在探索合成氨崎岖的道路上，它不仅使两位杰出的化学家勒夏特列和能斯特折戟蒙羞，⽽且使⼀位对⼈类社会发展作出巨⼤贡献，并因此获得诺贝尔化学奖的哈伯堕落成为助纣为虐与⼈民为敌的可耻下场。后来⼈们把合成氨称为化学发展史上的“⽔门事件”。 1900年，法国化学家勒夏特列在研究平衡移动的基础上通过理论计算，认为N2和H2在⾼压下可以直接化合⽣成氨，接着，他⽤实验来验证，但在实验过程中发⽣了爆炸。他没有调查事故发⽣的原因，⽽是觉得这个实验有危险，于是放弃了这项研究⼯作，他的合成氨实验就这样夭折了。后来才查明实验失败的原因，是他所⽤混合⽓体中含有O2，在实验过程中H2和O2发⽣了爆炸的反应。
稍后，德国化学家能斯特通过理论计算，认为合成氨是不能进⾏的。因此⼈⼯合成氨的研究⼜惨遭厄运。后来才发现，他在计算时误⽤⼀个热⼒学数据，以致得到错误的结论。 在合成氨研究屡屡受挫的情况下，哈伯知难⽽进，对合成氨进⾏全⾯系统的研究和实验，终于在1908年7⽉在实验室⽤N2和H2在600℃、200个⼤⽓压下合成氨，产率仅有2%，却也是⼀项重⼤突破。当哈伯的⼯艺流程展⽰之后，⽴即引起了早有⽤战争吞并欧洲称霸世界野⼼的德国军政要员的⾼度重视，为了利⽤哈伯，德国皇帝也屈尊下驾请哈伯出任德国威廉研究所所长之职。⽽恶魔需要正好迎合了哈伯想成百万富翁的贪婪⼼理。从1911年到1913年短短的两年内，哈伯不仅提⾼了合成氨的产率，⽽且合成了10
00吨液氨，并且⽤它制造出3500吨烈性TNT。到1913年的第⼀次世界⼤战时，哈伯已为德国建成了⽆数个⼤⼤⼩⼩的合成氨⼯⼚，为侵略者制造了数百万吨，因⽽导致并蔓延了这场殃祸全球的世界⼤战。这就是第⼀次世界⼤战德国为什么能够坚持这么久的不解之谜谜底。
当事实真相⼤⽩于天下时，哈伯爱到了世界各国科学家的猛烈抨击，尤其当他获得1918年诺贝尔化学奖时，更激起世界⼈民的愤怒。
⼈⼯合成氨实验的成功令⼈欢欣⿎舞，它对⼯业、农业⽣产和国际科技的重⼤意义是不⾔⽽喻的，但对三位杰出的科学家⽽⾔则是⿊⾊的“⽔门事件”。
1949年前，全国仅在南京、⼤连有两家合成氨⼚，在上海有⼀个以⽔电解法制氢为原料的⼩型合成氨车间，年⽣产能⼒共为46kt氨。中华⼈民共和国成⽴以后，合成氨的产量增长很快。为了满⾜农业发展的迫切需要，除了恢复并扩建旧⼚外，50年代建成吉林、兰州、太原、四川四个氨⼚。以后在试制成功⾼压往复式氮氢⽓压缩机和⾼压氨合成塔的基础上，于60年代在云南、上海、衢州、⼴州等地先后建设了20多座中型氨⼚。此外，结合国外经验，完成“三触媒”流程（氧化锌脱硫、低温变换、甲烷化）氨⼚年产50kt的通⽤设计，并在⽯家庄化肥⼚采⽤。与此同时开发了合成氨与碳酸氢铵联合⽣产新⼯艺，兴建⼤批年产5～20kt氨的⼩型氨⼚，其中相当⼀部分是以⽆烟煤代替焦炭进⾏⽣产的。70年代开始到80年代⼜建设了具有先进技术，以天然⽓、⽯脑油、重质油和煤为原料的年产300kt氨的
