在地壳中氮的含量只有0.04%，而大气中氮气的体积分数为78%。空中游离态氮气不能被庄稼吸收，必须将其转化为氮的化合物后才能被吸收。即人工固氮。由于氮气的化学性质很不活泼，直到20世纪初才研究出一些固氮方法，其中合成氨是最有效且便于工业化的方法。
固氮：将空气中的游离氮转化为化合态氮的过程，称为固氮。人工固氮长期以来，人们期望着农田中粮食作物能像豆科植物一样有固氮能力，以减少对 化肥的依赖。
氢气用于人工固氮的原理N2+3H2=2NH3。人工固氮主要是合成氨工业用氮气和氢气在催化剂作用下生成氨气，人工固氮的化学方程式：N2+3H2=2NH3。
固氮分子氮经自然界的固氮生物（如各种固氮菌）固氮酶的催化而转化成氨的过程。
1、仲丁醇脱氢法 有气相和液相脱氢两种方法。气相脱氢用锌铜合金或氧化锌作催化剂，温度400～500℃，常压；液相脱氢用兰尼镍或亚铬酸铜作催化剂，温度150℃。液相脱氢反应温度及能耗较低，产率较高，催化剂寿命长，分离工艺简单。
2、与镁粉反应生成格氏试剂，与二氧化碳反应后加水酸化得到戊酸。1-丁醇与浓碱加热生成1-丁烯，通过浓硫酸，再加水蒸出即得丁酮。前得1-丁烯与干燥HCl作用得2-氯丁烷，再次与浓碱加热得2-丁烯，臭氧化，锌粉还原即得乙醛。前得2-丁烯与氯气在铁粉催化下生成2，3-二氯丁烷，浓碱加热即得1，3-丁二烯。
3、丁酮又称为甲乙酮、甲基乙基酮，是一种有机化合物，工业上可用二级丁醇脱氢或用丁烯加水氧化法生产。丁酮外观呈无色透明液体，易挥发，有类似丙酮气味，能与乙醇、乙醚、苯、氯仿、油类混溶。
4、在酸性催化剂存在下与酸酐作用发生酰化反应，生成β-二酮。与氰化氢反应生成氰醇。与氨反应生成酮基哌啶衍生物。丁酮的α-氢原子容易被卤素取代生成各种卤代酮，例如与氯作用生成3-氯-2-丁酮。与2，4-二硝基苯肼作用生成黄色的2，4-二硝基苯腙（m.p. 115℃）。稳定性：稳定。
5、羟丙酮的合成途径可以通过多种方法实现。首先，一种方法是利用丙二醇作为催化剂，进行脱氢反应或者通过溴丙酮与甲酸钾之间的反应生成甲酸丙酮醇酯，随后通过水解处理，得到所需的羟丙酮。另一种途径是，从甘油或丙二醇出发，同样经过催化脱氢步骤。在工业生产中，丁酮需要经过精细的处理步骤。
1、对于固体原料煤和焦炭，通常采用气化的方法制取合成气；渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气；对气态烃类和石脑油，工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。 （2）净化对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。
2、在合成氨的过程中，还会产生一些副产物，如氢氰酸、甲烷和其他有机化合物等。这些副产物需要进行分离和处理，以避免对环境和人类健康造成危害。工业合成氨是一个重要的化学反应，可以用于生产高价值的化肥和其他化工产品。这个反应过程中需要大量的能量和高效的催化剂来提高反应效率和生产效率。
3、①天然气制氨。天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1%～0.3%（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。
4、【原理】氮跟氢化合成氨是一个放热的可逆反应。N2+3H2 2NH3+97kJ 增加压力将使反应移向生成氨的方向，提高温度会将反应移向相反的方向，但温度过低又使反应速度过小。工业生产中常用的压强为200—6001×105pa，温度为450—600℃，用金属铁作催化剂，转化率可提高到约8%。
5、工业合成氨的反应条件是：采用400～500℃的高温、采用30～50MPa的压强、加催化剂。分析：根据影响化学反应速率的因素：温度、浓度、压强、催化剂、接触面积；影响化学平衡移动的因素：温度、浓度、压强等知识结合实际工业生产来
6、合成氨的反应方程式为：N（g） + 3H（g） 2NH（g）。这个反应是一个典型的工业合成反应，用于生产氨气。氨气是一种非常重要的化工原料，广泛应用于肥料、炸药、染料、塑料等工业领域。合成氨的反应在高压和高温的条件下进行，通常需要借助催化剂来加速反应速率。