逐渐被人们所认识。
过去，氮肥以硝酸钠和硫酸铵的形式被大量使用。由于需要量的迅速增加，人们不禁开始担心硝酸钠会很快用光，硫酸铵也将出现短缺现象。因此，固氮问题引起了科学界的高度重视。氮气约占地球整个空气的4/5。尽管空气中有大量的游离氮，但氮的化学性质很不活泼，直接利用很困难。科学家发现，在自然界常温状态下，游离氮只能被一种在豆科植物上生成的细菌直接利用，这种细菌叫做根瘤菌。根瘤菌有一种绝妙的本领，那就是它具有固氮的功能，能够在常温下将空气中的氮气转化成自身所需要的氮肥。
1902年，德国卡尔斯鲁厄工程学院化学教授哈柏开始了固定氮为氮氧化物和氨（氮的最普通的化合物）的研究这一划时代的科研工作。在化学平衡理论的指导下，他开始一点一点地、耐心地进行试验。他曾把能够经受数百个大气压的反应容器镶嵌在枪弹壳里，利用阿马埃尔社团的瓦斯灯公司提供的铂、钨、铀等稀有金属材料，冒着高温、高压的危险不断实验寻找着新的催化剂。
1907年，哈柏等人终于在约550℃和150至250个大气压的不寻常的高压条件下，成功地得到了8.25%的氮的化合物——氨，并第一次成功地制得了0.1公斤的合成氨，从而使合成氨的研制工作有可能突破实验室，开始进入实用领域转变成工业化生产。
1909年，哈柏又提出“循环”的概念。所谓“循环”，就是让没有发生化学反应的氮气和氢气重新回到反应器中去，而把已反应的氨通过冷凝分离出来。这样，周而复始，可以提高合成氨的获得率，使流程实用化。这一概念的提出，可以说是合成氨研制技术迈向工业化进程中具有决定性意义的重大突破。
1919年，瑞典科学院考虑到哈柏发明的合成氨已在经济生产中显示出巨大的作用，便决定为哈柏颁发1918年度的世界科学最高荣誉——诺贝尔化学奖，以表彰他在合成氨研究方面的卓越贡献。哈柏在领奖时发表的讲话中，曾将合成氨发明的特点说成是“将石头变成面包”，不想竟引起了全世界科学界的一致暴怒。一些评论家甚至将哈柏的发明与德国发动第一次世界大战联系起来，认为他的发明也使得德国战时炸药的生产能力大为增强。
不管哈柏本人的比喻是否恰当，但是他的发明的确开辟了人类直接利用游离状态氨的途径，也开创了高压合成氨的化学方法。它的意义不仅仅是使大气中的氮气变成了生产化肥“取之不尽、用之不竭”的廉价来源，而且使得农业生产发生了根本的变革。同时，这项发明也大大推动了与之有关的科学、技术的发展。如1923年，在100至200个大气压条件下甲醇的合成；1926年，在100个大气压条件下的人造石油；1937年，在1400个大气压条件下的高压聚乙烯生产等，无不与合成氨理论的建立和发展有关。从这一点来说，哈柏开创了化学科研事业的新时代。
科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究.(1)目前合成氨的技术原理为...
2NH 3 （g），A．向容器中按原比例再充入原料气，则压强增大，平衡向右移动，氢气的转化率增大，故A正确；B．向容器中再充入惰性气体，则各组分浓度不变，平衡不移动，氢气的转化率不变，故B错误；C．改变反应的催化剂，不影响平衡的移动，氢气的转化率不变，故C错误；D．液化生成物分离出氨，...
生物固氮的过程是怎样的?越详细越好》
（1）生物固氮的概念 生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。固氮微生物主要是指具有固氮功能的细菌，还包括有固氮功能的蓝藻和放线菌。（2）固氮微生物的类型 固氮生物都属于个体微小的原核生物，所以，固氮生物又叫做固氮微生物。根据固氮微生物的固氮特点以及与植物的关系，可以将它们分...
