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哈伯-博世法是工业合成氨的重要方法。该反应的化学方程式为氮气加三个氢气分子，在催化剂作用下生成两个氨分子，同时放出热量。这是一个可逆的放热反应，需要通过调控反应条件来提高氨的产率。
勒夏特列原理是化学平衡的重要理论。该原理指出，当改变影响平衡的条件时，平衡会向减弱这种改变的方向移动。对于合成氨反应，我们可以通过调节温度、压强和浓度来控制平衡位置，从而提高氨的产率。图中显示了反应物和生成物浓度随时间的变化，以及外界条件改变时平衡的移动过程。
温度对合成氨反应有重要影响。由于合成氨是放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度会使平衡向左移动，降低氨的产率。但是温度过低时，反应速率会很慢，实际生产效率低。因此需要选择合适的温度，既要保证一定的产率，又要有足够的反应速率。工业上通常选择400到500开尔文作为最适温度。
压强对合成氨反应也有重要影响。合成氨反应中，反应前有4个气体分子，反应后只有2个气体分子，分子数减少。根据勒夏特列原理，增大压强时，平衡会向分子数减少的方向移动，即向右移动，有利于氨的生成。图中显示了压强与氨产率的关系，以及高压和低压条件下分子的分布情况。
工业合成氨需要综合考虑多个因素来确定最优条件。温度选择400到500开尔文，既保证一定的产率又有足够的反应速率。压强选择20到30兆帕，显著提高氨的产率。使用铁催化剂降低活化能，提高反应速率。采用循环操作，将未反应的氮气和氢气循环利用，虽然单程转化率只有15到20%，但总产率可达95%以上。