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實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀來(lái)制取氧氣,如果不用二氧化錳作催化劑,最好選用shenme?

作者:訪客發(fā)布時(shí)間:2021-07-20分類:催化劑及助劑瀏覽:74


導(dǎo)讀:氧化銅。使用氧化銅作催化劑,在305℃的條件下即可發(fā)生反應(yīng)。而其他三種催化劑都需要400℃以上的高溫才會(huì)反應(yīng)。催化劑的作用原理究竟是什么?催化劑在原理上有如房屋中介,一方是買...

氧化銅。使用氧化銅作催化劑,在305℃的條件下即可發(fā)生反應(yīng)。而其他三種催化劑都需要400℃以上的高溫才會(huì)反應(yīng)。

催化劑的作用原理究竟是什么?

催化劑在原理上有如房屋中介,一方是買房者,一方是買房者,但房屋交易要成功,很不容易,但若有中介的介入,交易就成的比較快。房屋中介做了啥?第一,分別與兩方結(jié)合,獲取各方的信息,賣家想要啥,買家想要啥,然后中介再把最合適看的配對(duì)撮合到一起,并在此過程中還幫雙方討價(jià)還價(jià),讓雙方的需求越來(lái)越靠近,最后還幫著操辦過戶手續(xù)。

催化劑在化學(xué)反應(yīng)中起的作用很類似。兩個(gè)反應(yīng)物,若要反應(yīng)生成一個(gè)新事物,首先要各自打破原有的結(jié)構(gòu),然后打破的結(jié)構(gòu)再與對(duì)方做新的組合。打破原有結(jié)構(gòu)很難的,就要把原來(lái)是物體穩(wěn)定存在的各種鍵打破,這要花費(fèi)很大的能量,這個(gè)能量門檻不低,謂之“能壘”。而即便打破了原來(lái)的結(jié)構(gòu),要與對(duì)方做新的結(jié)合也不易。很多化學(xué)反應(yīng)為啥要在高溫高壓下進(jìn)行?因?yàn)楦邷啬芗觿》肿拥牟祭蔬\(yùn)動(dòng),增加碰撞機(jī)會(huì)及碰撞時(shí)的動(dòng)能(超過能壘),以使原來(lái)的鏈接鍵能被撞開;高壓則是密閉容易溫度升高后分子碰撞加劇的必然結(jié)果。另一方面,碰撞的增加,也提高了反應(yīng)雙方遇到的機(jī)會(huì),增加結(jié)合生成反應(yīng)目標(biāo)物的機(jī)會(huì)。

催化劑的就是個(gè)中介,它與其中一方發(fā)生反應(yīng)(使反應(yīng)物原來(lái)的連接鍵斷開,并與之結(jié)合成一個(gè)中間體)所需要的能量比較低,正如房產(chǎn)中介與買賣方的溝通比買賣雙方直接溝通要容易類似(不那么費(fèi)勁)。然后這個(gè)中間體(催化劑與反應(yīng)物一方結(jié)合而成的)再與另一方產(chǎn)生反應(yīng),這個(gè)過程相對(duì)兩個(gè)反應(yīng)物直接反應(yīng)也更容易,能耗更低,結(jié)合成功的機(jī)會(huì)更大。然后,在這個(gè)中間體與另一方發(fā)生反應(yīng),形成目標(biāo)物后,催化劑則從中間體中脫身,又恢復(fù)到它本來(lái)的面目,再去與其它尚未反應(yīng)的部分再去產(chǎn)生中間體,如此循環(huán)往復(fù),直到所有反應(yīng)完成。

由于有催化作用的存在,反應(yīng)的速率會(huì)增加,或者對(duì)溫度和壓力的要求就沒那么高了。但催化劑是為啥能起到這樣的作用,它們是怎么做到的?那就是另外的問題了,就專業(yè)了。本答只是在原理上做了一個(gè)比喻,說(shuō)明了催化劑的居間作用,使化學(xué)反應(yīng)的門檻降低了(舊鍵更容易被打破,給新鍵更多建立機(jī)會(huì)),結(jié)果使反應(yīng)速度快了,或?qū)Νh(huán)境要求低了(不需要那樣的高溫高壓了)。

從這個(gè)原理上可以理解到,催化劑的比表面積越大越好,這樣,同樣體積的催化劑能與反應(yīng)物發(fā)生接觸的機(jī)會(huì)(面積)就越大,類似中介與買賣雙方接觸的越多,成交越多的意思。那些中介為啥要拼命打電話,增加比表面積啊。

催化劑到底咋起作用的?應(yīng)該與外層電子有關(guān)。催化劑與一方反應(yīng)物碰撞后,它與該反應(yīng)物的外層電子形成共享的結(jié)構(gòu)應(yīng)該比反應(yīng)物本身形成穩(wěn)定的共享結(jié)構(gòu)更容易,這樣就既打破了原有的連接鍵,又容易地形成了中間體需要的連接鍵。

標(biāo)簽:催化劑究竟原理


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