合成氨气是谁发明的（合成氨气是谁发明的专利）

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文章目录：

• 1、诺贝尔奖几次颁给与合成氨有关的化学家？什么时候颁给谁？
• 2、哈伯因发明了氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年的诺贝尔化学奖，N 2 (g)+3H 2 (g) 2NH 3 (g) △ H&
• 3、哈柏对合成氨技术的贡献是什么？
• 4、氨合成法是由谁发明的？
• 5、哈伯与合成氨的历史

诺贝尔奖几次颁给与合成氨有关的化学家？什么时候颁给谁？

作者：薛城 来源：中华合作时报第2232期 发布时间：2007年10月25日 本报讯 （记者 薛城）日前，2007年度诺贝尔化学奖授予了德国化学家格哈德·埃特尔（Gerhard Ertl），理由是他发现了哈伯－博施法合成氨的作用机理，并以此为开端推动了表面化学动力学的发展。这也是合成氨研究领域诞生的第三位诺贝尔奖得主。 自第一次世界大战以来，人类就开始应用哈伯－博施法合成氨，但是没有人能解释合成过程的作用机理。埃特尔成功揭示了氢原子、氮原子与金属催化剂表面的作用过程，解答了这个遗留了六十多年的古老谜题。 截至2007年，氮肥领域的研究已经催生了三位诺贝尔化学奖得主。1918年，德国化学家弗里茨·哈伯因为发明合成氨方法而获得诺贝尔化学奖。1931年，卡尔·博施因为改进合成氨方法获得诺贝尔化学奖。 70多年来，埃特尔是继兰茂尔之后再次获得诺贝尔奖的表面化学研究者。1932年，欧文·兰茂尔（Irving Langmuir）曾经因为表面化学领域的工作获得了诺贝尔奖。埃特尔开创的一系列研究方法，为催化反应和表面化学领域的研究者广泛使用，并创造了巨大的工业和经济效益。 埃特尔获奖的另一个理由是，解释了一氧化碳在金属催化剂表面转化为二氧化碳的化学机理。

哈伯因发明了氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年的诺贝尔化学奖，N 2 (g)+3H 2 (g) 2NH 3 (g) △ H&

（1） (2) C 变大    (3)  20%     (4)变大

试题分析：（1）50～60s时，反应达到平衡状态。

N 2 (g)+3H 2 (g) 2NH 3 (g) △ H0

始（mol· L － 1 ） 1      3

变（mol· L － 1 ） 0.25   0.75          0.5

平（mol· L － 1 ） 0.75   2.25          0.5

K= = 。

（2）60-80s时c(NH 3 )减小，后又达到平衡状态。催化剂对平衡移动无影响，A错误；扩大容器体积，c(NH 3 )瞬间减小，与原平衡不连续，B错误；升高温度，平衡向左移动，c(NH 3 )减小，C正确；减小氨气浓度，c(NH 3 )先减小先增大，D错误。

（3）该反应是放热反应，温度越高，K越小。80s后，c(NH 3 )=0.4mol·L － 1 ，转化的N 2 为0.2mol，N 2 转化率为0.2。

（4）平衡后再加氨气，相当于定温定容时再充入N 2 和H 2 ，等效于增大压强，平衡向右移动，氨气在平衡体系中体积分数增大。

点评：平衡常数与温度有关。

哈柏对合成氨技术的贡献是什么？

2.哈柏功不可没

从BASF公司的所在地路易港溯莱茵河而上，有一个地方叫卡尔斯鲁厄，此处有一所著名的大学叫卡尔斯鲁厄工程学院。该学院的化学教授弗里茨·哈柏，此时也因深受克鲁克斯警告的影响，开始致力于氨合成的研究工作。

1902年初，为了研究合成氨理论，哈柏去美国进行科学考察，他专程参观和访问了设在尼亚加拉的一座模仿自然界雷雨放电的生产固定氮的工厂。通过参观，使他对固定氮为氮氧化物和氨的研究产生了浓厚的兴趣。返回德国后，他便一头钻进了实验室，开始了这一划时代的研究工作。

