催化剂的作用

催化剂的作用
• 对于N2+3H2=2NH3反应，无催化剂存在 时，在500oC、常压条件下，反应活化 能高，334 kJ/mol 。此条件下反应速 度极慢，竟不能觉察出氨的生成。
催化剂的作用
• 有催化剂存在下，在催化剂表面发生了如下所示的一系 列表面作用过程，最后生成了氨分子。催化反应的速率 控制步骤是氮解离步骤，该步的活化能~70 kJ/mol 。
催化剂的作用
催化作用的特征（3）
-催化剂对反应具有选择性
• 催化剂对反应具有选择性
– 根据热力学计算，某一反应可能生成不只一 种产物时，应用催化剂可加速某一目的产物 的反应，即称为催化剂对该反应的选择性。
– 工业上利用催化剂具有选择性，使原料转化 为所需要的产品。
– 例如，以合成气(CO＋H2)为原料，使用不同 的催化剂则沿不同的途径进行反应。
催化剂的作用
催化作用的特征（4）
-催化剂的寿命
• 催化剂能改变化学反应的速度，其自身不进入反应的 产物，在理想的情况下不为反应所改变。
• 催化剂在参与反应过程中，先与反应物生成某种不稳 定的活性中间络合物，再继续反应生成产物，催化剂 恢复到原来的状态。催化剂象这样不断循环起作用。 一定量的催化剂可以使大量的反应物转化为大量的产 物。
知识点——催化剂的作 用
催化剂的作用
催化剂是一种可以改变一个化学反应速度物质。
催化剂是一种能够改变一个化学反应的反应速度，却不改变化学 反应热力学平衡位置，本身在化学反应中不被明显地消耗的化学 物质。
催化作用是指催化剂对化学反应所产生的效应。
催化剂的作用
使用催化剂是通过降 低反应活化能来提高反 应速率和控制反应方向 的最有效办法。
• 实际反应过程中，催化剂并不能无限期地使用，在长 期的反应条件下和化学作用下，会发生不可逆物理和 化学变化，如晶相变化、晶粒分散度的变化、组分的 流失等，导致催化剂的失活。
催化剂的作用 练一练
催化剂的作用
• [解析]催化剂能够加快化学反应速率，可以排 除A、C；催化剂不能改变化学平衡，可以排除 C、D。
• [答案]B
催化剂的作用
• 催化剂为反应物分子提供了一条较易进行的反应途径。 不同的催化剂的催化反应活化能可能不同。
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N2+3H2=2NH3的催化反应途径
催化剂的作用
催化作用的特征（1）
• 催化剂只能加速热力学上可以进行的反 应，而不能加速热力学上无法进行的反 应。
– 在开发一种新的化学反应的催化剂时，首先 要对该反应体系进行热力学分析，看在给定 的条件下是否属于热力学上可行的反应。
催化剂的作用
催化作用的特征（2）
• 催化剂只能加速反应趋于平衡，不能改变平衡 的位置（平衡常数）。
• 化学平衡是由热力学决定的 G0＝—RT1nKP ，
其中KP为反应的平衡常数，G0是产物与反应物 的标准自由焓之差，是状态函数，只决定于过 程的始终态，而与过程无关，催化剂的存在不 影响G0值，它只能加速达到平衡所需的时间 ，而不能移动平衡点。