张涛均相催化的原理与过渡状态理论.docx

均相催化的原理与过渡状态理论

催化剂已不是个什么生疏的词语了，尤其对于我们这些学化学的学生来说那么什么是均相催化呢，它的原理又是什么呢？过渡状态理论也是上学期在学习化学动力学基础中涉及的反应速率理论中的一个基础理论，它与均相催化原理有什么联系与区别呢？

催化剂：一种参与化学反应并能改变反应的速率但其本身在反映的前后质量和化学组成均不改变的物质。这是现在的理解，初中老师都教我们催化剂时不参与化学反应的，现在我

们对催化剂的催化原理有了更多的了解，当然包括均相催化原理。催化剂的一般原理就是改变反映的活化能，一般所说催化剂就是指正催化剂，也就是降低反应的活化能，加快反应速率。均相催化也不例外，均相催化就是催化剂与反应物同处一相，即在反应中反应物先与催化剂生成一种不稳定的中间产物，然后中间产物再分解成产物而催化剂的以再生。而过渡状态理论是在量子力学和统计学的基础上充分考虑了分子自身结构对化学反应速率的影响的一种反应速率理论。过渡状态理论认为，当两个具有足够平衡能量的反应物分子相互接近时，分子中的化学键要经过重排生成活化配合物，能量要重新分配产生生成物。下面就是我对这两者进行的理解：

一、均相催化的原理解释的是当催化剂与反应物同处一相时是怎么起到催化作用的，而催化剂只是影响化学反应速率的一个因素，催化剂只能催化能发生的反应不能催化不能发生的反应，而过渡状态理论则是一种解释化学反应进程的理论，重点是反应的过程和原理，并且在其中认为，反应过程中反应物先生成活化配合物。

二、均相催化的原理当中催化剂在反应前后质量和化学组成也均是不变的，不仅如此，对于一个反应无论有没有加入催化剂，反应过程中体系的始态和终态都不发生变化，所不同的只是反应的具体途径。而过渡状态理论中反应物经过能量的重排和重新分配产生了产物，参与反应的物质都没有再生出来。

三、对于可逆反应来说，催化剂同时改变正逆反应的活化能，活化能降低了，也就降低了发生反应必须跨过的能垒，反应速率就加快了，而过渡状态理论认为，反应的速率与三个因素有关：（1）活化配合物的浓度；（2）活化配合物的分解几率；（3）活化配合物的分解速率。而且过渡状态理论还认为反应中分子的动能都暂时转变为活化配合物的势能上图中，反

应物分子的平均势能与活化配合物的位能之差就是正反应的活化能，生成物的分子的平均势能与活化配合物的位能只差就是逆反应的活化能，正逆反应的活化能也就是正逆反应必须跨过得能垒，并且正反应的活化能与逆反应的活化能之差就是反应热。

四、催化剂的活性也受到很多因素的影响，有的反应中含有少量杂质就会降低甚至完全破坏催化剂的活性这种现象叫做催化剂中毒，科学的解释是，有的物质会与反应物竞争与催化剂的结合部位即活性中心，导致催化效率降低了，表面上看就是催化剂不起作用了，还有种情况是反应物中的有些杂质和催化剂结合使得催化活性中心减小，杂质本身不与催化活性接触。当然，有的物质也可以让催化效率变大，这些物质就叫做助催化剂，他们本省没有催化效果，但它们作用于催化剂可以使催化剂的催化能力大大加强。除此之外催化剂还有高选择性，因此在工业上在确保催化剂的纯度之前还得选择适当的催化剂以减少不必要的副反应，合理的方案才能最大程度的获得目标产物。

五、过渡状态理论认为反应进程是反应物先生成活化配合物，再由活化配合物分解生成产物，那么所有的反应是不是都可以看成近似于均相催化反应的反应呢，看成自催化反应呢？均相催化原理不就是催化剂先与反应物结合再反应生成产物吗？但是催化剂的工作原理并不是那么简单，有的反应物是和催化剂反应但不一定是化合反应，而且催化剂的作用还得有苛刻的条件，即使是均相催化的原理也只是部分理论和过渡状态里描述的反应进程相似，将他们类似起来是否欠妥，我个人对过渡状态理论和均相催化的原理之间的理解就是这些了，还希望李老师可以批评指教。