1904年，维也纳的两位化工企业家——马古利斯兄弟，意识到这项工作的伟大意义，慕名来到卡尔斯鲁厄工程学院，正式与哈柏签订了研究氮氢元素合成氨的合同。从此，哈柏与其学生和助手全力以赴地投入了氨合成的试验研究。

哈柏研究氨的合成理论，是从可逆反应的平衡条件方面入手的。哈柏认为，仅有催化剂的知识是不够的，需要有对化学反应的新的理解——化学平衡理论，这个理论的核心就是：原料物质一般不会全部成为生成物质，同时，生成物质也会发生逆反应。在一定的反应条件下，即浓度、温度、压力之下，这种正逆反应是平衡的。

哈柏认识到，若根据这种思想调整反应条件，从前认为不可能的氨合成也许是可能的。哈柏首先想到，也许高温会进行这个反应。他按照他的思路开始进行实验，但是，结果却出乎意料，当温度升高到1000℃时，氨的产量才不过是原料体积的0.012％，这还不如低温度时的产量。但是，降低反应温度时，反应却又变得十分缓慢。哈柏认为，为了使化学反应加快，需要有适当的催化剂。

从1904年4月至1905年7月，这一年多时间里，虽然哈柏他们夜以继日地坚持在实验室里做着各种枯燥的试验，但几乎每次试验的结果都令人失望。于是，马古利斯兄弟见无利可图，便取消了对这个项目的资金支持，这样，哈柏就陷入了极度窘迫的境地。

与此同时，在柏林大学研究化学平衡理论的瓦尔特·赫尔曼·能斯特教授，也已投入了合成氨理论的研究，他亲自制造高压釜，进行高温、高压实验。经过实验，他发现哈柏的实验结果有问题，数字过大，实际上仅0.0032％，还要再小一个数量级，这就证明了哈柏的实验结果是不可行的。

瓦尔特·赫尔曼·能斯特为了使它的研究能够实现工业化，请求某个有名的化学公司制造设备，虽然它的压力并不算太高，但是，这个公司还是难以制出能耐住这样高温、高压的设备，于是，他犯了一个极大的错误，打消了实现工业化的念头，而埋头于实验室研究。

哈柏虽然在计算上有错，但在与能斯特的这场争论中，弄清了要使产量进一步提高就要对原料气——氮气和氢气施以高压、降低温度，并使用催化剂。

能斯特灰心了，哈柏却没有灰心，他从瓦尔特·赫尔曼·能斯特终止的地方开始了新的实验。此时，他不仅已经熟悉这个实验的理论，而且具备了成功的基础。

哈柏等人在化学平衡理论的指导下，开始一点一点地、耐心地进行试验，他们实验在什么样的压力和温度下产量能达到百分之几。他们还下大力气寻找最佳的催化剂，曾把能够禁受数百个大气压的反应容器镶嵌在枪弹壳里，用阿乌埃尔社团的瓦斯灯公司提供的铂、钨、铀等稀有金属，竭力寻找新的催化剂。

哈柏就是在这样的困境下，冒着高温、高压的危险继续试验。正当哈柏的试验研究屡遭失败而一筹莫展的关键时候，法国科学院院刊上报道了法国化学家采用高温、高压合成氨，而使反应器发生爆炸事故的消息。哈柏知道后深受启发，他果断地改变了试验条件，特别是提高了反应压力，并改进了工艺，终于取得了令人振奋的进展，合成氨的产量显著增加了。

1907年，哈柏等人选择锇或铀为催化剂，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％的氨，第一次成功地制取了0.1公斤的合成氨，从而使合成氨有可能迈出实验室阶段。这无疑是一个具有实用价值的突破。而在此时，能斯特以50个大气压、685℃，以铂粉或细铁粉、锰做催化剂，却只取得了产量为0.96％的氨。哈柏的实验比能斯特的实验几乎高出8倍。

