哈柏法和氢

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哈柏法和氢之间的区别

哈柏法 vs. 氢

哈伯法（也稱哈伯-博施法，德文：Haber-Bosch-Verfahren，英文：Haber Process，也稱Haber-Bosch process或Fritz-Haber Process）是通過氮氣及氫氣產生氨氣（NH3）的過程。Max Appl "Ammonia" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2006 Wiley-VCH, Weinheim. 氫是一種化學元素，其化學符號為H，原子序為1。氫的原子量為，是元素週期表中最輕的元素。單原子氫（H）是宇宙中最常見的化學物質，佔重子總質量的75%。等離子態的氫是主序星的主要成份。氫的最常見同位素是「氕」（此名稱甚少使用，符號為1H），含1個質子，不含中子；天然氫還含極少量的同位素「氘」（2H），含1個質子和1個中子。 氫原子最早在宇宙復合階段出現並遍佈全宇宙。在標準溫度和壓力之下，氫形成雙原子分子（分子式為H2），呈無色、無臭、無味非金屬氣體，不具毒性，高度易燃。氫很容易和大部份非金屬元素形成共價鍵，所以地球上大部份的氫都以分子的形態存在，比如水和有機化合物等。氫在酸鹼反應中尤其重要，因為在這類反應中各種分子須互相交換質子。在離子化合物中，氫原子可以獲得一個電子成為氫陰離子（H−），或失去一個電子成為氫陽離子（H+）。雖然在一般寫法中，氫陽離子就是質子，但在實際化合物中，氫陽離子的實際結構是更為複雜的。氫原子是唯一一個有薛定諤方程式解析解的原子，所以對氫原子模型的研究在量子力學的發展過程中起到了關鍵的作用。 16世紀，人們通過混合金屬和強酸，首次製備出氫氣。1766至1781年，亨利·卡文迪什第一次發現氫氣是一種獨立的物質，燃燒後會產生水。安東萬-羅倫·德·拉瓦節根據這一性質，將其命名為「Hydrogen」，在希臘文中意為「生成水的物質」。19世纪50年代，英国医生合信编写《博物新编》（1855年）时，把元素名翻译为“轻气”，成為今天中文「氫」字的來源。 氫氣的工業生產主要使用天然氣的蒸汽重整過程，或通過能源消耗更高的水電解反應。大部份的氫氣都在生產地點直接使用，主要應用包括化石燃料處理（如裂化反應）和氨生產（一般用於化肥工業）。在冶金學上，氫氣會對許多金屬造成氫脆現象，使運輸管和儲存罐的設計更加複雜。.

一氧化碳

一氧化碳，分子式CO，是無色、無嗅、無味的无机化合物氣體，比空氣略輕。在水中的溶解度甚低，但易溶于氨水。空气混合爆炸极限为12.5%～74%。 一氧化碳是含碳物质不完全燃烧的产物。也可以作为燃料使用，煤和水在高温下可以生成水煤气（一氧化碳与氢气的混合物）。有些現代技術，如煉鐵，還是會產生副產品的一氧化碳。一氧化碳是可用作身體自然調節炎症反應的三種氣體之一（其他兩種是一氧化氮和硫化氫）。 由于一氧化碳与体内血红蛋白的亲和力比氧与血红蛋白的亲和力大200－300倍，而碳氧血红蛋白较氧合血红蛋白的解离速度慢3600倍，当一氧化碳浓度在空气中达到35ppm，就会对人体产生损害，會造成一氧化碳中毒（又称煤气中毒）。 雖然一氧化碳有毒，但動物代謝亦會產生少量一氧化碳，並認為有一些正常的生理功能。.

