[发明专利]超高压化学中产生超高压的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学领域，特别是涉及超高压化学中产生超高压的方法。 

背景技术

一般认为，压强超过1000atm算是超高压。有研究表明，在400℃，压强超过2000atm，不必使用催化剂，合成氨反应也能顺利进行[陈荣三、张树成主编，无机及分析化学，第二版，北京，高等教育出版社，1993年，第78页]。 

在化学反应理论中，一般认为，在温度不变时，压强加快化学反应速率的机制是：压强每增加一倍，气体体积就会缩小一倍，单位体积内参加反应物的分子数也会相应增加一倍，因此反应速率也加快了一倍。但是，在2000atm下的合成氨气体体积和1atm相比大约只缩小了1000倍左右。可反应速率的增加却远超过了1000倍。这是现有的理论无法解释的。 

大至宇宙星球，小至尘埃微粒，它们的各个层次都相互存在着引力与斥力，参见图1，图1为原子引力与斥力示意图，黑色圈代表引力层，白色圈代表斥力层，包括：1是使质子、中子结合成原子核的引力(核力)、2是阻止质子与质子或原子核结合的斥力(库仑力，气态分子的动能最大，碰撞可达到第2圈的斥力层被弹出去的)、3是使原子与原子结合成分子的引力(化学力)、4是阻止原子与原子结合成分子的斥力、5是使原子或分子凝固成固体的引力、6是阻止原子或分子凝固成固体的斥力、7是使原子或分子凝结成液体的引力、8是阻止原子或分子凝结成液体的斥力。我们暂且不管这些引力与斥力的本质，如果没有引力，物质的体积将会无限地扩大；如果没有斥力，则将会无限地缩小。或者说，没有引力与斥力，就没有物质，也就没有我们。物质每个层次的引力都比斥力大许多倍，这就是从气体液化到原子核的融合都是释放能量而不是吸收能量的缘由。 

原子核与原子核互相靠近到核力产生作用的距离，就会发生核聚变反应；同样道理，分子与分子互相靠近到化学力产生作用的距离，就会发生化学反应。但由于分子与分子之间存在着斥力，因此，要使参加化学反应的分子互相靠近到化学力产生作用的距离，参加反应的分子必须要有一定的动能，即活化能。 

理想的气体在温度不变时，压强每升高一倍，体积就会成正比地缩小一倍，这种现象称“波义耳定律”。但是，实际气体在压强很大时，波义耳定律会明显失效。一定质量的氮气压强与体积的关系见下表： 

  压强   1atm   500atm   1000atm   实测体积   1m3   1.36/500m3   2.0685/1000m3   计算体积    1/500m3   1/1000m3

我认为造成波义耳定律失效的机制是：由于分子与分子靠的很近，分子与分子的斥力场就会发生互相重叠和挤压，因此压力上升倍数就会超过了体积缩小的倍数。分子与分子靠的越近，斥力上升就会越快。也就是说，这种导致压力增高的力不是由分子运动碰撞的动态冲力(动能)造成的，而是由分子与分子之间的 斥力场相互推斥所产生的静态推力造成的，我们先把这种力称为“静压力”。 

磁铁同极相斥产生的推斥力也是静压力。 

等温压缩时导致气体液化、液体凝固的力就是静压力，因为等温压缩时分子的动能不变，只有静压力升高。例如，在11000个大气压下可以使95℃的热水凝固成95℃的热冰。