催化剂可以加快化学反应，但不会被消耗。它通过提供不同的反应发生方式来降低活化能。它参与反应，但最终保持不变。许多人认为催化剂会产生更多产物或破坏化学键，但事实并非如此。它只是帮助反应加快。

催化剂的关键要点

• 催化剂能加速化学反应，且不会被消耗殆尽。它有助于加快反应进程，但不会改变最终的产物。

• 催化剂主要有两种。正催化剂使反应加快。负催化剂，即抑制剂，使反应减慢。
  

• 催化剂在日常生活中至关重要。它们有助于制造塑料和食品等产品。它们还有助于降低污染，节约工厂能源。
  

催化剂定义

什么是催化剂

催化剂就像化学反应中的助剂。它能加快反应速度，但不会被消耗殆尽。反应结束后，催化剂保持不变。添加催化剂并不会得到更多的产物，只是在更短的时间内得到产物。反应物会转化为产物，但催化剂本身不会改变。

提示：催化剂可以帮助你更快地完成反应，但它不会改变最终的产物。

科学作用

• 催化剂可以降低反应的活化能。活化能是启动反应所需的最小能量。有了催化剂，粒子更容易发生反应，从而允许更多粒子同时反应，因此反应速度更快。

• 在分子层面上，催化剂为反应提供了一条新的路径。这条路径所需的活化能更低。催化剂可以与反应物形成临时键。这些键，例如氢键，有助于反应的发生。这些键的能量有助于反应的进行。

• 催化剂可以与反应物形成短寿命的中间体。例如，它可能与一种反应物结合生成一种中间体。这种中间体与其他物质发生反应，催化剂再次释放出来。催化剂在此过程中不会被消耗。

催化剂类型

1.根据催化剂对化学反应速率的影响来划分的类型。

催化剂主要分为两类：正催化剂使反应更快。负催化剂，即抑制剂，会减慢反应速度。您可以在下表中看到它们的区别：

2.根据催化剂与反应物所处的相态（状态），可分为：

• 均相催化剂：催化剂和反应物处于同一相（通常是气相或液相）。

• 多相催化剂：催化剂和反应物处于不同的相。通常催化剂是固体，而反应物是气体或液体。（点击可查看多相催化剂分类产品）
  

• 生物催化剂：酶是一种高效、高选择性的生物催化剂，它是蛋白质，在生物体内负责催化几乎所有的生化反应。

催化剂用途

催化剂通过降低反应的活化能（反应发生所需要的最低能量）来加快反应速率。它参与反应过程，但反应结束后其本身的质量和化学性质不发生改变。这意味着极少量的催化剂就可以促进大量反应物的转化，非常高效。

主要应用领域

催化剂的用途几乎遍及现代工业和生活各个方面，以下是几个最重要的领域：

1. 化工生产（最核心的应用）

这是催化剂最大量、最重要的应用领域。绝大多数化工产品的生产都离不开催化剂。

• 石油炼制与裂解：使用沸石等催化剂，将原油中 heavy（重质）的大分子烃类“裂解”成汽油、柴油、丙烯、乙烯等轻质、高价值的小分子产品。我们使用的燃油和塑料原料都来源于此。

• 合成高分子材料：生产塑料（如聚乙烯、聚丙烯）、合成纤维（如涤纶、锦纶）、合成橡胶等，其单体（如乙烯、丙烯）的聚合过程都需要特定的催化剂（如齐格勒-纳塔催化剂）。

• 生产硫酸和硝酸：这是两种最重要的基础化工原料，它们的生产过程（接触法制硫酸、氨氧化法制硝酸）都依赖于催化剂（五氧化二钒、铂铑网）。

2. 环境保护

催化剂在减少污染、保护环境方面发挥着关键作用，最典型的例子是汽车尾气处理。

• 汽车三元催化转化器：安装在汽车排气管中，内部是蜂窝状结构的催化剂（通常含铂、钯、铑等贵金属）。它可以同时将尾气中的三种有害物质：

• 一氧化碳（CO） 氧化为二氧化碳（CO₂）

• 碳氢化合物（HC） 氧化为二氧化碳（CO₂）和水（H₂O）

• 氮氧化物（NOx） 还原为氮气（N₂）

• 工业废气处理：处理工厂排放的有机废气和氮氧化物，原理与汽车尾气处理类似。

日常例子

• 你使用的瓶子、纸张和衣服都是用催化剂制成的。

• 当你吃面包或奶酪时，你会享受到催化剂带来的益处。

• 催化剂还能帮助处理废物、减少温室气体排放，并支持绿色化学。

当你看到汽车、吃三明治或使用塑料时，请记住，催化剂在其中发挥了作用。

催化剂随处可见。它们通过降低活化能来加速反应，使反应进行得更快、更顺利。

• 催化剂促进工厂和能源领域的创新。

• 它们通过使用催化转化器使空气更清洁。

想想催化剂如何助力科技发展，并每天守护地球的安全。

FAQ

反应后催化剂会发生什么变化？

反应结束后，催化剂可以取回。它会保持不变，不会发生变化。催化剂不是产品的一部分，不会被消耗掉。

同一种催化剂可以用于不同的反应吗？

大多数催化剂只对特定反应有效。你必须根据每个反应选择合适的催化剂。同一种催化剂不可能适用于所有反应。

工业上为什么需要催化剂？

催化剂能为企业节省能源和时间。它们能使反应更快、更高效。这有助于降低成本，减少浪费。