
【化】 synthetic fixed nitrogen
compose; compound; prefabricate; synthesize; synthetic
【化】 synthesis
【医】 synthesis; synthesize
【经】 compound; synthesis
【化】 combined nitrogen; fixed nitrogen
合成固定氮(Héchéng gùdìng dàn / Synthetic Fixed Nitrogen)指通过工业方法将大气中的惰性氮气(N₂)转化为具有化学活性的含氮化合物(如氨、硝酸盐等)的过程与产物。其核心含义包含以下层面:
术语解析
来源:国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)术语数据库 。
化学本质
主要依赖哈伯-博施工艺(Haber-Bosch Process),在高温高压下催化氮气与氢气反应生成氨(NH₃):
$$ce{N2 + 3H2 <=> 2NH3}$$
此反应打破了氮气分子(N≡N)的高稳定性,实现氮的“固定”,为后续化肥(如尿素、硝酸铵)生产提供原料 。
应用意义
合成固定氮是现代农业的基石,全球约50%的粮食产量依赖氮肥支撑。其工业化生产解决了自然固氮(如豆科植物根瘤菌)的供给瓶颈,显著提升农作物产量 。
权威来源参考
IUPAC. Compendium of Chemical Terminology ("Gold Book"). Nitrogen Fixation 定义.
American Chemical Society. Haber-Bosch Process: Importance and Environmental Impact.
联合国粮农组织 (FAO). World Fertilizer Trends and Outlook Report.
“合成固定氮”是化学和农业领域的重要概念,指通过人工方法将大气中的惰性氮气(N₂)转化为可被生物利用的含氮化合物(如氨、硝酸盐等)。以下是详细解释:
氮气占空气的78%,但因其稳定的三键结构(N≡N),大多数生物无法直接利用。合成固定氮特指通过工业手段(如哈伯-博世法)将N₂转化为活性氮化合物(如NH₃),为植物提供氮营养。
类型 | 自然固氮(如根瘤菌、闪电) | 合成固定氮 |
---|---|---|
年固氮量 | ~200 Tg | ~150 Tg |
能源消耗 | 无 | 占全球能源消耗1-2% |
可控性 | 不可控 | 工业化精准调控 |
合成固定氮是20世纪最重要的化学发明之一,解决了粮食生产的关键瓶颈,但也需平衡其环境代价。当前研究聚焦绿色固氮技术(如电催化、仿生固氮)以实现可持续发展。
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