按照碰撞理論，發(fā)生反應(yīng)的分子發(fā)生碰撞。但若是每一次碰撞都能引起化學(xué)反應(yīng)的話，幾乎任何氣體反應(yīng)都會在瞬間完成。但實(shí)際上只有那些具有平均能量高得多，且以合適的方位相互碰撞的分子才能引起反應(yīng)。能起反應(yīng)的碰撞稱為有效碰撞，能發(fā)生有效碰撞的分子稱為活化分子。活化分子所具有的能量與反應(yīng)物分子的平均能量之差稱為活化能。活化能越高，活化分子數(shù)越少，反應(yīng)速率越慢。活化能的大小取決于反應(yīng)的本性。催化劑指一種在不改變反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)能變化的情況下提高反應(yīng)速率的物質(zhì)。這種作用稱為催化作用，涉及催化劑的反應(yīng)稱為催化反應(yīng)。
　　催化劑種類繁多，按狀態(tài)可分為液體催化劑和固體催化劑；按反應(yīng)體系的相態(tài)分為均相催化劑和多相催化劑，均相催化劑有酸、堿、可溶性過渡金屬化合物和過氧化物催化劑。多相催化劑有固體酸催化劑、有機(jī)堿催化劑、金屬催化劑、金屬氧化物催化劑、絡(luò)合物催化劑、稀土催化劑、分子篩催化劑、生物催化劑、納米催化劑等；按照反應(yīng)類型又分為聚合、縮聚、酯化、縮醛化、加氫、脫氫、氧化、還原、烷基化、異構(gòu)化等催化劑；按照作用大小還分為主催化劑和助催化劑。

　　均相催化：催化劑和反應(yīng)物同處于一相，沒有相界存在而進(jìn)行的反應(yīng)，稱為均相催化作用，能起均相催化作用的催化劑為均相催化劑。均相催化劑包括液體酸、堿催化劑和色可賽思固體酸和堿性催化劑、可溶性過渡金屬化合物等。均相催化劑以分子或離子獨(dú)立起作用，具有高活性和高選擇性。

　　多相催化：多相催化劑又稱非均相催化劑，用于不同相的反應(yīng)中，即和它們催化的反應(yīng)物處于不同的狀態(tài)。例如：在生產(chǎn)人造黃油時(shí)，通過固態(tài)鎳，能夠把不飽和的植物油和氫氣轉(zhuǎn)變成飽和的脂肪。固態(tài)鎳是一種多相催化劑，被它催化的反應(yīng)物則是液態(tài)和氣態(tài)。一個(gè)簡易的非均相催化反應(yīng)包含了反應(yīng)物吸附在催化劑的表面，反應(yīng)物內(nèi)的鍵因斷裂而導(dǎo)致新鍵的產(chǎn)生，但又因產(chǎn)物與催化劑間的鍵并不牢固，而使產(chǎn)物脫離反應(yīng)位等過程。現(xiàn)已知許多催化劑表面發(fā)生吸附、反應(yīng)的不同的結(jié)構(gòu)。
　　在反應(yīng)過程中，催化劑是參與了反應(yīng)物之間的化學(xué)反應(yīng)的。催化劑通過參與化學(xué)反應(yīng)，改變了反應(yīng)歷程，使化學(xué)反應(yīng)所需克服的能壘數(shù)值大大降低了。這樣只要催化反應(yīng)的表觀活化能小于非催化反應(yīng)活化能，根據(jù)阿倫尼烏斯方程，在指前因子變化不大情況下，反應(yīng)速率是增加的。

　　過渡態(tài)是固定在催化劑表面的，失去了平動(dòng)自由度，所以催化反應(yīng)的活化熵通常小于相應(yīng)的非催化反應(yīng)的活化熵。也就是說，催化作用降低了活化能。

2023.12.28  ZG