高三化學一輪復習神奇的催化劑課件

神奇的催化劑2019人教、蘇教、魯教版教材歸納催化劑是什么？最新初中人教版催化劑：在化學反應里能改變其他物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有發(fā)生變化的物質。催化作用：催化劑在化學反應中所起的作用。2019人教版第二冊

催化劑十分神奇，它能極大地提高化學反應速率（可使反應速率增大幾個到十幾個數(shù)量級），而自身的組成、化學性質和質量在反應前后不發(fā)生變化；它和一些反應體系的關系就像鑰匙與鎖的關系，具有一定的選擇性。酶比一般的催化劑具有更高的選擇性和催化效率，而且是在正常體溫的條件下發(fā)生作用，反應條件溫和。催化劑是什么？2019蘇教版第二冊催化劑是什么？2019魯教版第二冊

在化工生產(chǎn)中，大多數(shù)反應要用到催化劑，如氮氣和氫氣合成氨氣、二氧化硫氧化制備三氧化硫等。催化劑可以使一些化學反應在較低的溫度條件下取得較高的化學反應速率，從而節(jié)省大量能源，有效地提高化工生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。應當說，沒有催化劑，就沒有現(xiàn)代化學工業(yè)。催化劑在生活中的應用也很廣泛。例如，催化劑可以促使汽車尾氣中的一氧化碳和一氧化氮迅速變成無毒的二氧化碳和氮氣，減輕對大氣的污染。

不同的催化劑對于同一化學反應往往有不同的催化效果，因此尋找高效催化劑一直是化工生產(chǎn)和科學研究的重要課題之一。催化劑是什么？（2023遼寧卷）硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位。(2)鉛室法使用了大容積鉛室制備硫酸(76%以下)，副產(chǎn)物為亞硝基硫酸，主要反應如下：NO2+SO2+H2O=NO+H2SO42NO+O2=2NO2(ⅰ)上述過程中NO2的作用為_______。催化劑（2022年湖南）反應物(S)轉化為產(chǎn)物(P或P·Z)的能量與反應進程的關系如下圖所示：下列有關四種不同反應進程的說法正確的是()A．進程Ⅰ是放熱反應 B．平衡時P的產(chǎn)率：Ⅱ>ⅠC．生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D．進程Ⅳ中，Z沒有催化作用AD（2024上海）PtF6是極強的氧化劑，用Xe和PtF6可制稀有氣體離子化合物。六氟合鉑酸氙（[XeF]+[Pt2F11]-）的制備方式如圖所示：上述反應中的催化劑為____________。A．PtF6B．PtF7-C．F-D．XeF+C2019蘇教版選擇性必修12019人教版選擇性必修1反應歷程（反應機理）研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)化學反應并不是經(jīng)過簡單碰撞就能完成的，而往往經(jīng)過多個反應步驟才能實現(xiàn)。例如，2HI=H2+I2實際上是經(jīng)過下列兩步反應完成的：2HI→H2+2I·2I·→I2

每一步反應都稱為基元反應，這兩個先后進行的基元反應反映了2HI=H2+I2的反應歷程。反應歷程又稱反應機理。2019魯教版選擇性必修1反應歷程（反應機理）

大多數(shù)化學反應都是分幾步完成的，其中的每一步反應稱為基元反應。例如，H·+O2·OH+O·即為氫氣與氧氣生成水的反應中的一個基元反應。

基元反應構成的反應序列稱為反應歷程（又稱反應機理），基元反應的總和稱為總反應。由幾個基元反應組成的總反應也稱復雜反應。因此，平常所寫的化學方程式是總反應的化學方程式，它只能表示出最初的反應物和最終的反應產(chǎn)物以及它們之間的化學計量關系。當然，也有一些化學反應是反應物一步直接轉化為反應產(chǎn)物的，其總反應就是基元反應，這類反應又稱為簡單反應，如：H++OH-=H2O

事實上，反應不同，反應歷程就不相同；同一反應,在不同條件下的反應歷程也可能不同。反應物的結構和反應條件決定著一個反應的反應歷程，而反應歷程的差別又造成了化學反應速率的不同(2021·廣東卷改編)一定條件下,CH4分解形成碳的反應歷程如圖所示。該歷程分______步進行,其中,第_____步的正反應活化能最大，決定反應的快慢。

44（2022?浙江1月）工業(yè)上,以煤炭為原料,通入一定比例的空氣和水蒸氣,經(jīng)過系列反應可以得到滿足不同需求的原料氣。④以固體催化劑M催化變換反應,若水蒸氣分子首先被催化劑的活性表面吸附而解離,能量—反應過程如圖10所示。用兩個化學方程式表示該催化反應歷程(反應機理):步驟Ⅰ:

;步驟Ⅱ:

