3.5 催化剂与催化作用
催化剂是影响化学反应速率的另一重要因素,在现代工业生产中80%-90%的生产过程都使用催化剂。例如,合成氨、石油裂化、油脂加氢、药品合成等都使用催化剂。催化剂的组成多半是金属、金属氧化物、多酸化合物和配合物等。
3.5.1、催化剂和催化作用的基本特征
催化剂就是存在少量就能显著能改变反应速率,而反应前、后本身的组成和质量不改变的物质。虽然催化剂并不消耗,但是实际上它参与了化学反应,并改变了反应机理。
催化剂分为正催化剂和负催化剂(抑制剂),正催化剂能加快反应速率;负催化剂能减慢反应速率。
催化剂加快化学反应速率作用称为催化作用。原因是改变了反应机理(途径)、使Ea 下降, 反应速率加快.
3.5.2、催化作用的特点
⑴ 只能对热力学上可能发生的反应起作用,热力学上不可能发生的反应,催化剂对它并不起作用。
⑵ 通过改变反应途径以缩短达到平衡的时间。
⑶ 催化剂有选择性,选择不同的催化剂会有利于不同种产物的生成。
⑷ 只有在特定的条件下催化剂才能表现活性,否则将失去活性,或发生催化剂中毒。
一、填空题
3—1 对于 反应,其反应级数一定等于反应物计量数 ,速率系数的单位
由 决定。若某反应速率系数K的单位是mcl-2.L2.s-1,则该反应的反应级数是 。
3—2 反应A(g) 2B(g)一C(g)的速率方程为r=kc(A) c2(B)。该反应 为基元反应,反应级数为 .当B的浓度增加2倍时,反应速率将增大 倍;当反应容器的体积增大到原体积的3倍时,反应速率将增大 倍。
3—3 在化学反应中,加入催化剂可以加快反应速率,主要是因为 了反应活化能,活化分子 增加,速率系数k .
3-4 对于可逆反应,当升高温度时,其速率系数是K正将 , K逆将 。
二、选择题
3-5 某反应的速率方程是r=k[c(A)]x[c(B)]y,当C(A)减少50%时,r降低至原来的1/4,当c(B)增大2倍时,r增大1.41倍,则x、y分别为
A.x=0.5,y=1 B.x=2,y=0.7
C.x=2 y=0.5 D. x=2,y=2
3—6 下列叙述中正确的是( )。
A.溶液中的反应一定比气相中的反应速率大
B.反应活化能越小,反应速率越大
C.增大系统压力,反应速率一定增大
D.加入催化剂,使正反随话化能和逆反应话化能减小相同倍数
3-7.升高同样温度,一般化学反应速率增大倍数较多的是( )
A.吸热反应 B.放热反应
C.Ea较大的反应 D. Ea较小的反应
3—8 增大反应物浓度,使反应速率增大的原因是( )。
A.单位体积的分子数增加 B.反应系统混乱度增加
C.活化分子分数增加 D.单位体积内活化分子总数增加
三、计算题
3-9.800K时,实验测得反应CH3CHO(g)→CH4(g) CO(g)的速率方程为r=K[C(CH3CHO)]2,反应速率系数K=9.00×10-5mol-1.L.S-1,计算当CH3CHO(g)的压力为26.7kPa时,CH3CHO的分解速率是多少?