Задача 1
Условие (кратко)
Подготовить сообщение «Производство аммиака — от Габера до современности».
Решение
План сообщения и опорные факты:
- Проблема. К началу XX века природных источников связанного азота (чилийской селитры) не хватало для удобрений, а азот воздуха растениям недоступен.
- Открытие. Фриц Габер в 1909 году осуществил синтез аммиака из азота и водорода в лаборатории:
\[\mathrm{N_2 + 3H_2 \rightleftarrows 2NH_3 + Q}\]
- Промышленность. Карл Бош перенёс процесс в промышленность (первый завод — 1913 год). Нужны высокое давление (сотни атмосфер), температура около 400–500 °C и железный катализатор. Габер (1918) и Бош (1931) получили Нобелевские премии.
- Химия процесса. Реакция обратимая, экзотермическая, идёт с уменьшением объёма газов — поэтому давление повышают, а непрореагировавшую смесь возвращают в колонну синтеза (циркуляция).
- Сегодня. Водород получают в основном из природного газа; аммиак — один из самых крупнотоннажных продуктов химии, основа азотных удобрений и азотной кислоты. Развиваются способы с «зелёным» водородом из электролиза воды.
- Значение. Удобрения на основе синтетического аммиака позволили резко увеличить урожаи.
Ответ
Ответ свободный; главное — синтез N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃, Габер и Бош, давление, температура и катализатор, значение для удобрений
Почему так
Синтез аммиака из азота воздуха — ключевой промышленный процесс связывания азота.
Подробнее — в теме «Аммиак. Соли аммония».