神奇的催化剂

何婷婷　董　君

背景

2008年1月8日，一年一度的国家科学技术奖颁奖大会在人民大会堂隆重举行。其中最受瞩目的国家最高科学技术奖之一颁发给了石油化工催化剂专家闵恩泽，以表彰他在我国炼油催化领域作出的杰出贡献。

闵恩泽把自己的一生都献给了中国的石化事业。他成功研制了航空汽油生产急需的小球硅铝催化剂，又为重油加工开发了微球硅铝裂化催化剂……近年来，他还把研究拓展至化纤单体己内酰胺制造技术的开发领域，并已取得长足进展。

催化剂不但在石油化工领域起着十分重要的作用，在日常生活、工业生产中的应用也十分常见。它们就像能点石成金的魔棒，极大地改变了人类的工作与生活。比如，人体就可以看作是一个复杂的“化工厂”，在这个“化工厂”里同时进行着许多协同反应，这些反应都需要较高的反应速率，而担任“提速”重任的就是一种特殊的催化剂——酶。

催化作用的原理十分复杂，科学家们对此提出了许多不同的理论。对于我们中学生而言，比较好理解的是“活性中间化合物理论”。该理论认为催化剂先与反应物生成中间产物，然后又从这些中间产物中释放出来，由于催化剂参与了反应过程，改变了原来的反应途径，从而改变了反应速率。

活学活用

1． 有关催化剂的催化原理等问题我们可从“乙醇催化氧化实验”中得到一些认识，实验装置如图1所示。预先使棉花团浸透乙醇，按图安装好装置；在铜丝的中间部分加热，片刻后开始间歇性鼓入空气，即可观察到明显的实验现象。

请回答以下问题：

（1） 被加热的铜丝处发生反应的化学方程式为：______________；

（2） 从A管中可观察到______________的实验现象，说明在该实验过程中，催化剂铜起催化作用时参加了化学反应，还说明了在该实验中Cu起催化作用时需要一定的______________；

（3） 实验进行一段时间后，如果撤掉酒精灯，反应还能否继续进行？原受热的铜丝处有什么现象？为什么会有这种现象？______________。

2． 某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下，按下列流程探究不同催化剂对NH₃还原NO反应的催化性能。

若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装载不同的催化剂，将经过催化反应器后的混合气体通过滴有酚酞的稀硫酸溶液（溶液的体积、浓度均相同），则稀硫酸的作用是______________，酚酞的作用是______________，需要测量并记录的数据是______________。

你答对了吗

1．（1）

（2） 铜丝变黑；温度

（3） 反应仍能进行。变黑的铜丝又变光亮，说明铜实际上只起到催化作用

2． 吸收未反应的NH₃指示剂使酚酞刚好变红所需要的时间（其他合理答案也可以）

解析： 一定比例的NO和NH₃混合气体，以固定的流量不间断地通入装有催化剂的催化反应器中，在相同时间内，通入反应器中的混合气体的量相同。反应器中装载的催化剂的催化性能越好，混合气体反应的速率就越大，剩余的NH₃的量就越少。而稀硫酸溶液的浓度及量是相同的，则要使所有的稀硫酸与NH₃完全反应所需要的时间就越长，完全反应后溶液开始呈碱性，酚酞变红。