不同催化剂对可逆反应反应物转化率的影响

众所周知,催化剂是改变反应的活化能,使反应所需温度降低,反应更容易进行,反应速率加快。但对于一个可逆反应来说,加入催化剂,只能加快反应速率,缩短达到平衡的时间,而不能使反应物的转化率发生改变。如一反应正常情况下反应,10S达到平衡,反应物转化率达80%;加入催化剂,只是使该反应在5S后达到平衡,反应物的转化率仍为80%。

以上是我们在对催化剂在可逆反应中的作用分析。但在2012年广东省高三第四次六校联考理综化学-反应原理一大题中出现了如下情况(以下为题目只选部份):

(2) 用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应为:

2NO+2CO2===CO2+N2     H<0

③ 已知尾气通过排气系统的时间是很短的,下列措施能提高尾气转化率的是     

A.选用更高效的催化剂                                 B.排气系统保持适当的温度

C.增大尾气和催化剂的接触面积                   D.减小压强

在答题时,绝大多数同学都是只选B选项,然而正确的答案却是ABC。这时候,很多同学就觉得答案很有问题了。因为我们平时都说催化剂只是改变化应速率,而不能改变转化率,那为什么在这道题里还要选AC两个答案呢?

出现这种疑问相信不单是学生,相当多的老师一样会有。出现分析上的偏差,源于对题目分析理解不透。阿柯经过长时间思考,发现了其中的问题。

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其实催化剂在工业生产和实际生活使用中,也会存在上述差别。这些差别是由于生产工艺、流程等不同,而造成同一反应在不同催化剂下产生不同的催化效果。如下表式我在一本书上看到的,即SO2催化氧化所用的不同催化剂造成的不同催化效果:

这个表中SO2的最大转化率在不同催化剂、不同温度下所产生的不同。表中最后两行就表明,同一温度下不同催化剂造成58.7和49.0两个不同转化率。相信这也是实际生产工艺的差别造成的,并不是我们课本上说的平衡转化率。

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