⼤型氨⼚，分布在四川、江苏、浙江、⼭西等地。1983、1984年产量分别为16770kt、18373kt（不包括台湾省），仅次于苏联⽽占世界第⼆位。现在已拥有以各种燃料为原料、不同流程的⼤型装置15座，中型装置57座，⼩型装置1200多座，年⽣产能⼒近20Mt氨。
⽬前，中国是世界上最⼤的化肥⽣产和消费⼤国，合成氨年⽣产能⼒已达4222万吨。但合成氨⼀直是化⼯产业的耗能⼤户。6⽉7⽇～8⽇，全国合成氨节能改造项⽬技术交流会在北京召开，明确了“⼗⼀五”期间合成氨节能⼯程在降耗、环保等⽅⾯要达到的具体⽬标。 病毒样本会议根据“⼗⼀五”期间《合成氨能量优化节能⼯程实施⽅案》规划，确定的这⼀重点节能⼯程的⽬标是：⼤型合成氨装置采⽤先进节能⼯艺、新型催化剂和⾼效节能设备，提⾼转化效率，加强余热回收利⽤；以天然⽓为原料的合成氨推⼴⼀段炉烟⽓余热回收技术，并改造蒸汽系统；以⽯油为原料的合成氨加快以洁净煤或天然⽓替代原料油改造；中⼩型合成氨采⽤节能设备和变压吸附回收技术，降低能源消耗。煤造⽓采⽤⽔煤浆或先进粉煤⽓化技术替代传统的固定床造⽓技术。到2010年，合成氨⾏业节能⽬标是：单位能耗由⽬前的1700千克标煤／吨下降到1570千克标煤／吨；能源利⽤效率由⽬前的42.0％提⾼到45.5％；实现节能570万～585万吨标煤，减少排放⼆氧化碳1377万～1413万吨。 据了解，⼗多年来，我国合成氨装置先后经过油改煤、煤改油、油改⽓和⽆烟煤改粉煤等多次反复的原料路线改造和节能改造，先后在烃类蒸汽转化⼯段、变换⼯段、脱碳⼯段、控制系统等进⾏了数⼗
项⼤型改造。其中造⽓炉、炉况监测与系统优化、脱硫系统等技改始终是重点。但是，由于装置原料路线、资源供应、运输、资⾦与技术成熟度等诸多⽅⾯原因，合成氨节能技术改造的效果始终未能达到预期⽬标。到2004年底，合成氨单位能耗平均为1700千克标煤／吨，吨氨平均⽔平与国际先进⽔平相差600～700千克标煤。据了解，合成氨节能改造项⽬的具体实施由中国化⼯节能技术协会负责.
⼀次⼤战爆发后德皇为了征服欧洲，要哈伯全⼒为他研制最新式的化学武器，哈伯⼜兼任了化学兵⼯⼚⼚长，⾸先研制出军⽤毒⽓氯⽓罐。⼤战时，德法两军在⽐利时伊普雷地区反复争夺，对峙不下，德军为了改变不利势态，统帅部采⽤了哈伯的建议，从⽽揭开了世界第⼀次化学战的帷幕。
１９１５年４⽉２１⽇夜间，德军在长达６千⽶的战线上秘密安放了数以千计的氯⽓罐。第⼆天下午五时，德军借助有利的风速以突袭的⽅式将１８０吨氯⽓吹放⾄法军阵地。刹那间在６８千⽶宽的正⾯形成２⽶⾼的黄⾊⽓体幕墙滚滚向前推进，纵深到达１０－１５公⾥，对⼿毫⽆防范，致使５千多⼈死亡，⼀万五千多⼈中毒致伤，伊普雷⼀役哈伯受到德皇嘉奖，也遭到各国科学家的强烈谴责。他却被所谓的“爱国主义”所惑，继续为德国统治者效劳，当年⼜研制出新毒⽓光⽓，同年１２⽉９⽇⼜
在伊普雷战线使⽤，从此以后西⽅各国竞相研制，使⽤化学武器，⼀发⽽不可收拾。化学武器在⼀次⼤战中造成近１３０万⼈的伤亡，占⼤战伤亡总⼈数的４．６％，在历史上留下了极不光彩的⼀页，哈伯则成了制造化学武器的⿐祖，⼈类的罪⼈。哈伯夫⼈克拉克曾经在科学事业上⼀⼼⼀意⽀持丈夫，
