合成氨反应历程包括几个步骤?

摘要： 合成氨反应历程主要包括三个步骤。合成氨反应，即氮气和氢气在催...

合成氨反应历程主要包括三个步骤。

合成氨反应，即氮气和氢气在催化剂作用下生成氨气的过程，其反应历程相当复杂，通常认为主要分为以下三个步骤：

1. 吸附：首先，氮气分子（N₂）和氢气分子（H₂）分别吸附在催化剂表面，这是反应进行的前提条件。催化剂一般采用铁触媒或钌催化剂等，它们能够提供大量的活性位点，使得气体分子更容易吸附。

2. 表面活化与化学键断裂：在催化剂表面，氮气分子中的氮氮三键被活化并断裂，同时氢气分子中的氢氢单键也被活化，形成氮原子和氢原子或者氮原子与氢分子的结合物。

3. 化学反应与脱附：随后，在催化剂表面发生氮原子与氢原子的重组，生成氨分子（NH₃）。最后，生成的氨分子从催化剂表面脱附下来，释放到气相中，完成整个合成氨过程。

拓展资料：

合成氨反应是哈伯-博世法的基础，该方法由弗里茨·哈伯于1909年发明，为解决全球粮食生产所需的氮肥问题做出了巨大贡献，也因此荣获1918年的诺贝尔化学奖。

反应速率受温度、压力以及催化剂性能等因素影响显著，其中最优化条件是在高温（400-500℃）、高压（约200大气压）以及使用高效催化剂条件下进行。

尽管上述步骤概括了基本的反应历程，但实际过程中还涉及许多中间步骤和复杂的动力学机制，科研人员一直在对这一重要工业化学反应的微观机理进行深入研究。

合成氨反应历程通过吸附、活化与重组、脱附这三个关键步骤，成功地将氮气和氢气转化为氨气，体现了催化化学在现代工业生产中的重要作用。