正确认识催化剂

安徽 华 振

正确认识催化剂

安徽 华 振

在化学反应中，有些化学反应常需要催化剂的帮助才能进行，那么在中学化学中常用的催化剂有哪些？催化剂在化学反应中究竟起到哪些作用和特点呢？如果在化学反应中某一反应物在反应前后化学性和质量都没有改变，那么可以认为它没有参加反应，并且由于它的加入改变了反应进行的速率，使反应速率加快，则它就是催化剂。下面我们就一起来探讨这两个问题。

一、常用的催化剂，归纳起来大概有以下几类：

1．金属催化剂：Fe、Cu、Pt、Ni等

2．金属氧化物催化剂：MnO2、V2O5等

3．酸催化剂：H2SO4（浓）、H2SO4（稀）、HCl（浓）等，硝化、酯化、脱水反应用H2SO4（浓）

4．碱催化剂：NaOH等

5．盐催化剂：HgSO4、CuCl2等

6．酶催化剂：淀粉酶、酒化酶、蛋白酶等

7．其他催化剂：H2O、NOx等

二、弄清催化剂在化学反应中的作用与特点

1．催化剂在化学反应中有没有变化？

催化剂在化学反应中是要发生变化的，只不过在变化前后，其组成、性质及质量没有发生变化而已。例如，在用硝化法制取硫酸的过程中，SO2的氧化实际上是借助溶解于稀硫酸中的高级氧化氮（N2O3）来进行的。其总反应为；催化剂参与反应的机理是SO2＋N2O3＋H2O ===H2SO4＋2NO，NO＋

2．催化剂是如何影响化学反应速率的？

影响化学反应速率的有催化剂和阻化剂，催化剂能加快化学反应的速率，阻化剂则会降低化学反应的速率。

两种焊接工艺热影响区的金相组织如图7b所示，两者都在热的作用下，晶粒长大。手工焊的热输入较大，晶粒更大甚至形成了块状粗大组织；由于自动焊热输入较小，晶粒长大不明显。

3．在可逆反应中，催化剂只能增大正反应速率、降低逆反应速率吗？

催化剂可同等程度地增大或减小正、逆反应的速率。由此看来，催化剂只能改变化学反应的速率，而对化学平衡没有任何影响。

4．只要能改变化学反应速率的物质都是催化剂吗？

不一定。例如，卤代烃不溶或微溶于水，水解很慢，并且是一个可逆反应，通常加入强碱溶液与卤代烃共热，水解反应速率加快，可是碱与水解所得氢卤酸反应生成了盐，因此强碱并不是水解反应的催化剂。

5．催化剂的催化作用与温度有没有关系？

对于有些催化剂有温度要求，温度必须限制在一定的范围内时才能起到催化作用。例如，在SO2转化为SO3的过程中，使用氧化铁作为催化剂时，温度就应达到640℃以上，催化剂才具有活性。

6．对于同一反应只有一种催化剂可用吗？

不一定。例如，在SO2转化为SO3的过程中，就有三种催化剂可供选择使用，它们是铂催化剂、氧化铁催化剂和钒催化剂。

7．只有催化剂才能改变化学反应的速率吗？

改变化学反应速率的因素有很多，除催化剂外，通过加热、降温、增减浓度、增减压强、光照及反应介质等均可使反应速率发生改变。

8．同一种催化剂只能对某一特定反应起催化作用吗？

不一定。如硫酸就能对多个反应起催化作用。例如：

三、催化剂的判断

例（2014全国卷Ⅰ）已知分解1mol H2O2放出热量98kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2的分解机理为H2O2＋I－→H2O＋IO－慢；H2O2＋IO→－H2O＋O2＋I－快。则下列有关反应的说法正确的是（ ）

A．反应的速率与I－的浓度有关

B．IO－也是该反应的催化剂

C．反应活化能等于98kJ·mol－1

D．v（H2O2）＝v（H2O）＝v（O2）

解析：根据反应机理可知，I－是H2O2分解的催化剂，碘离子浓度大，产生的IO－就多，反应速率加快，故选项A正确；对选项B，将题干中的两个反应合并，可得总反应方程式，反应的催化剂是I－，IO－只是中间产物，故选项B错误；对选项C，H2O2分解的化学方程式为，所以当反应放出98kJ的热量时会生成0．5mol O2，故选项C错误；对选项D，因为反应是在含少量I－的溶液中进行的，溶液中水的浓度是常数，不能用其浓度变化表示反应速率，故选项D错误。所用本题应选A。

点评：本题的目的在于考查催化剂对化学平衡的影响，说明催化剂可以改变化学反应的速率。

（作者单位：安徽省灵璧县黄湾中学）