⾯对⾎腥的现实她也竭⼒反对哈伯的⾏为，她⼀再劝阻哈伯研制新毒⽓芥⼦⽓，但毫⽆效果。她绝望了，１９１５年克拉克夫⼈⾃杀⾝亡，希能最
后唤醒哈伯的良知，他却执迷不悟，继续为德皇卖命。历史是公正的，她⽆情地嘲弄了哈伯的“爱国主义”，德国最终还是成了战败国。
１９１８年瑞典皇家科学院因哈伯在合成氨发明上的杰出贡献，决定授于他诺贝尔化学奖，因哈伯在研制化学武器上给⼈类带来灾难的⾏为，使世界许多科学家提出异议，对此哈伯也辩解。最后终因其对⼈类的特殊贡献⽽获此殊荣，１９３３年希特勒上台，４⽉３１⽇希特勒命令哈伯辞退由他主持的柏林物理化学研究所所内全部犹太⼯作⼈页，哈伯抗争说：“我根据智⼒、知识、品格⽽不是⾎统选择科研⼈员”，⾃⼰也毅然提出辞职。终于他也被称为“犹太⼈哈伯”列⼊驱逐之列，研究所也随之解体。由于法西斯的迫害，包括爱因斯但在内的许多著名犹太科学家相继离开德国。不久哈伯也受剑桥⼤学邀请前往讲学，以访问学者⾝份流亡英国，并在剑桥的卡⽂迪许实验室⼯作。１９３４年他应邀担任巴勒斯坦著名反法西斯犹太⼈组织的西夫⾼级研究所所长。１９３４年１⽉２９⽇他在去意⼤利的途中，因⼼脏病发作在瑞⼠的巴塞尔逝世，终年６６岁，就地安葬在巴塞尔公基。哈伯去世的消息，当时德国法西斯当局居然不作报道，还阻挠国内有关⼈⼠举⾏吊唁追悼活动。
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，合成氨的成
功和实现⼯业化⽣产也不例外，它和当时德国军事上需要的刺激和推动密切有关。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。⽣活在那个时代的哈伯，作为⼀位科学家是⽆法左右德国政治的，相反却要被统治者所驱使和利⽤，他在研制化学武器上的⾏为也是可以理解的，何况是在所谓“爱国主义”的感召之下，为此哈伯本⼈也付出了沉重的代价。⾦⽆⾚⾜，⼈⽆完⼈，对政治家尚且如此，何况是科学家？晚年哈伯⾯对德国法西斯的种种暴⾏，在⾝受其害的现实下也有所醒悟，最终也成了反法西斯战线中的⼀员。
合成氨之⼀点焊机电极
【原理】
NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O，Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
【⽤品】铁架台、酒精灯、球形瓶、Y形试管、氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠固体、还原铁粉、⽯棉、锌粒、稀硫酸
【操作】
1．在Y形试管的⼀边加⼊固体亚硝酸钠，再加⼊氯化铵饱和溶液，
另⼀边加⼊锌粒和稀硫酸（1∶3），如图连接好仪器。
洗肾机
2．在盛有亚硝酸钠和饱和氯化铵溶液的⼀边加热，产⽣氮⽓。到氮
⽓产⽣较快时，把酒精灯移到催化剂下⾯加热。这时即能产⽣氨⽓，使锥
形瓶⾥的酚酞试液变红⾊。
【备注】本实验的转化器是⼀段玻璃导管，⾥⾯装⼊少量还原铁粉和
⽯棉拌和物作催化剂。
合成氨之⼆
