哈伯法合成氨的背景

在19世纪之前，一些有远见的化学家指出:考虑到未来的粮食问题，为了使后代免于饥饿，我们必须希望科学家能够实现大气中的固氮作用。因此，将空气中丰富的氮固定下来，并将其转化为可利用的形式，成为20世纪初吸引众多科学家关注和关注的重要课题。哈伯是从事合成氨工艺条件试验和理论研究的化学家之一。

以氮气和氢气为原料的合成氨工业生产曾是一个难题。从第一个实验室发展到工业化生产，大约用了150年。1795年有人尝试常压合成氨，后来又有人尝试50常压合成氨，结果都失败了。19世纪下半叶，物理化学的巨大进步使人们认识到氮气和氢气合成氨的反应是可逆的，增加压力会将反应推向产氨的方向:增加温度会使反应向相反方向移动，但温度过低会使反应速度过小；催化剂将对反应产生重要影响。这实际上为合成氨实验提供了理论指导。当时的物理化学权威能斯特明确指出氮和氢在高压下可以合成氨，并提供了一些实验数据。法国化学家勒·查特莱(Le Chatterley)第一个尝试进行高压合成氨的实验，但他放弃了这个危险的实验，因为气体中有氮氢氧的混合物，引起了爆炸。在物理化学研究领域有着良好基础的哈勃决心攻克这个令人望而生畏的难题。