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催化概述 催化原理 催化作用 催化分类 催化应用

催化概述
催化定义
催化剂在化学反应过程中所起的作用和 发生的有关现象 催化简介 催化即通过催化剂改变反应物的活化能, 改变反应物的化学反应速率,反应前后催化 剂的量和质均不发 催化实验 生改变的反应。

化学反应物要想发生化学反应,必须使其化学键 发生改变,改变或者断裂化学键需要一定的能量

支持,能使化学键发生改变所需要的最低能量阈
值称之为活化能,而催化剂通过降低化学反应物

的活化能而使化学反应更易进行,且大大提高反
应速率。

催化原理
催化原理
在催化反应过程中,至少必须有一种 反应物分子与催化剂发生了某种形式 的化学作用。由于催化剂的介入,化 学反应改变了进行途径,而新的反应 途径需要的活化能较低,这就是催化 得以提高化学反应速率的原因。例如, 化学反应A+B─→AB,所需活化能为E, 在催化剂C参与下,反应按以下两步 进行: A+C─→AC,所需活化能 为E1 AC+B─→AB+C,所需活 化能为E2 E1、E2都小于E (见 图)。催化剂C只是暂时介入了化学反 应,反应结束后,催化剂C即行再生。

催化原理
催化原理
在催化反应过程中,至少必须有一种 反应物分子与催化剂发生了某种形式 的化学作用。由于催化剂的介入,化 学反应改变了进行途径,而新的反应 途径需要的活化能较低,这就是催化 得以提高化学反应速率的原因。例如, 化学反应A+B─→AB,所需活化能为E, 在催化剂C参与下,反应按以下两步 进行: A+C─→AC,所需活化能 为E1 AC+B─→AB+C,所需活 化能为E2 E1、E2都小于E (见 图)。催化剂C只是暂时介入了化学反 应,反应结束后,催化剂C即行再生。

催化作用

催化作用的定义 在催化反应中,催化剂与反应物发生作用,改变

了反应途径,从而降低了反应的活化能,使得反
应速率得以提高,该反应最终不会有新产物出现、

不影响反应产物种类和质量

催化分类
催化有三种类型,它们是:均相催化、多相催化和生 物催化。 均相催化:催化剂与反应物同处于一均匀物相中的催 化作用。有液相和气相均相催化。液态酸碱催化剂, 可溶性过渡金属化合物催化剂和碘、一氧化氮等气态 分子催化剂的催化属于这一类。 多相催化:多相催化发生在两相的界面上,通常催化 剂为多孔固体,反应物为液体或气体。

生物催化:酶是一种生物催化剂,生物体内的所有化 学变化几乎都是在酶催化下进行的,酶的催化作用称

为生物催化。酶的催化活性高,选择性强。生物催化
在常温中性条件下进行,高温、强酸和强碱都会使酶 丧失活性。离体的酶仍具有催化活性,可制成各种酶 制剂应用在医学和工农业生产上。

其他还有电催化、光助催化、光电催化等。

催化应用
催化剂在国计民生中的作用 催化剂-现代化学工业的基石,现代化学工业的心脏 现代化学工业过程: ?据统计,现有90%以上的化工过程是采用催化剂进行 生产的。借助于催化剂生产的产品总值在全世界工业 生产总值中约占18%,仅低于机械产品的总值 ?催化剂直接销售额~100亿美元/年 ? 催化剂消耗量>100万吨/年 ? 产生的产品价值>10000亿美元/年

催化剂的应用领域
(1)合成氨及合成甲醇: 产量最大的合成化学品 (2)石油炼制与合成燃料:运输量和消费量最大的化学品 (3)无机化学工业:酸、碱、盐,硫酸和硝酸的生产 (4)基本有机合成工业:醇、醛(酮)、酸、酯、腈 (5)三大合成材料:合成树脂与塑料、合成橡胶、合成纤维 Ziegler-Natta、后过渡金属、茂金属催化剂 (6)精细化工产品:品种最多、平均单价高的化学品 (7)生物化工:最有潜力和发展前景的化工领域 (8)环境化学:与人类生存密切相关的领域,尾气净化

自然界 生物界:一切生命活动都离不开酶催化 地质:地质催化,如:石油生成的催化作用 日常生活:空气净化气净化

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