催化剂参与的反应已不再是基元反应，故催化反应机理往往比较复杂。
一种或几种物质(少量存在)加入某化学反应系统中，可以明显(或显著)改变化学反应速率而本身在反应前后保持数量和化学性质不变的物质称为催化剂，这种作用称为催化作用。在催化剂的作用下进行的反应称为催化反应。
从化学动力学角度来看，与浓度和温度一样，催化剂只是影响反应速率的一种因素。但是,催化剂无论在工业生产上还是在科学实验中均应用得非常广泛。有人曾统计,目前化工产品的生产有80%以上离不开催化剂的使用。
催化循环：催化剂参与催化反应，但本身并不损耗，也就是说催化剂必须在反应完成时“全身而退”。可以想象，少量催化剂之所以能够加速相当于其成千上万倍的反应物的反应，一定是通过“帮助”这些反应物分子相互作用，使其转化成产物分子的。也就是说，催化剂在反应中的参与和退出，是通过反复的催化循环而实现的。一个完整的催化反应机理，应该能够清晰地表述该催化循环。
催化剂与反应系统处在同一个相的称为（1）均相催化反应，如酸对蔗糖水解的催化； 处在不同相的称为（2）多相(复相)催化反应，如V2O5对SO2氧化为SO3反应的催化。（3）生物催化,或称酶催化,如馒头的发酵、制酒过程中的发酵等。酶催化反应具有高选择性、高效率和反应条件温和等优点。
酶绝大部分是大小为 3～100 nm 的蛋白质分子，生物体内的化学反应几乎都与酶催化反应有关。米凯利斯、门顿等提出了酶催化反应的机理，导出了酶催化反应的速率表示式，解释了为什么酶催化反应对底物有时呈一级，而大部分呈零级。
这三类催化反应的机理各不相同,但它们有若干基本的共同点,即催化反应的基本原理(或基本特征)。
不同的催化剂其活性表示方法也不同，通常用反应物转化为产物的百分数(转化率)和转化为目标产物的百分数(选择性)来衡量催化剂的优劣。
固体催化剂的表面活性中心被某些物质占领而失去活性，称为催化剂中毒，占领活性中心的物质称为毒物。催化剂能保持一定活性的使用时间，称为催化剂的寿命，这与催化剂的制备材料、制备条件和使用环境等因素有关。
由于催化剂在反应前后保持其化学形态，因此未影响反应系统的始态和终态，因而不改变系统过程(化学反应)的热力学规律。例如，不改变反应的焓变和吉布斯函数变，即①不改变化学反应的反应热;②不能使非自发反应变为自发，也不能改变化学平衡的位置(也就是不能改变平衡常数的大小)、只是缩短到达化学平衡所需要的时间。
问题：催化剂能不能使本来不能进行的反应发生反应呢?——方向
催化剂能否改变一反应的平衡常数呢?——限度 
(2) 催化剂同时改变正、逆方向的反应速率，使平衡提前到达。
(3) 催化剂加快反应速率的本质是参与化学反应，改变了反应机理(原来的反应途径)，(显著)降低了整个反应的表观活化能。
催化剂参与反应、改变反应历程、降低活化能、加快反应速率，但当完成一个催化循环(即当描述反应机理的最后一个基元反应终了)时，催化剂完全复原为其原来的化学形态。
在催化反应中，催化剂通过吸附反应物、弱化其化学键、与反应物结合成为反应中间物等作用参加反应过程。
催化剂加快反应速率的原因其实就是增大反应的表观速率常数 k(降低反应活化能)。
催化剂应该与反应物之间有一定的亲和力,使之能形成不稳定的中间化合物,但这种亲和力又不能太大,否则将形成稳定的化合物而不能变成人们所预期的产物。
工业生产中常用一定条件下某一反应物转化的总量中,用于转化成某一产物的量所占百分数来表示催化剂的选择性。
|