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為什麼催化劑可以縮短反應時間

發布時間: 2022-06-29 03:29:34

㈠ 為什麼要用催化劑

催化劑是能改變化學反應速率,而本身的質量、組成和化學性質在參加化學反應前後保持不變的物質。
正催化劑在反應中他可以降低反應活化能,使反應能容易進行。
負催化劑作用與之相反

㈡ 化學反應中催化劑影響反應速率的原理是什麼

能顯著改變反應速率而本身的化學性質和數量在反應前後基本不變的物質。催化劑有正催化劑(即加快反應速率)和負催化劑(即減小反應速率),一般不特殊指出均指正催化劑。

催化原理

化學反應能否進行要根據自由能的變化,但僅僅根據自由能的變化還不能判斷反應能否完成,因為化學反應的完成還取決於反應的能壘,即如果反應能壘很高,則必須為其提供一定的能量,越過能壘,完成反應。該能壘被稱為活化能。而催化劑的作用就是降低該活化能,使之在相對不苛刻的環境下發生化學反應。
催化劑改變反應速率,是由於改變了反應途徑,降低了反應的活化能。

比如氫氣和氧氣的化學反應:

水中溶解氧的標准電極電位
有一張圖片轉不過來:http://www.chinaemnet.com/ele/el042251.asp

由此計算出的自由能變化

ΔG=-nFε=-2×96500×1.229=-237kJ

式中F為法拉第常數96500C

n為參與反應的電子數,本式中等於2

由於ΔG<0,而且很大,所以反應應能非常快地自動進行,但是在常溫下反應卻始終不可能完成,必須有火花等將之引燃,反應所產生的能量才能將反應繼續下去。某種塗鈀的樹脂能起到催化劑作用,使氫氣和氧氣在常溫下就能夠化合生成水。據此原理,通過向溶解有氧氣的水中通人適量氫氣,在與催化劑的充分接觸後,化合生成水,從而起到除氧的目的。

㈢ 為什麼升高溫度有利於反應速率增加,從而縮短達到平衡的時間

那是因為溫度升高,提高了分子的能量,使之前非活化分子轉化為了活化分子,活化分子的百分數增加,那麼反應速率加快,從而縮短了達到平衡所需要的時間。
影響化學反應速率的根本原因在於物質內部因素,而反應物的濃度、反應溫度、反應物之間的接觸情況以及催化劑的使用等,是影響反應速率的外部原因,內因是基礎,外因是條件,外因通過內因而起作用。
⑴濃度的影響
化學反應速率隨著反應物濃度的變化而改變,在一定溫度下,若增加反應物濃度可增大反應速率。這是因為增加反應物濃度,使反應分子間碰撞機會增多,碰撞次數加大,單位時間和單位體積內的有效碰撞隨著總碰撞次數的增加而增加,結果使反應速率加快。
反應速率與反應物濃度之間的定量關系,一般不能簡單地從反應的計量方程式中獲得,它與反應進行的具體過程即反應機理有關,反應速率與濃度的定量關系,可通過速率方程展示出來,而速率方程的具體形式只能通過實驗來確定。
⑵溫度的影響
溫度對反應速率的影響,隨具體反應的不同而各異,情況比較復雜。但對大多數反應來說,化學反應速率隨溫度升高而加快。當溫度升高時,一方面分子的運動速度加快,單位時間內的碰撞頻率增加,使反應速率加快;另一方面更主要的是溫度升高時,分子的平均動能增加。
(3)反應物之間接觸情況的影響
反應物處在同一相(氣相或液相)中的反應叫均相反應。在均相反應中,由於分子或離子的運動比較自由,相互間碰撞的機會較多,碰撞頻率較高,因而反應分子間的接觸問題並不顯得十分重要。
(4)催化劑和催化作用
為了加快或減慢反應速率,人們常常使用催化劑。催化劑是一種能改變反應速率,但不改變化學反應的平衡位置,而且在反應結束時,其本身的質量和組成都不發生變化的物質。通常把能加快反應速率的催化劑簡稱為催化劑,而把減慢反應速率的負催化劑。催化劑在化學反應中的這種作用稱為催化作用。
對於可逆反應來說,催化劑既能加快正反應速率,也能加快逆反應速率,因此催化劑能縮短到達平衡狀態的時間。但在一定溫度下,催化劑並不能改變平衡混合物的濃度(反應的限度),即不能改變平衡狀態,系統的平衡常數不受影響。

㈣ 為什麼可逆反應加入催化劑後能縮短到達平衡的時間

速率常數變大了
打個比方,正反應速率原來是3k,逆反應是k,凈反應速率是2k.
現在k同時擴大n倍,變成3nk-nk=2nk,明顯要大於你原來的2k

㈤ 為什麼酶與催化劑都只能降低活化能,縮短達到平衡的時間,而不改變平衡點PS:什麼是平衡點

催化劑只會加速反應,而平衡點是指反應轉化的多少,催化劑不會使原本的轉化率提高

㈥ 合成氨反應使用催化劑和加壓為什麼都能縮短達到平衡狀態所用的時間,只有壓強對化學平衡狀態有影響

因為催化劑是正逆反應速率同時上升相應數量級,不影響平衡常數。而加壓可以更大限度的化合,更小限度的分解,從而影響平衡常數。

㈦ 在解決環境污染問題時,催化劑有哪些重要作用

在治理環境污染的化學反應中,施加一定量的催化劑,可以提高反應速率,縮短反應時間,並且可以使一些不易發生反應的物質促使其發生化學反應,但催化劑無法改變化學反應的最終產物,只能使反應的速度加快,促使反應快速達到平衡狀態。縮短污染物污染環境的時間,最大程度減少污染物的危害。

㈧ 催化劑可以同等程度地加快正逆反應速率,為什麼還可以縮短平衡的時間

化學反應達到平衡的過程中,正反應速率降低,逆反應速率升高,直到兩個速率相等時,化學反應達到平衡。
並且我們知道在反應條件不變的情況下,化學反應消耗的反應物,生成的生成物都是一樣的。
加入催化劑,實際上是沒改變化學反應條件的,提高了化學反應速率,但是消耗的物質還是那麼多,就好像是路程不變,速度加快了,那麼時間就短了

㈨ 催化劑能加快正反應速度而減慢逆反應速度嗎

催化劑可以同樣程度地加快正、逆反應的速率,不能使化學平衡移動,不能改變反應物的轉化率.
請注意加快逆反應也就是減慢反應速率,這種催化劑也叫負催化劑!
催化劑能同等程度地改變v(正)和v(逆),因此它只能縮短反應達到平衡所用的時間,不能改變反應物的轉化率

㈩ 為什麼催化劑既可加快反應速率,也可以減慢反應速率

催化劑加快了正反應速率,產物農度增加,逆反應速度也加快,但是只加快反應速度不該變最終平衡各物質量農度

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