浅淡催化剂

陆天红

【摘要】催化反应无论在工业生产上还是在科学实验中均应用非常广泛，在中学化学中常常接触到催化反应和催化剂，但由于在教材中介绍得比较少，许多学生对催化剂的认识比较模糊，和其它反应容易混淆，甚至会出现错误，为了在教学过程中准确无误的讲授和应用催化剂，现从分类、原理、特点等几个方面加以阐述。

【关键词】催化剂；催化作用

1、催化剂的定义和分类

凡能改变化学反应速率而本身的性质和质量在反应前后都没有改变的物质叫催化剂。催化剂改变化学反应速率的作用叫催化作用。根据化学反应速率的加快或减慢，把催化剂分为正催化剂（加快的）通常也叫催化剂和负催化剂（减慢的）也叫阻催化剂；也根据反应物和催化剂的状态分为均相催化、多相催化、酶催化等。化学反应速度的快慢，一方面取决于参加反应物质本身的结构、性质；另一方面也取决于反应的外界条件：温度、压力的控制及催化剂的选择是否恰当。催化剂的催化作用是化学反应中一个十分复杂的问题，而这个问题至今仍是人们尚未十分清楚的。

2、催化剂的催化原理

部分学生往往认为催化剂在反应前后质量无变化是因为它没有参加化学反应，许多实验测定指出催化剂之所以能加快化学反应速率是因为它参与了反应过程，改变了原来的反应途径，降低了反应的活化能，使反应加快。例如：反应：A+B—AB活化能为Ea，加入催化剂后的反应为A+K—AK，活化能为Ea1，AK+B-------AB+K（K为催化剂）活化能为Ea2；Ea1，Ea2均小于Ea，所以化学反应速率加快，其途径可用下图表示：

（由于Ea1和Ea2都比EA小得多，在同样的温度下能够发生有效撞碰撞的活化分子数目当然就会多得多，从而使反应速率大大加快。）

3、催化反应和催化剂的特点

（1）、催化剂在反应前后化学性质不变，物理性质有所改变。

（2）、催化剂不影响化学平衡，不改变平衡状态，通过改变反应途径以缩短达到平衡的时间这是因为：a、它不改变反应始终态的反应热。b、它不改变平衡常数。c、它能同等程度的加快正逆反应速率，在一定条件下正反应的优良催化剂必然是逆反应的优良催化剂。例如：合成氨用的铁催化剂也是氨分解反应的催化剂。

（3）、只能对热力学上可能发生的反应起作用，热力学上不可能发生的反应，催化剂对它并不起作用。催化剂不能改变在事实上不能发生的反应，也就是说催化剂在反应中没有“起死回生”术。

（4）、催化剂有特殊的选择性和专一性，也就是说，不同的反应要选择不同的催化剂，例如：乙醛的氧化反应和脱氢反应的催化剂是不同的；对同样的反应，如果催化剂不同，产物也是不同的。

（5）、只有在特定的条件下催化剂才能表现活性，否则将失去活性，或发生催化剂中毒。某些物质能使催化剂发生“中毒”，而失去特性，例如：氮气和氢气反应用的铁催化剂，遇到一氧化碳、二氧化碳、硫化氢等气体会使催化剂中毒。

（6）、催化作用实际上是一种很普遍的化学现象。有时某些偶然因素，如杂质的存在、容器的表面，甚至某些反应的生成物都可能对反应有催化作用，例如把双氧水放在玻璃瓶中，它就很快分解，而放到塑料瓶中分解速率就会大大减慢，这说明玻璃对双氧水的分解有催化作用。

通过以上分析，较全面的阐述了催化反应与其它反应的区别和联系，希望在中学教学和学生学习中有所裨益。

参考文献：

[1]《物理化学》下册，傅献彩等编，-4版。-北京：高等出版社，1990，10。