提高反应速率的化学催化剂

催化剂可用来改变化学反应的速率，这种反应称为催化反应。大多数催化剂只能加速某一种化学反应，或某一种类型的化学反应，并不能用来加速所有的化学反应。催化剂在化学反应中不一定被消耗，无论是在反应前还是反应后，都可以从反应物中分离出来。但它也可能在反应的某个阶段被消耗，然后在整个反应完成之前再生。

使化学反应加速的催化剂叫正催化剂；使化学反应减慢的催化剂叫负催化剂。例如，无机酸常用作酯类、多糖类水解的正催化剂；五氧化二钒常用作二氧化硫氧化为三氧化硫的正催化剂。这种催化剂是固体，反应物是气体，形成多相催化作用。所以五氧化二钒又叫催化剂或接触剂；在食用油脂中加入0.01%~0.02%的没食子酸正丙酯，能有效防止酸败。在这里，没食子酸正丙酯就是一种负催化剂（也叫缓凝剂或抑制剂）。

催化剂的作用尚未完全被人们所认识。多数情况下认为催化剂本身与反应物一起参与化学反应，降低了反应所需的活化能。有些催化反应是由于生成了易分解的“中间体”，分解后，催化剂恢复原来的化学组成，原来的反应物变成产物。有些催化反应是由于吸附，只能在催化剂表面最活跃的区域（称为活性中心）进行。活性中心越大或越多，催化剂的活性就越强。如果反应物中有杂质，催化剂的活性就可能减弱或丧失，这种现象称为催化剂中毒。

催化剂对化学反应速率影响巨大，有些催化剂可以使化学反应速度加快数百万倍。催化剂一般选择性很强，只能加速某一种反应或某一种类型的反应。例如甲酸在加热时分解，一半脱水，一半脱氢：

碳酸氢钠=H2O+CO

碳酸氢钠=H2+CO2

若以固体Al2O3为催化剂，则只发生脱水反应；若以固体ZnO为催化剂，则只发生脱氢反应。这一现象说明不同性质的催化剂只能加速特定类型的化学反应。因此，我们可以利用催化剂的选择性，使化学反应主要朝某个方向进行。

在催化反应中，人们经常在催化剂之外加入另一种物质来增强催化剂的催化效果，这种物质就叫助催化剂。助催化剂在化学工业中极其重要，例如在合成氨的铁催化剂中加入少量的铝和钾的氧化物作为助催化剂，可以大大增强催化剂的催化效果。

催化剂在现代化学工业中起着极其重要的作用，现在几乎一半以上的化工产品在生产过程中都要使用催化剂。例如合成氨的生产要用铁催化剂，硫酸的生产要用钒催化剂，乙烯的聚合、丁二烯橡胶等三大合成材料的生产都要用到不同的催化剂。据统计，大约80%～85%的化工生产过程都要使用催化剂（如氨、硫酸、硝酸的合成，乙烯、丙烯、苯乙烯等的聚合，石油、天然气、煤的综合利用等），目的是为了加快反应速度，提高生产效率。在资源利用、能源开发、医药制造、环境保护等领域，催化剂也大有作为。科学家们正在这些领域探索合适的催化剂，以期在某些方面取得新的突破。催化剂显然参加了反应，但它仅仅起到反应中介的作用，是一种在反应前后（注意，不是反应过程中）总量不变而使反应速度加快或减慢的物质。

例如，反应 A+B=C

如果A+R=X，X+B=C+R，速度就会和上面的公式不一样。

如果R在反应前后没有发生变化，那么可以说R是反应A+B=C的催化剂。