赵向军_催化剂对反应速率的影响

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,催化剂对反应速率的影响,赵向军,北京市顺义区第一中学 特级教师,2009.04.01,【实验2-4】,实验,装,置,10 mL 10%的过氧化氢溶液，用带有余烬的木条检验不复燃。,再经漏斗向锥形瓶内加入少量二氧化锰粉末，用带有余烬的木条检验复燃。,MnO,2,【实验现象】,实验,装,置,实验方案,实验现象,结论,先在一个锥形瓶里加入10 mL 10%的过氧化氢溶液，观察带有余烬的木条是否复燃。再经漏斗向另一个装有10 mL 10%过氧化氢溶液的锥形瓶内加入少量MnO,2,粉末，再观察带有余烬的木条是否复燃,加入二氧化锰后快速产生气体,使用催化剂能加快反应速率,化学方程式,2H,2,O,2,2H,2,O+O,2,MnO,2,实验方案,实验现象,结论,少量催化剂就能起显著的催化作用；,参与反应并在反应前后质量和化学组成不变；,1.催化剂,一种能改变化学反应速率，而本,身质量和组成保持不变的物质。,2.特点,3.原理,改变反应路径，降低活化能。,右图中,蓝线和红线分别表示无催化剂和有催化剂的反应过程中,反应物和生成物的能量与活化能的关系。,显然，有催化剂时反应的活化能,E,2,比无催化剂时反应的活化能,E,1,降低了很多。,这样使反应体系中含有的活化分子百分数提高，从而使有效碰撞的几率提高，反应速率增大。,E,1,E,2,【思考】,如何改变反应路径，降低活化能？,反应进程,能量,A+B+C,AC+B,AB+C,无催化剂,有催化剂,E,E,1,E,2,催化作用的能量图,催化剂与反应物生成了不稳定的中间化合物，改变了反应途径，降低了反应的活化能。,上图中:,红线,表示化学反应,A+B,AB,，所需的活化能为,E,。,第一步反应的活化能为,E,1,，第二步反应的活化能为,E,2,，,E,1,和,E,2,均小于,E,，而且，,通过反应催化剂得以再生,。,粉红线,表示在催化剂,C,的参与下，反应按以下两步进行：,(1)A+,C,AC,(2),AC,+B AB+C,汽车走盘山公路,催化剂使反应分多步进行，降低了反应的活化能，类似于汽车走盘山公路降低坡度而容易翻越高山。,汽车穿越隧道,催化剂使反应分多步进行，降低了反应的活化能，类似于汽车穿越隧道而更容易翻越高山。,【,科学探究,】,通过实验筛选使10%过氧化氢溶液分解的催化剂。,第1组 木炭和活性炭,（非金属单质）,如在每升H,2,O,2,中加入3g的胶态铂，即可显著促进H,2,O,2,分解成H,2,O和O,2,。,第2组 铜的化合物,硫酸铜晶体,硫酸铜溶液,6mol/LNaOH溶液,第3组 铁的化合物,氯化铁溶液,6mol/LNaOH溶液,第4组 银的化合物,2%硝酸银溶液,6mol/LNaOH溶液,第5组 铬的化合物,思考：,加三氧化铬后反应剧烈。是三氧化铬跟过氧化氢发生氧化还原反应剧烈，还是三氧化铬对过氧化氢的分解的催化作用更好？请设计实验方案检验。,催化剂：,存在少量就能显著改变反应速率而本身组成、质量和化学性质在反应前后保持不变的物质。,【成果交流1】,催化剂与催化作用,实验结果表明，催化剂参与化学反应，改变了反应机理，降低了反应活化能，增大了活化分子分数，反应速率显著增大。,活化能降低使活化分子百分数增加,催化原理：,催化作用的特点：,只能对可能发生的反应起作用。,通过,改变,反应,途径,以,缩短反应,的,时间,。,同时改变,正、逆,反应速率。,只有在特定的条件下催化剂才能表现活性。,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。不同反应需要不,同的催化剂。,酶催化：,具有高度的催化活性,特点：高效,高选择性,条件温和,下页,酶的活性一般是非酶催化剂的10,6,10,10,倍，与没有催化剂的反应相比，最多可高出10,17,倍。,催化剂,在工业生产上有十分广泛的应用，化工生产中85%左右的化学反应需要使用催化剂。国民经济有20%的产值是由催化,而来的。,催化作用,是一种极为普通的现象，金属离子可催化许多氧化还原反应，酸碱可催化许多有机反应。当代化学工业的迅速发展归功于各种催化剂的应用和改良。,【成果交流2】,催化剂的应用,无机化工原料硝酸、硫酸的生产，合成氨，汽油、煤油、柴油的精制，塑料、橡胶以及化纤单体的合成与聚合等等都是随工业催化剂的研制成功才得以推广应用的。,生物体内的催化剂是酶,，上千种不同的酶控制着生物体内各种生物化学反应的正常进行，所以催化作用对国民经济、生理活动等都具有重大意义。,2008年1月9日，,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席胡锦涛向获得2007年度国家最高科学技术奖的中国科学院院士、中国工程院院士闵恩泽颁奖。,闵恩泽:为中国制造了催化剂,上世纪60年代,闵恩泽为中国自主开发了微球硅铝裂化催化剂,打破了国外技术封锁.他为我国炼油催化剂制造技术奠定了基础.近年来,闽恩泽进入绿色化学的研究领域,把催化剂科学及时扩张到了应用于生物资源的加工利用。,在国家需要的时候,他站出来.燃烧自己,照亮能源产业.把创新当成快乐,把混沌变得清澈,他为中国制造了催化剂.点石成金,引领变化,永不失活,她就是中国科学的催化剂。,1909年 W.奥斯特瓦尔德（德国人）,提出,催化剂,概念,从事,催化,作用、化学平衡以及,反应速度,的研究,1912年 P.萨巴蒂（法国人）,使用细金属粉末作,催化剂,，发明了一种制取氢化不饱和烃的有效方法,1929年 A.哈登（英国），冯奥伊勒 歇尔平（瑞典）,阐明了糖,发酵过程和酶,的,催化,作用,1963年 K.齐格勒（德国）、G.纳塔（意大利）,发现了利用,新型催化剂,进行聚合的方法，并从事这方面的基础研究,1967年 R.G.W.诺里会、G.波特（英国）M.艾根（德国）,发明了,测定快速化学反应,的技术,1997年 P.B.博耶（美国）、J.E.沃克尔（英国）、J.C.斯科（丹麦）,发现人体细胞内负责储藏转移能量的离子传输,酶,2001年 威廉诺尔斯、巴里夏普莱斯(美国)、野依良治(日本),在“,手性催化氢化反应,”领域取得成就,2005年法国化学家伊夫肖万、美国化学家罗伯特格拉布和理查德施罗克,解释了烯烃复分解反应是如何进行的，并制造出效果优良的,催化剂,。,【成果交流3】催化剂与诺贝尔化学奖,二十世纪世界最重要的发明合成氨,催化剂的发展改变了人的生活，举一个例子：1904 1913年，德国化学家哈伯发明了合成氨技术。哈伯试验了几千种催化剂，最后选出一种催化剂，由于它的转化率还是非常低的，哈伯就发明了循环催化法，荣获1918年诺贝尔化学奖。根据哈伯的技术，德国化学家波施从两万种催化剂中找到铁催化剂，获得1931年诺贝尔化学奖。国外传媒把合成氨技术评为二十世纪最重要的发明，因为如果没有用它来生产化肥，世界上六十亿人口将有一半要挨饿。,【,作业,】,课本 P24 2.,整理实验报告,谢谢!,