氨是一种重要的化学物质,主要来自于人工合成,可用于制造硝酸和氮肥。1909年,弗里茨·哈伯成功地利用氦气和氢气合成(化学式为NH3),工业合成氨的流程如图1所示。
为了找到合成氨反应合适的催化剂,人们做了6500多次实验,发现铁触媒效果较好。在铁触媒作用下,用体积比为1:3的氮气和氢气合成氨,当容器中的含量不再发生变化时(平衡时),测得氨的含量分别与温度和压强的关系如图2所示。
1913年,第一座合成氨工厂建立。如今全球合成氨的年产量超千万吨,共中大约85%的氨用于生产氮肥,缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食常求之间的矛盾。