催化反应的原理

降低活化能

在催化反应过程中，至少必须有一种反应物分子与催化剂发生了某种形式的化学作用。由于催化剂的介入，化学反应改变了进行途径，而新的反应途径需要的活化能较低，这就是催化得以提高化学反应速率的原因。

例如，化学反应A+B→AB,所需活化能为E，在催化剂C参与下，反应按以下两步进行： [1] 

催化示意图

A+C→AC，所需活化能为E1。

AC+B→AB+C，所需活化能为E2。

E1、E2都小于E （见图）。催化剂C只是暂时介入了化学反应，反应结束后,催化剂C即行再生。

按阿伦尼乌斯方程k=Ae-E/RT(式中k为温度T时的反应速度常数；A为指前因子，也称为阿伦尼乌斯常数，单位与k相同；R为气体常数，kJ/mol·K；T为热力学温度，K；E为活化能，kJ/mol)，以反应速率常数k表示的反应速率主要决定于反应活化能E，若催化使反应活化能降低ΔE，则反应速率即提高e-ΔE/RT倍。催化反应一般能降低活化能约41.82 kJ/mol，若反应在300K下进行，则反应速率可增加约1.7×10倍。

作用方式

催化剂与反应物分子怎样发生化学作用，这与催化剂和反应物分子本身的性质有关。实验证明：有机化合物的酸催化反应一般是通过正碳离子机理进行的；碱催化反应则是由OH、RO、RCOO等阴离子起催化作用，例如：

CH3COOC2H5+OH→CH3COOH+C2H5O

C2H5O+H2O→C2H5OH+OH

过渡金属化合物催化剂在均相催化反应中的作用是络合催化作用；醇钠催化丁二烯聚合是通过自由基机理进行的，例如：

C4H6+NaR→R·+C4H6Na·

C4H6Na·+nC4H6→Na(C4H6)n+1

性能指标

①催化活性：催化剂参与了化学反应，降低了化学反应的活化能，大大加快了化学反应的速率。这说明催化剂具有催化活性。催化反应的速率是催化剂活性大小的衡量尺度。活性是评价催化剂好坏的最主要的指标。

②选择性：一种催化剂只对某一类反应具有明显的加速作用，对其他反应则加速作用甚小，甚至没有加速作用。这一性能就是催化剂选择性。催化剂的选择性决定了催化作用的定向性。可通过选择不同的催化剂来控制或改变化学反应的方向。

③寿命或稳定性：催化剂的稳定性以寿命表示。它包括热稳定性、机械稳定性和抗毒稳定性。