【三选一—选修化学与技术】 合成氨是目前人工固氮的主要方法。利用天然...
(1)3H 2 S+2Fe(OH) 3 =Fe 2 S 3 +6H 2 O(2)2Fe 2 S 3 +6H 2 O+3O 2 =4Fe(OH) 3 +6S ；K 2 CO 3 、N 2 、H 2 (3)69.2%(4)平衡移动原理(5)勒夏特列原理、影响反应速率的因素
一种“人工固氮”的新方法是在光照条件下,N2在催化剂表面与水蒸气发生反...
mol-1-3093kJ?mol-1=+630kJ?mol-1，故答案为：N2（g）+3H2O（g）2NH3（g）+32O2（g）；△H=+630kJ?mol-1；（2）①50℃时从开始到3h内，根据化学反应速率公式v（NH3）=△c△t=6.0×10-6mol\/l3h=2.0×10-6（mol\/（l?h）），氨气的反应速率和氧气的反应速率之比等于系数之比...
生物固氮氮循环简介
动植物的遗体和排泄物通过微生物分解为氨，称为氨化作用。在有氧条件下，硝化细菌促使氨或铵盐氧化成硝酸盐，即硝化作用。而在氧气不足时，硝酸盐会被还原为亚硝酸盐，最终返回大气的氮循环过程被称为反硝化作用。大气中的氮气通过固氮作用被还原成氨，这一过程对植物的利用至关重要。地球上固氮主要有...
人工固氮怎么提现氮被还原,化合价不是上升了吗?
人工固氮原理：N2 + 3H3 = 2NH3氮元素化合价由0价降低到-3价，根据降得还，可知氮元素被还原。如有不懂之处，欢迎追问。
生物固氮固氮微生物
在自然界中，存在着一类原核微生物，如细菌和放线菌，它们具有独特的固氮功能，将大气中的氮气转化为氨，从而被称为固氮微生物。这个过程完全由生物自发完成，无需外部能源和设备，显著减少了能源消耗，对环保具有积极意义。固氮过程不产生污染物，有利于维护生态平衡，同时降低农产品中硝酸和亚硝酸的含量，...
高一化学问题,自然固氮的两条途径是啥?
生物固氮和闪电固氮 闪电固氮是氮气和氧气放电生成一氧化氮，一氧化氮与氧气生成二氧化氮，二氧化氮与水生成硝酸，硝酸与土壤中的矿物质生成硝酸盐被植物利用
根瘤菌的固氮作用原理
1. 大豆根部的根瘤菌能够将氮气转化为氨（NH3）的形式。这一过程的原理大致是：N2 + 3H2 → 细菌作用 → 2NH3。2. 在根瘤菌中，钼铁红蛋白质催化N2还原为二氧化氮。3. 根瘤菌主要是指那些与豆类作物根部共生，能够形成根瘤并进行固氮的细菌。这些细菌通常指的是根瘤菌属和慢生根瘤菌属。这两个属...
...和 工业用氮气和氢气合成氨 哪个 是固氮反应
氮气和氢气合成氨是固氮反应，固氮反应的概念是将游离态的氮转化为化合态的氮，如自然界中的根瘤菌就可以将空气中的氮气转化为有机物，这就就属于一个固氮过程。而一氧化氮与氧气反应产生二氧化氮就不是固氮过程，因为之前的一氧化氮是化合物。
侯馥消风：[答案] (1) N2 + 3H2 = 2NH3起始: 0.8 1.6 0转化: 0.2 0.6 0.4平衡: 0.6 1.0 0.4K=c(NH3)^2 / [c(N2)·c(H2)^3]=(0.4)^2÷[0.6*(1.0)^3]=4/15.(2)C、D.(3)阳极反应:3H2 - 6e- =...
