1化学反应的影响因素

化学反应是一个复杂的过程,在反应过程中容易受到不同因素的影响。第一,化学反应会受到浓度的影响。一般情况下当其他条件不变的情况时浓度越大,反应速率越大,化学平衡会向正向转移。第二,化学反应会受到压强的影响。一般情况下当其他条件不变的情况时压强越大,反应速率越大,化学平衡会向气态物质系数小的方向转移。这一反应影响条件是针对气体反应的,增大压强相当于增大了单位体积内气体的浓度,一次化学反应的反应速率就会随着压强的增大而变快。第三,化学反应会受到温度的影响。一般情况下当其他条件不变的情况时温度升高,反应速率会增大,化学平衡会向吸热方向转移。实践证明,温度的变化可以影响到一切的化学反应的反应速率,只是影响程度会有所差异。第四,化学反应会受到催化剂的影响。一般情况催化剂对化学平衡不会产生影响,也不参与化学反应,在反应前后其质量和组成是不变的。它加入的目的就是改变化学反应的反应速率。通常正催化剂都会加速化学反应的反应速率。此外,光、反应固体物颗粒大小、溶剂等也会影响到化学反应的反应速率。其中温度和催化剂的影响比较明显、具有很大的实用价值。如在工业合成氨中,会使用铁做催化剂,加快化学反应的反应速率,提高氨的生成速度。

2化学反应中催化剂的作用

2.1催化剂的类型

在化学反应中,催化剂虽不参与化学反应,但它会与反应物发生作用,加快了化学反应的反应速率,使化学反应变得更为剧烈。首先,催化剂不参与化学反应,即化学反应前后催化剂的质量、物质结构不会发生任何的改变。其次,催化剂会改变反应的速率,甚至可使反应的速率提高上万亿倍,大大提高了工业生产中化学反应应用的效率,提高了单位时间内产品的产量,创造了企业的经济效益。催化剂的类型多样,按催化过程可分为均相催化剂和多项催化剂;按催化剂的反应类型可分为氧化还原催化剂、酸碱催化剂和配位催化剂。按物质类型可分为过度金属催化剂、金属氧化物催化剂、酸碱催化剂和金属络物催化剂。随着工业的发展,人类环保意识的增强,对工业生产中的化学反应的要求也越来越高,产生了从环保角度出发的绿色化学,如燃煤中加入生石灰反应,减少了煤燃烧过程中二氧化硫的排放。在绿色化学中很大一部分就是通过催化剂的合理利用来减少和排除工业生产对环境的污染、破坏,随之相应产生了绿色催化剂。

2.2催化剂的作用

在现代工业生产中,催化剂起到了巨大的作用,促进了工业的发展和工业生产的效率,催化剂的研究和使用时当今世界热点,据统计有80%以上的工业生产化学反应都会用到催化剂。首先,催化剂的使用降低了工业生产的成本。一方面,催化剂的使用使工业生产中的化学反应更为充分,降低了工业生产的原料损耗,提高了生产效率。另一方面催化剂加快了化学反应的速度,提高了单位时间内工业生产的生产量,节约了人力等成本,使企业在同一时间内生产了更多的产品,节约了生产消耗,为企业赢得了更多的利益。此外,一些催化剂的应用简化了所需产品的加工工艺,使人类通过廉价的手段提取了高效益的能源、产品,创造了极大的社会效益。其次,催化剂的使用提高了企业的生产能力。如在工业合成氨的过程中,使用催化剂使合成氨的化学反应速率提升了上万亿被,大大的提高了企业的生产能力,为企业创造了更多的经济价值和社会效益。再次,催化剂能控制化学反应生成的产物,如在乙烯与氧气的反应中,使用PdCl-CuCl2做催化剂可以生成乙醛;而使用银作催化剂则会生成环氧乙烷。因此,生产中可以通过催化剂控制化学反应的生成产物,获取生产所想要得到的新物质。此外,对于复杂反应,催化剂可以有效的加快主反应的反应速率,对副反应起到一定的拟制作用,提高了生产中所需产物的收率。第四,催化剂改善了化学反应的条件,如一些反应本身要在高温下进行,才能确保反应和反应速率化学反应,加入催化剂后可在常温下进行并确保反应的速率;又如一些反应对设备的腐蚀性严重,采用催化剂后可改变发生的化学反应,降低了反应过程中对设备的腐蚀,并确保了生产的顺利进行。可见催化剂的这一作用能有效改善企业化工生产中对生产设备的要求,较低了生产条件,为企业赢得了更多的利益。第五,催化剂的使用使更多的化学反应得以实现,拓展了工业生产中化学反应的原料来源,为企业的生产发掘出更多的资源。第六,催化剂拟制了一些化工生产中危害物品的生成,降低了化学反应对环境的污染。如工业生产邻苯二酚过程中,采用酶E.Coli做催化剂,使产物的生成定向为邻苯二酚,避免了化学反应生产过程中的副产品的产生和废弃物的生成,有效的保护了环境。

3化学反应和催化剂应用的研究趋向

化学反应对人类的贡献是有目共睹的,但化学反应造成的环境污染等负面影响也是不容忽视的,随着环境问题的日益恶化,人类的环保意识逐渐增强。早在二十世纪时人们就提出了绿色化工,随着人类对化学反应及催化剂使用研究的深入,目前人类已掌握了很多提高化学反应效率,减少环境污染的措施,并将其运用到工业化工生产中,实现了化学反应对人类的无害服务。同时,人们利用化学反应不断的开发新的能源,如在催化剂作用下将煤炭资源转化为液体燃料,增强了能源的利用效率,还降低了煤炭不充分燃烧所带来的环境污染问题。因此,未来化学反应与催化剂应用的研究方向就是绿色化工、能源化工。随着科技的发展,人类必将实现化学反应的无公害、无污染,并充分的利用催化剂等手段,拓展人类对能源原料的需求,进一步促进人类文明的发展。

4结语

化学反应广泛的存在于人类的生产、生活中,为人类社会的发展和进步作出了突出贡献。从日常生活到工业生产,从钢铁冶炼到航天、航空工业的发展,处处都要依靠化学反应来实现。自然界存在着大量的物质资源,为人类的生存和发展提供了保障。但这些资源的直接利用或初加工利用都会带来一定的资源浪费和环境污染等问题,此外一些资源的状态人类还无法加以利用。化学反应从自然资源中制造出新的资源、能源为人类所用,为人类的生存和发展提供了极大支持。同时,催化剂的应用具有加速化学反应、提高化学反应效益等作用,极大的方便了人类利用化学反应进行生产的目的。随着人们对化学反应和催化剂应用研究的不断深入和扩展,化工生产将为人类社会创造更多的财富,实现无污染、无公害的为人类社会的发展服务。

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