。M+H2O=MO+H2MO+CO=M+CO22019魯教版選擇性必修1過渡態(tài)理論

基元反應H2+Cl·→HCl+H·是Cl·與H2分子碰撞，導致H|—H鍵斷裂、H—Cl鍵形成的過程。研究表明，這個過程需經(jīng)歷一個高能量的中間狀態(tài)，此時形成一種舊鍵沒有完全斷裂、新鍵沒有完全形成的過渡態(tài)H…H…Cl，如圖2-3-6所示。過渡態(tài)的能量與反應物的平均能量之差Ea稱為基元反應H2+Cl·→HCl+H·的活化能?；罨艿拇嬖谑腔瘜W反應通常需要獲得能量才能實際發(fā)生的原因。不同的基元反應活化能大小不同，因此化學反應速率不同。顯然，活化能越高，反應越難發(fā)生。2019魯教版選擇性必修1過渡態(tài)理論2019蘇教版選擇性必修1

催化劑之所以能改變化學反應速率，是因為它能改變反應歷程，改變反應的活化能。如圖2-4所示，圖中實線和虛線分別表示無催化劑和有催化劑的反應過程中，反應物及生成物的能量與活化能的關系。顯然，有催化劑時每一次反應的活化能比無催化劑時反應的活化能降低了很多。這就使更多的反應物分子成為活化分子，增大了單位體積內(nèi)反應物分子中活化分子的數(shù)目，從而增大了化學反應速率。

催化劑能夠同等程度地改變正反應速率和逆反應速率，因此，它對化學平衡的移動沒有影響。也就是說，催化劑不能改變達到化學平衡狀態(tài)的反應混合物的組成，但是，使用催化劑能改變反應達到平衡所需的時間。2019人教版選擇性必修1過渡態(tài)理論（2024年甘肅）甲烷在某含Mo催化劑作用下部分反應的能量變化如圖所示，下列說法錯誤的是C（2021·湖南卷，14）

鐵的配合物離子(用[L-Fe-H]+表示)催化某反應的一種反應機理和相對能量的變化情況如圖6甲和乙所示:下列說法錯誤的是A.該過程的總反應為HCOOHCO2↑+H2↑B.H+濃度過大或者過小,均導致反應速率降低C.該催化循環(huán)中Fe元素的化合價發(fā)生了變化D.該過程的總反應速率由Ⅱ→Ⅲ步驟決定B2019魯教版選擇性必修1過渡態(tài)理論（2024江蘇）一定條件下，將氮氣和氫氣按n(N2):n(H2)=1:3混合勻速通入合成塔，發(fā)生反應

。海綿狀的α-Fe作催化劑，多孔Al2O3作為α-Fe的“骨架”和氣體吸附劑。②Al2O3含量與α-Fe表面積、出口處氨含量關系如圖所示。Al2O3含量大于2%，出口處氨含量下降的原因是

。

多孔Al2O3可作為氣體吸附劑，含量過多會吸附生成的NH3，Al2O3含量大于2%時，α-Fe表面積減小，反應速率減小，產(chǎn)生NH3減少。

催化作用的特點2019蘇教版選擇性必修12019人教版選擇性必修12019魯教版選擇性必修1催化作用的特點

催化劑具有選擇性，某種催化劑對某一反應可能是活性很強的催化劑，但對其他反應就不一定具有催化作用。例如，乙烯與氧氣可發(fā)生以下兩個反應：

對于乙烯與氧氣的反應，研究人員開發(fā)了一種銀催化劑，它能加快第一個反應（主反應），而對第二個反應（副反應）影響較小。根據(jù)這一特性，可以通過選擇催化劑來調控反應，使生成環(huán)氧乙烷的反應加快，從而提高這種重要的化工原料的生產(chǎn)效率。

催化劑的活性除了與自身成分有關外，還受到粒徑、合成方法等因素以及反應溫度、壓強等條件的影響。通常，催化劑發(fā)揮作用需要維持在活性溫度范圍內(nèi)。此外，有些物質的存在會使催化劑明顯失效，這種現(xiàn)象稱為催化劑中毒。2024年江蘇C(2020年全國Ⅲ卷)二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2

的熱點研究領域?；卮鹣铝袉栴}:(4)二氧化碳催化加氫合成乙烯反應往往伴隨副反應，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烴。一定溫度和壓強條件下，為了提高反應速率和乙烯選擇性，應當________________等。選擇合適催化劑總結歸納1.催化劑是重要的化學反應（外在）條件，其對化學反應的調控有著重要意義。2.催化劑通過參與反應改變化學反應歷程；3.通過改變反應活化能來改變反應速率；4.催化劑不能改變化學反應的平衡常數(shù)，不能改變平衡的轉化率。但在實際工業(yè)生產(chǎn)中，為提高生產(chǎn)效率，經(jīng)常未平衡就進行后續(xù)反應，此時催化劑的使用能加快反應速率，提高單位時間內(nèi)反應的轉化率（產(chǎn)率）；5.在給定條件下反應物之間如果同時發(fā)生多個反應，選擇適當?shù)拇呋瘎┠芴岣叻磻倪x擇性，從而提高目標產(chǎn)物的產(chǎn)率。決定反應速率是活化能E1總結歸納

影響催化劑活性的因