昌都地区13569675130： 天然固氮和人工固氮,雷雨发庄稼的原理 - ？
侯馥消风： 将空气中的游离氮转化为化合态氮的过程,称为固氮(nitrogen fixation) 人工固氮和天然固氮 1、人工固氮 工业上通常用H2和N2 在催化剂、高温、高压下合成氨 最近,两位希腊化学家,位于Thessaloniki的阿里斯多德大学的George ...
昌都地区13569675130： 合成氨的固氮研究是怎样?合成氨的固氮研究是怎样的 ？
侯馥消风： 中国有两个研究组于1973~1974年间,不约而同地提出了含钼铁的三核、四核活性中心模型,能较好地解释固氮酶的一系列性能,但其结构细节还有待根据新的实验结果精确化
昌都地区13569675130： 固氮作用的生物固氮 - ？
侯馥消风： 生物固氮是固氮微生物的一种特殊的生理功能,已知具固氮作用的微生物约近50个属,包括细菌、放线菌和蓝细菌(即蓝藻),它们的生活方式、固氮作用类型有较大区别,但细胞内都具有固氮酶.不同固氮微生物的固氮酶均由钼铁蛋白和铁蛋...
昌都地区13569675130： 人工固氮是什么? - ？
侯馥消风：[答案] 工业上通常用H2和N2 在催化剂、高温、高压下合成氨 (3H2+N2=催化剂,高温=2NH3) 最近,两位希腊化学家,位于Thessaloniki的阿里斯多德大学的George Marnellos和MichaelStoukides发明了一种合成氨的新方法(Science,2Oct.1998,P98)....
昌都地区13569675130： 合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响. (1) 500℃、50MPa时,在容 - ？
侯馥消风： (1) N2 + 3H2 = 2NH3 起始: 0.8 1.6 0 转化: 0.2 0.6 0.4 平衡: 0.6 1.0 0.4 K=c(NH3)^2 / [c(N2)·c(H2)^3]=(0.4)^2÷[0.6*(1.0)^3]=4/15.(2)C、D.(3)阳极反应:3H2 - 6e- = 6H+;阴极反应:N2 + 6e- + 6H+ = 2NH3.(4)因为气体密度均为标准状...
昌都地区13569675130： 1905年德国化学家哈伯发明了合成氨的方法,他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖.哈伯法合成氨需要在20 - 50MPa的高压和500℃的高温下,用铁作催化剂,... - ？
侯馥消风：[选项] A. 不同的催化剂对化学反应速率影响均相同 B. 新法合成氨与哈伯法相比不需要在高温条件下,可节约大量能源,极具发展前景 C. 新法合成氨能在常温下进行是因为不需要断裂化学键 D. 哈伯法合成氨与新法合成氨都是放热反应
昌都地区13569675130： 工业上电解熔融三氧化二铝,合成氨实现人工固氮的方程式 - ？
侯馥消风： 合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响.(1) 500℃、50MPa时,在容积为5L的密闭容器中加入4 mol N2、8 mol H2,反应达平衡时N2的转化率为25%,该反应的平衡常数为K,则K=_______________...
昌都地区13569675130： 固氮技术是哪一种生物技术？
侯馥消风： 人称这种合成氨方法为＂哈伯-博施法＂,这是具有世界意义的人工固氮技术的重大成就. 是化工生产实现高温、高压、催化反应的第一个里程碑.合成氨的原料来自空气、煤和水, 因此是最经济的人工固氮法,从而结束了人类完全依靠天然氮肥的历史.
昌都地区13569675130： 合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响.合成氨反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H= - 92.2kJ•mol - 1.... - ？
侯馥消风：[答案] (1)k=c2(NH3)n(N2)•c3(H2)=4.0023.00*9.003=7.32*10-3,故答案为:7.32*10-3;(2)A.增大压强,平衡向正反应分析移动,氨气的含量增大,故A错误;B.图Ⅱ应是催化剂对反应的影响,故B错误;C.温度升高,平...