这一胜利极大地鼓舞了哈柏和他的助手们，他们预感到合成氨的试验研究已进入了实用化阶段，于是，又加紧对高温、高压合成氨工艺的研究。经过艰苦卓绝的试验研究，他们取得了一系列第一手的实验数据，大大加快了试验研究的步伐，不断取得令人振奋的新进展。

哈柏的科研成果极大地震动了欧洲化学界，化工实业界人士纷纷购买他的合成氨专利，独具慧眼的德国巴登苯胺纯碱公司捷足先登，抢先付给哈柏2500美元预订费，并答应购买他以后的全部研究成果。但公司中很多工程师，对钢制反应容器的赤热程度表示不安，对如此高压更感吃惊，因而对它的工业化持有怀疑。他们想起法国所发生的反应器爆炸的消息，担忧地说：“昨天爆炸的高压釜只有7个大气压。”言外之意，哈柏的高压实验条件也可能引起爆炸。

1909年，哈柏又提出了“循环”的新概念。所谓“循环”，就是让没有发生化学反应的氮气和氢气重新返回到反应器中去，把已反应的氨通过冷凝分离出来，这样，周而复始，以提高合成氨的获得率，使流程实用化。这一概念的提出，可以说是合成氨迈向工业化进程中具有决定性意义的重大突破。德国政府极为重视，立即接受和采用了这个新设想。

当年7月2日，哈柏在实验室制成了一座小型的合成氨装置模型，这是世界上第一个氨合成装置的模型。博施同他的部下米塔希一起，作为巴登苯胺纯碱公司的代表，前来接收哈柏的实验技术和装置。哈柏当场演示了他的合成氨装置，这种装置魔术般地以每小时0.08公斤的速度合成着氨。博施亲眼看到了液氨滴落的情况。前来观看的专家们共同认为，用不了多长时间，它将成为日产几吨的设备，从而清楚地预见了它的工业化的前景。

巴登苯胺纯碱公司立即买下了哈柏合成氨的专利权，并将其全部研究成果接收下来，双方还签订了协议，其要点是：不管生产工艺如何改进，合成氨的售价如何下降，巴登苯胺纯碱公司每售出1吨氨，哈柏分享10马克，其收入永不改变。

1919年，瑞典科学院考虑到哈柏发明的合成氨已在经济中显示出巨大的作用，经过慎重考虑，正式决定为哈柏颁发1918年度的世界科学最高的荣誉和奖励——诺贝尔化学奖，以表彰他在合成氨研究方面的卓越贡献，从此，他跻身于世界著名化学家的行列。

氨合成法是由谁发明的？

1902年初，德国化学家哈柏去美国进行科学考察，参观了一个模仿自然界雷雨放电来生产固定氮的工厂，这使他产生了极大的兴趣。

回国后，哈柏和学生罗塞格诺尔让氢气和氮气在常温下进行反应，可怎么也得不到氨气。他们又给氢气和氮气的混合气体通电火花，结果有微量的氨生成。

“电火花只能产生暂时的高温。”哈柏想。于是，他采用高温加热的方法，反复进行实验，但没有成功。后来，哈柏根据他人的研究，进行方法改进。1904年，哈柏对合成氨进行了大规模的实验。他经过了6500多次压强和温度的改变实验，选用的催化剂材料达2500种之多。

1909年的一天，哈柏又在做实验。突然，他兴奋地喊道：“它滴下来了！你们看，它终于滴下来了！”经分析，他们制得的氨的浓度为8%，实验取得了实用价值的突破，合成氨终于成功。

1910年，第一座合成氨实验工厂诞生了。因发明氨合成法，哈柏荣获1918年诺贝尔化学奖。

哈伯与合成氨的历史

德国物理化学家、合成氨的发明者弗里茨•哈伯。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。

回顾化学发展过程，化学史上每一个重大的化学成就都是在一定的社会背景条件下产生，一项重大的科技发明历来就是一把锋利的双刃剑，在给人类带来福音和实惠的同时，也带来了不幸和灾难，合成氨的发明同样如此。

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