反应机理与催化

催化剂(catalyst)

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想象两座山谷之间有一座高山,你想把一个球从一边山谷滚到另一边。爬这座山累得很。催化剂就像是发现了一条穿山隧道:球最终仍然落到同一个较低的山谷,但现在它走的是一条容易得多、也低得多的路——而且这条隧道还在那儿,留给下一个球,再下一个球。

更准确地说,催化剂是一种能加快化学反应的物质,它通过提供一条活化能更低的替代途径来起作用,并且到反应结束时会原封不动地再生,所以总体上并不被消耗。它的工作方式是参与反应——与反应物成键、引导它们走过一条更容易的步骤序列——然后再被释放出来,准备再做一次。因此极少量的催化剂就能转化掉巨量的反应物。

为什么重要:催化剂让缓慢的反应变得可行,让工艺能在更低的温度下进行,支撑着大半个化学工业和全部生命的生物化学。两点诚实的提醒:催化剂无法让一个被热力学所禁止的反应发生——它只改变速率,绝不改变最终的平衡位置;而且它对正反应和逆反应的加速是相同的,所以终点不变,只是路途变快了。

过氧化氢单独放着时,分解成水和氧气的速度慢得几乎察觉不到。投入一小撮二氧化锰,它便猛烈地冒泡——可事后把二氧化锰称一称,它原封不动,分量一点没少,随时可以再来一次。

反应被大大加快,而催化剂却完好无损地被回收。

能减慢反应的物质叫抑制剂,而不是「负催化剂」。而且催化剂降低活化能却不被消耗——被消耗是反应物的标志,而非催化剂。

又称
触媒觸媒