1905年,勒·罗西诺和哈伯等人,根据化学热力学的原理,研究计算了氢、氮和氨在各种温度和压力平衡情况后,利用各种催化剂的帮助,研究出从空气中的氮合成氨的实验方法 。
在寻找催化剂和催化反应的过程的同时积累了大量的资料,使人们对催化剂和催化作用的认识不断深入 。关于催化反应的理论也逐步得以发展 。催化剂为什么能够改变化学反应的速度,而它本身在反应后又不发生化学变化呢?为了解释这一问题,在19世纪初期,就已经有人提出关于催化剂在反应中生成中间化合物的假说,认为催化剂之所以有所谓“催化能力”,是由于生成了中间化合物的结果 。
1806年,德索尔姆在克雷蒙在研究一氧化氮对二氧化硫氧化的催化作用时,推想一氧化碳先与大气中的氧反应生成某种中间化合物 。这一中间化合物再与二氧化硫相互作用,此时把氧转交给后者,中间物质自身又变为一氧化氮 。一氧化氮可以再被空气氧化,之后再把氧交给二氧化硫 。
如果按照这种概念,这种均相催化反应是交错地进行的氧化还原过程的综合 。一个缺憾是他们没有提出具体的反应的具体过程 。
1835年,贝采里乌斯提出的过程与克雷蒙和德索尔姆的概念最为类似,他认为催化反应由下列两个过程交替进行:
2NO+O=N2O3
SO2+N2O3+H2O=H2SO4+2NO
可以看出,在贝采里乌斯所提出的过程中,三氧化氮就是相当于克雷蒙和德索尔姆所推想的把空气中的氧转交给二氧化硫的活性中间物质 。在贝采里乌斯之后,威廉逊曾于1851年用相似的方法来解释该反应的进行 。
从此,中间化合物这一概念得到确立,并在以后得到广泛应用 。
邢歇伍德等人在1930年,以碘蒸气为催化剂进行乙醛蒸气的加热分解反应,发现均相催化反应的速度常常与催化剂的深度成正比的 。而在该反应中,作为催化剂的碘蒸气的深度始终不变,邢歇伍德认为,这一事实说明由于催化剂K先与某一反应物A或B相互作用,生成了活性的中间化合物X,此中间化合物进一步转变而生成C并使催化剂再生 。
他们用以下形式表达上述反应历程:
A+K=X+……
X+B=C+K……
可见,活性的中间化合物的假说因此得以进一步的证实和完善,同时均相催化理论也得到了发展 。
随着更多实验事实的发现和研究的不断伸入,人们发现催化剂作用不仅是均相地进行,更多的是这一类反应则是在多相中进行 。并且,这时反应物在相界面上的浓度更大,这种现象被称为“吸附作用” 。科学家们把吸附分为两种类型,一种是简单的物理吸附;另一种是吸附的同时形成化学键,称为化学吸附,当然,这一类完成是吸附的同时形成化学键,称为化学吸附,当然,这一类完成的过程是曲折的 。
催化反应的吸附理论首先是由意大利人珀兰尼在1824年提出的 。他认为,由于吸附作用使物质的质点相互接近,因而它们之间容易发生反应 。他说,吸附作用是由于电力而产生的分子吸引力 。
1834年,法拉第则提出了与上者不同的吸附理论,他认为催化反应不是电力使然,而是靠体物质相互吸收所产生的气体张力 。他认为,如果催化剂表面极为干净,气体就会附着其上而凝结,一部分反应分子彼此接近到一定程度时,就会使新合力发生作用 。
在化学反应中催化剂参不参加反应

文章插图
中学水平的
催化剂有两种机理:
1,催化剂在反应过程中参与反应,在反应完成之后被还原成原始的成分 。例如:加热分解高锰酸钾的时候加入锰酸钾 。
最后以锰酸钾出现 。反应前后催化剂形态变化,颗粒变粉末,粉末变颗粒等等 。
2,催化剂不参加反应,如在铂-铑合金网上,氮气和氢气反应生成氨气 。铂-铑合金网在反应过程中提供电子(或者类似作用,具体不清楚,但是本身不发生反应),反应前后铂-铑合金网形态也未发生变化 。
专家水平的
但是,目前,化学界对各种催化剂的原理作用还没有研究透彻,也就是说,各种催化剂是怎么样起作用的还没有达成共识 。对催化剂的选择和应用更多的是依靠经验 。
所以--我认为这个说法
“是不是催化剂在化学反应中的实质是发生循环反应,并改变反应速率,总的来说就是在化学反应中催化剂并不参加反应,质量和性质不变”
是不够确切的,但是在某些反应中可以这么解释,比如你所说的反应就可以这么解释 。
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