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二氧化碳

二氧化碳（IUPAC名：carbon dioxide，分子式：CO2）是空氣中常見的化合物，由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成。空氣中有微量的二氧化碳，約佔0.04％。二氧化碳略溶於水中，形成碳酸，碳酸是一種弱酸。 在二氧化碳分子中，碳原子的成键方式是sp杂化轨道与氧原子成键。碳原子的两个sp杂化轨道分别与两个氧原子生成两个σ键。碳原子上两个没有参加杂化（混成）的p轨道与成键的sp杂化轨道成90°的直角，并同氧原子的p轨道分别发生重叠，故缩短了碳氧键的间距。 二氧化碳平均约占大气体积的400ppm，不過每年因為人為的排放增加，比率還在逐步上升。2018年4月大氣二氧化碳月均濃度超過410ppm，為過去80萬年來最高。大气中的二氧化碳含量随季节变化，这主要是由于植物生长的季节性变化而导致的。当春夏季来临时，植物由于光合作用消耗二氧化碳，其含量随之减少；反之，当秋冬季来临时，植物不但不进行光合作用，反而制造二氧化碳，其含量随之上升。 二氧化碳常壓下為無色、無味、不助燃、不可燃的氣體。二氧化碳是一種溫室氣體。二氧化碳的濃度自1900年至2016年11月增長了約127ppm。.

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催化剂

催化劑又稱觸媒，是能透過提供另一活化能較低的反應途徑而加快化學反應速率，而本身的質量、組成和化學性質在參加化學反應前後保持不變的物質。例如二氧化錳可以作為過氧化氫（雙氧水）分解的催化劑。與催化劑相反，能減慢反應速率的物質稱為抑制劑。過去曾用的「負催化劑」一詞已不被國際純粹與應用化學聯合會所接受，而必須改用抑制劑一詞，催化劑一詞僅指能加快反應速率的物質。.

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第一次世界大战

一次世界大戰（簡稱一次大戰、一戰，或稱歐戰；World War I、WWI、Great War、First World War；la première Guerre Mondiale、la Grande Guerre）是一場於1914年7月28日至1918年11月11日主要發生在歐洲的大戰，然而戰火最終延燒至全球，當時世界上大多數國家都被捲入這場戰爭，史稱「第一次世界大戰」。1939年第二次世界大战爆发前，这场战争被直接称为世界大战。由于主要戰場於歐洲大陸，故此20世紀早期的中文經常稱之為“欧战”。 戰爭過程主要是同盟國和協約國之間的戰鬥。德國、奥匈帝国、鄂圖曼帝国及保加利亚屬於同盟國陣營。英國、法國、日本、俄國、意大利、美国、塞尔维亚、比利时、中國等則屬於協約國陣營。戰爭的導火線是發生於1914年6月的塞拉耶佛事件，奥匈帝国皇储斐迪南及其妻子索菲亚被塞尔维亚激进青年普林西普刺杀身亡。戰線主要分為東線（俄國對德奧作戰）、西線（英法對德作戰）和南線（包括塞爾維亞對奧匈、保加利亚作戰的巴爾幹戰線，奥斯曼土耳其对俄国的高加索战线，奥斯曼土耳其对英国的美索不达米亚战线、奥斯曼土耳其对英国、阿拉伯的巴勒斯坦战线等等），其中以西線最为慘烈。這場戰爭是歐洲歷史上破壞性最强的戰爭之一，約6,500萬人參戰，約2,000萬人受傷，超过1,600萬人喪生（约900万士兵和700万平民），造成嚴重的人口及經濟損失，估計損失约1,700億美元（當時幣值），除美洲與亞洲外，歐洲各國均受到重創，特別是戰敗國如德國等等還要面對巨額賠款，埋下第二次大戰的種子。.

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烃

，又稱碳氫化合物（hydrocarbon），是有機化合物的一種，只由碳和氫組成。烴類包括了烷烴、烯烴、炔烴、環烴及芳烴，是許多其他有機化合物的基體。.

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电解

电解是指将電流通过电解质溶液或熔融态物质，而在阴極和阳极上引起氧化还原反应的过程。电化学电池在接受外加电压（即充电過程）时，會发生电解过程。所有離子化合物都是電解質，因為它們溶在液體中時，離子可以自由移動，所以可導電。.