【原理】根据氮⽓和氢⽓在催化剂作⽤下互相化合⽣成氨⽓的性质来合成氨⽓。
⽣成的氨可⽤酸碱指⽰剂来检验。
【⽤品】启普发⽣器、分液漏⽃、圆底烧瓶、锥形瓶、硬质反应管、玻璃导管、铁架台、酒精灯、⽯棉⽹亚硝酸钠固体或饱和溶液、锌粒、盐酸、酚酞试液、浓硫酸、蒸馏⽔、氯化铵饱和溶液
【操作】
图中(1)为启普发⽣器，⽤粗锌粒和稀盐酸制取氢⽓。操作时先⽤亚硝酸钠和氯化铵饱和溶液制取氮⽓，如图(2)，应注意微热，当氮⽓把锥形瓶和反应管内空⽓赶尽时，再通氢⽓。混合⽓在锥形瓶(3)内经浓硫酸⼲燥后进⼊反应管，这时应通过观察瓶内两导管逸出⽓泡的速率，来调整氢⽓、氮⽓的流量。反应管是⽤硬质玻璃管做成(4)，在管中央处应放进⽤玻璃棉或⽯棉作载体的活性铁催化剂，这样撒得均匀，能使混合⽓与催化剂接触⾯积增⼤，反应速率加快。如在催化剂下均匀受热，不到2min，便可以在盛有酚酞蒸馏⽔溶液的锥形瓶5中看到有粉红⾊出现。
【备注】
⽤亚硝酸铵热解制氮⽓时，温度应控制到80～85℃，应注意防⽌暴沸，若看到这种现象出现，须⽴刻⽤温布将烧瓶包起来，以便降温。
发挥活性铁的催化作⽤，是做好这个实验的关键，所以氢⽓、氮⽓都必须经过浓硫酸⼲燥和净化。不然⽔蒸⽓、硫化氢等⽓体会使催化剂的活化中⼼中毒，失去催化作⽤。
合成氨之三
【原理】
NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O
smdv-17
空气质量流量
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
【⽤品】具⽀试管、5mm玻璃弯管（⾓度约120°）、玻璃纤维、铁架台、酒精灯、锌、稀硫酸、饱和氯化铵溶液、饱和亚销酸钠溶液、还原铁粉、酚酞试液
【操作】
1．按图所⽰，(l)为具⽀试管，可⽤氯化铵和亚硝酸钠反应制取氮⽓。⼩试管(2)作为制取氢⽓⽤。曲管是⽤内径约为5mm粗玻璃管弯制成的，⾓度约为120”，太⼤液体易于飞溅，过⼩不易洗涤。(5)处为加热催化
剂，(6)盛有酚酞蒸馏⽔溶液。此法简单、效果好、安全。
2．先将玻璃纤维撕松，撒上还原铁粉后再⽤细玻璃棒将其捅⼊曲管中，
以保证⽓体通畅、不要压得过紧，固定在(5)处即可。催化剂总长度约为3cm
左右。取⼀药匙的氯化铵、2/3药匙的亚硝酸钠，并加⼊⽔约3mL，待溶解后
可固定在铁架台上。
⽤滴管在曲管末端加适量的酚酞蒸馏⽔溶液，连接曲管与具⽀试管。当具⽀试管⼤量产⽣氮⽓，开始加热催化剂。在2min的时间内⽆⾊酚酞就能变红，同时能闻出氨⽓味。
【备注】
1．在具⽀试管中的⽔量不能太多，加热不能过猛，以防⽌具⽀试管中混合液溢⼊⼩试管中，否则会产⽣⼤量的氮的氧化物，如⼀氧化氮、⼆氧化氮等，致使实验失败。为此还要准备⼀杯冷⽔，⽤来冷却具⽀试管。
2．在放⼊催化剂前必须将曲管⼀端烘⼲，以防加热时炸裂。
3．在具⽀试管产⽣⼤量⽓体时，再加热催化剂。
合成氨之四
【原理】
