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为什么催化剂可以缩短反应时间

发布时间: 2022-06-29 03:29:34

㈠ 为什么要用催化剂

催化剂是能改变化学反应速率,而本身的质量、组成和化学性质在参加化学反应前后保持不变的物质。
正催化剂在反应中他可以降低反应活化能,使反应能容易进行。
负催化剂作用与之相反

㈡ 化学反应中催化剂影响反应速率的原理是什么

能显着改变反应速率而本身的化学性质和数量在反应前后基本不变的物质。催化剂有正催化剂(即加快反应速率)和负催化剂(即减小反应速率),一般不特殊指出均指正催化剂。

催化原理

化学反应能否进行要根据自由能的变化,但仅仅根据自由能的变化还不能判断反应能否完成,因为化学反应的完成还取决于反应的能垒,即如果反应能垒很高,则必须为其提供一定的能量,越过能垒,完成反应。该能垒被称为活化能。而催化剂的作用就是降低该活化能,使之在相对不苛刻的环境下发生化学反应。
催化剂改变反应速率,是由于改变了反应途径,降低了反应的活化能。

比如氢气和氧气的化学反应:

水中溶解氧的标准电极电位
有一张图片转不过来:http://www.chinaemnet.com/ele/el042251.asp

由此计算出的自由能变化

ΔG=-nFε=-2×96500×1.229=-237kJ

式中F为法拉第常数96500C

n为参与反应的电子数,本式中等于2

由于ΔG<0,而且很大,所以反应应能非常快地自动进行,但是在常温下反应却始终不可能完成,必须有火花等将之引燃,反应所产生的能量才能将反应继续下去。某种涂钯的树脂能起到催化剂作用,使氢气和氧气在常温下就能够化合生成水。据此原理,通过向溶解有氧气的水中通人适量氢气,在与催化剂的充分接触后,化合生成水,从而起到除氧的目的。

㈢ 为什么升高温度有利于反应速率增加,从而缩短达到平衡的时间

那是因为温度升高,提高了分子的能量,使之前非活化分子转化为了活化分子,活化分子的百分数增加,那么反应速率加快,从而缩短了达到平衡所需要的时间。
影响化学反应速率的根本原因在于物质内部因素,而反应物的浓度、反应温度、反应物之间的接触情况以及催化剂的使用等,是影响反应速率的外部原因,内因是基础,外因是条件,外因通过内因而起作用。
⑴浓度的影响
化学反应速率随着反应物浓度的变化而改变,在一定温度下,若增加反应物浓度可增大反应速率。这是因为增加反应物浓度,使反应分子间碰撞机会增多,碰撞次数加大,单位时间和单位体积内的有效碰撞随着总碰撞次数的增加而增加,结果使反应速率加快。
反应速率与反应物浓度之间的定量关系,一般不能简单地从反应的计量方程式中获得,它与反应进行的具体过程即反应机理有关,反应速率与浓度的定量关系,可通过速率方程展示出来,而速率方程的具体形式只能通过实验来确定。
⑵温度的影响
温度对反应速率的影响,随具体反应的不同而各异,情况比较复杂。但对大多数反应来说,化学反应速率随温度升高而加快。当温度升高时,一方面分子的运动速度加快,单位时间内的碰撞频率增加,使反应速率加快;另一方面更主要的是温度升高时,分子的平均动能增加。
(3)反应物之间接触情况的影响
反应物处在同一相(气相或液相)中的反应叫均相反应。在均相反应中,由于分子或离子的运动比较自由,相互间碰撞的机会较多,碰撞频率较高,因而反应分子间的接触问题并不显得十分重要。
(4)催化剂和催化作用
为了加快或减慢反应速率,人们常常使用催化剂。催化剂是一种能改变反应速率,但不改变化学反应的平衡位置,而且在反应结束时,其本身的质量和组成都不发生变化的物质。通常把能加快反应速率的催化剂简称为催化剂,而把减慢反应速率的负催化剂。催化剂在化学反应中的这种作用称为催化作用。
对于可逆反应来说,催化剂既能加快正反应速率,也能加快逆反应速率,因此催化剂能缩短到达平衡状态的时间。但在一定温度下,催化剂并不能改变平衡混合物的浓度(反应的限度),即不能改变平衡状态,系统的平衡常数不受影响。

㈣ 为什么可逆反应加入催化剂后能缩短到达平衡的时间

速率常数变大了
打个比方,正反应速率原来是3k,逆反应是k,净反应速率是2k.
现在k同时扩大n倍,变成3nk-nk=2nk,明显要大于你原来的2k

㈤ 为什么酶与催化剂都只能降低活化能,缩短达到平衡的时间,而不改变平衡点PS:什么是平衡点

催化剂只会加速反应,而平衡点是指反应转化的多少,催化剂不会使原本的转化率提高

㈥ 合成氨反应使用催化剂和加压为什么都能缩短达到平衡状态所用的时间,只有压强对化学平衡状态有影响

因为催化剂是正逆反应速率同时上升相应数量级,不影响平衡常数。而加压可以更大限度的化合,更小限度的分解,从而影响平衡常数。

㈦ 在解决环境污染问题时,催化剂有哪些重要作用

在治理环境污染的化学反应中,施加一定量的催化剂,可以提高反应速率,缩短反应时间,并且可以使一些不易发生反应的物质促使其发生化学反应,但催化剂无法改变化学反应的最终产物,只能使反应的速度加快,促使反应快速达到平衡状态。缩短污染物污染环境的时间,最大程度减少污染物的危害。

㈧ 催化剂可以同等程度地加快正逆反应速率,为什么还可以缩短平衡的时间

化学反应达到平衡的过程中,正反应速率降低,逆反应速率升高,直到两个速率相等时,化学反应达到平衡。
并且我们知道在反应条件不变的情况下,化学反应消耗的反应物,生成的生成物都是一样的。
加入催化剂,实际上是没改变化学反应条件的,提高了化学反应速率,但是消耗的物质还是那么多,就好像是路程不变,速度加快了,那么时间就短了

㈨ 催化剂能加快正反应速度而减慢逆反应速度吗

催化剂可以同样程度地加快正、逆反应的速率,不能使化学平衡移动,不能改变反应物的转化率.
请注意加快逆反应也就是减慢反应速率,这种催化剂也叫负催化剂!
催化剂能同等程度地改变v(正)和v(逆),因此它只能缩短反应达到平衡所用的时间,不能改变反应物的转化率

㈩ 为什么催化剂既可加快反应速率,也可以减慢反应速率

催化剂加快了正反应速率,产物农度增加,逆反应速度也加快,但是只加快反应速度不该变最终平衡各物质量农度

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