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氧化鋅

氧化鋅是锌的氧化物，难溶於水，可溶于酸和强鹼。它是白色固体，故又稱鋅白。它能通过燃燒鋅或焙烧闪锌矿（硫化锌）取得。在自然中，氧化鋅是礦物紅鋅礦的主要成分。虽然人造氧化鋅有兩種製造方法：由純鋅氧化或烘燒鋅礦石而成。氧化锌作为添加剂在多种材料和产品有应用，包括塑料、陶瓷、玻璃、水泥、润滑剂、油漆、软膏、粘合剂、填隙材料、颜料、食品（ 补锌剂）、电池、铁氧体材料、阻燃材料和医用急救绷带等。 氧化锌是一种宽带隙半导体材料，室温下带隙约3.3eV，激子束缚能高达60meV，有望取代GaN成为做紫外光LD和LED的材料。在光电子领域有重要应用。.

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氨

氨（Ammonia，或称氨氣、阿摩尼亞或無水氨，分子式为NH3）是无色气体，有强烈的刺激气味，极易溶于水。常温常压下，1單位体积水可溶解700倍体积的氨。氨對地球上的生物相當重要，是所有食物和肥料的重要成分。氨也是很多藥物和商業清潔用品直接或间接的組成部分，具有腐蝕性等危險性质。 由於氨有廣泛的用途，成為世界上產量最多的無機化合物之一，約八成用於製作化肥。2006年，氨的全球產量估計為1.465億吨，主要用於製造商業清潔產品。 氨可以提供孤電子對，所以也是路易斯鹼。.

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氮

氮是一种化学元素，其化学符号为N；原子序数是7。在自然界中氮单质最普遍的形态是氮气，这是一种在标准状况下无色无味无臭的雙原子气体分子，由于化学性质稳定而不容易发生化學反应。氮气是地球大气中含量最多的气体，佔總體積的78.09%。1772年在苏格兰爱丁堡，由丹尼尔·卢瑟福分離空氣後发现。氮属于氮族元素中的一种。 氮是宇宙中常見的元素，在銀河系及太陽系的豐度排第七名。其生成的原因推測是由於超新星中碳和氫產生的核融合。由於氮元素及其和氫、氧形成的常见化合物都极易揮發，因此在內太陽系中的類地行星中氮元素較不常見。不過和地球一样，其他行星及其卫星的大氣層中，气态的氮及其化合物很常见。 很多工业上很重要的化合物（比如氨、硝酸、用作推进剂或炸药的有机硝酸盐以及氰化物）都含有氮原子。氮原子之间具有非常牢固的化学键，无论是在工业中或是在生物体內，将转化为有用的含氮化合物都是很不容易的。相应的，当含氮化合物燃烧，爆炸或分解时会产生氮气，并通常可以释放大量有用的能量。合成产生的氨和硝酸盐是关键的工业化肥料，而硝酸盐肥料是引起水系统富营养化的关键污染物。 含氮化合物除了作为肥料和能量储存的功用之外还有其他多种用途。氮是克維拉纤维和氰基丙烯酸酯强力胶水等多种材料的组成部分。在各种药学药品的大类中（包括抗生素）都含有氮元素。许多药物都是天然含氮信号分子的类似物或前体药物。比如，有机硝酸盐硝酸甘油和硝普钠在体内代谢产生一氧化氮以控制血压。植物中的生物鹼（经常是防卫性化合物）根据定义是含有氮的，许多知名的含氮药物（比如咖啡因和吗啡）是生物碱或是合成的天然产物类似物，像许多植物生物碱一样用作于动物体内的神经传导物质的接收器上（例如合成苯丙胺）。 氮主要存在于所有的有机体的氨基酸（以及蛋白质）和核酸（DNA和RNA）之中。人类身体中的3%的重量都是氮元素构成的，其含量仅次于氧元素、碳元素和氢元素。氮循环是指氮元素从空气进入生物圈和有机化合物中然后再返回大气的转移过程。.

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水

水（化学式：H2O）是由氢、氧两种元素组成的无机物，在常温常压下为无色无味的透明液体。水是地球上最常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。人类很早就开始对水产生了认识，东西方古代朴素的物质观中都把水视为一种基本的组成元素，水是中國古代五行之一。人體有百分之七十是水。.

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