【⽤品】T形玻璃管、集⽓瓶、硬质管、调压变压器、电阻丝、铁架台、见实验装置图1和图2酚酞试液如图1和图2所⽰，氮⽓和氢⽓分别在集⽓瓶(1)和T型三通管内进⾏混合。反应管和烧瓶中分别是图1、图2中的(4)、(6)，是⽤来使混合⽓进⾏反应的，(4)中是⽤炉丝（铁镍丝）卷成螺旋状并固定在反应管内、⽽
(6)则是将电炉丝弄成螺旋状后接在两根铜线上的。铜丝的两端插在固定在铁架台上的橡⽪塞上，然后通过连接
调压器接到⽇⽤电源上。
2．实验操作。
玻璃门夹
按图1⾸先将仪器安装好，再先通⼊氮⽓，
在合成管导管⼝或盛酚酞蒸馏⽔的集⽓瓶导管
⼝以燃着⽕柴试验，如⽴即熄灭，表明空⽓已排
尽。接着拨动⾃偶调压器，由⼩到⼤，当看到电
炉丝达到红热状时，再通⼊纯净的氢⽓。(6)中如
出现粉红⾊，可⽤沾有浓盐酸的玻璃棒挨近(6)导管⼝上端，会有⽩烟⽣成。
按图2装置，先通氮⽓。再插上调压器的电源。(6)处铁镍丝即会红热，待保持稳定后，通⼊纯氢⽓。时间不长便可看到贴在烧瓶玻璃壁上湿润的酚酞试纸变红，或在烧瓶⼝处能闻到有刺激性⽓体。
【备注】
按图实验，要做好电热合成管，合成管⽤硬质玻璃管，电炉丝选铁镍的，其长度为lm左右、直径为0.7mm，先绕成螺旋状，最好穿⼊六眼瓷⽚上作为⽀架。合成管两端的胶塞离电热丝端点的距离为3cm左右。
使⽤氢⽓要检纯，先通氮⽓后通氢⽓。
合成氨之五
【原理】根据N
2和H2在催化剂作⽤下互相化合⽣成氨的性质来合成氨⽓
【⽤品】铁架台及附件、酒精灯、胶塞、玻璃导管、试管、启普发⽣器、⼤烧瓶（1000mL）、硬质反应管、玻璃纤维或⽯棉、乳胶管、玻璃棒、乳胶管夹
【操作】
检查启普发⽣器制出氢⽓的纯度，如图中的(1)，然后点燃(2)中的玻璃弯管的纯氢⽓，再旋动启普发⽣器的旋塞，将氢⽓⽕焰调⾄（最⼩的）稳定。注意将点燃的氢⽓玻璃管插⼊⼤烧瓶内，并塞紧瓶塞，使氢⽓在烧瓶中完全、安静地燃烧起来，直到把瓶内氧⽓耗尽。等看到⽕焰熄灭后，关闭启普发⽣器的旋塞，加热反应管
内催化剂。
再将启普发⽣器旋塞打开，使氢⽓进⼊烧瓶与氮⽓混合，
接着打开夹(4)，混合⽓即流经受热的催化剂合成了氨并使试
管中的酚酞蒸馏⽔溶液(7)呈现粉红⾊。
【备注】
点燃氢⽓前必须检查氢⽓的纯度，此外还要注意以下⼏⽅⾯：
1．做完⼀次实验后，⽤过的⼤烧瓶不能马上再⽤，以防⽌点燃时发⽣爆炸。
2．要注意控制负压，防⽌把启普发⽣器的酸液吸⼊⼤烧瓶内，或者把反应管内的催化剂吸到靠近烧瓶的⼀边来。这是做好实验的关键。因此在氢⽓的⽕焰刚熄灭时，就要关闭启普发⽣器的旋塞；微热反应管时，应先打开启普发⽣器旋塞，然后再打开乳胶管的夹⼦。
3．如需反复多次实验时，要注意更换催化剂，因燃氢⽣成的⽔会与还原铁粉起反应，⽔蒸⽓⼜会破坏催化剂的活动中⼼。⽤1.5g的铁粉做四次实验时，会发现使酚酞变成粉红⾊的时间⼀次要⽐⼀次慢，分别为2min12s、3min40s、6min20s、
12min。如果⽤⼲烧瓶完成使⽤1g铁粉的合成氨实验，使酚酞变红需要的时间为2min、15s，⽽⽤湿烧瓶，其它条件不变就要⽤5min15s。
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