U5.11 · 催化练习题 · Catalysis

没有催化剂时，最高点（过渡态）在 130；有催化剂时分两步，最高的过渡态在 80。反应物都在 20，所以最高能垒从 110 降到 60，降低了 50 kJ/mol。两条曲线的两端相同，ΔH 不变。

NO 和 $\ce{SO2}$、$\ce{O2}$ 都是气体，在同一相中反应，是均相催化。其余三个都是固体催化剂和气体或溶液反应，反应发生在固体表面，是多相催化。

催化剂提供的新途径同时供正、逆两个方向使用，两者的活化能降低同样多，所以 $k_\text{正}$ 和 $k_\text{逆}$ 增大相同的倍数，平衡常数 $K = k_\text{正}/k_\text{逆}$ 不变。反应变快本身就是 k 变大的结果。

$\dfrac{k_\text{催}}{k} = e^{\Delta E_a/RT}$ = $e^{\frac{20000}{8.314 \times 298}}$ = $e^{8.07}$ ≈ $3.2 \times 10^{3}$。活化能只降低 20 kJ/mol，速率常数就增大了三千多倍。

K 由反应物和生成物的能量差（以及温度）决定。催化剂不改变两端的能量，只是降低了中间的“山峰”，正、逆两个方向的活化能降低同样多，正、逆反应加快同样的倍数，平衡位置不变，只是更快到达平衡。催化剂在反应前后不变，也不会被消耗。