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催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位，现在几乎有半数以上的化工产品，在生产过程里都采用催化剂。例如，合成氨生产采用铁催化剂，硫酸生产采用钒催化剂，乙烯的聚合以及用丁二烯制橡胶等三大合成材料的生产中，都采用不同的催化剂。但在中学化学中，催化剂只是简单地介绍而已，并不作为重点，我们在学习时应该对它有较全面的了解。
一、对概念的理解
在现行的中学教材里，催化剂的定义是：在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质。教师在向学生讲授这个概念时，一般总是强调以下几点：①改变反应速率应包括加快和减慢；②化学性质在反应前后不发生变化，物理性质会发生变化。
近年来，由于对催化剂研究的不断深入开展，有些专家把能使反应减慢的催化剂改称为负催化剂或阻化剂。因此催化剂的概念基本上只指能加快反应速率这一种情况。催化剂在整个反应过程中，至少和一种反应物发生了某种形式的结合，使化学反应改变了途径，而这个新途径需要的活化能更低，因而使反应能够更容易更快地进行。到一个步骤结束时，催化剂又能脱离出来，在反应前后的质量和化学性质上没有发生改变。
在可逆反应中，添加催化剂能同等程度地增加正反应速率和逆反应，因此，它对平衡的移动没有影响，即它不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成，但却能改变达到平衡所需的时间。
二、使用催化剂
一般地，催化反应有三种类型，它们是：均相催化、多相催化、和生物催化。
均相催化指催化剂和反应物处于同一种物态（固态、液态、或者气态）。例如：最早接触到的二氧化锰催化氯酸钾分解，乙醇制乙烯时用浓硫酸作催化剂，都是均相催化。
多相催化指催化剂和反应物处于不同的状态。例如：苯与溴反应制溴苯时用铁作催化剂，氨氧化法制硝酸时用铂作催化剂，在生产人造黄油时，通过固态镍（催化剂），能够把不饱和的植物油和氢气转变成饱和的脂肪。固态镍是一种多相催化剂，被它催化的反应物则是液态（植物油）和气态（氢气）。
生物催化是指用酶作催化剂。活的生物体利用它们来加速体内的化学反应。如果没有酶，生物体内的许多化学反应就会进行得很慢，难以维持生命。大约在37℃的温度中（人体的温度），酶的工作状态是最佳的。如果温度高于50℃或60℃，酶就会被破坏掉而不能再发生作用。因此，利用酶来分解衣物上的污渍的生物洗涤剂，在低温下使用最有效。中学化学实验中作淀粉水解和蛋白质水解反应实验时，加点酶就能快速反应。
此外，还有光催化，如氢气和氯气在光照下爆炸，二氧化氮在光照下生成光化学烟雾等。
在生产中选择催化剂，须考虑的方面有：
①催化剂的催化活性：催化反应的速率是催化剂活性大小的衡量尺度。活性是评价催化剂好坏的最主要的指标。如硫酸的生产，开始是用一氧化氮作催化剂的铅室法，产品浓度低、杂质多、产量小；用铂作催化剂可使硫酸产品浓度达98％以上，可制得发烟硫酸；用钒作催化剂后，产品质量大大提高,成本大幅度下降。
②催化剂的选择性：一种催化剂只对某一类反应具有明显的加速作用，对其他反应则加速作用甚小，甚至没有加速作用。这就是催化剂选择性。可通过选择不同的催化剂来控制或改变化学反应的方向。如，合成氨生产采用铁催化剂，硫酸生产采用钒催化剂，乙烯的聚合以及用丁二烯制橡胶等三大合成材料的生产中，都采用不同的催化剂。
③哪些物质对催化剂的催化作用有促进作用，哪些物质能使催化剂中毒，如合成氨用的双促进催化剂铁-三氧化二铝-氧化钾中的三氧化二铝和氧化钾就对催化剂铁的催化作用有促进作用称为助催化剂。
催化剂在活性稳定期间往往会因接触少量杂质而使活性显著下降,这种现象称为催化剂中毒。使催化剂丧失催化作用的物质，称为催化剂的毒物。能使催化剂中毒的毒物是各式各样的，对同一催化剂，只有联系到它所催化的反应，才能清楚地指明什么物质是毒物．即毒物不仅针对催化剂，而且是针对这个催化剂所催化的反应来说的。若消除中毒因素后，活性仍能恢复，称为暂时性中毒，否则称为永久性中毒。
④催化剂的物理形态对其发挥作用有什么影响等，如中学化学中苯与溴反应用铁作催化剂，用铁粉就比用铁钉反应所用时间短。另外，把催化剂成分分散在载体上制成的催化剂称负载型催化剂。常用的催化剂载体有活性碳、硅藻土、活性氧化铝、 硅胶和分子筛。载体虽不具有催化活性，但它可能改变了催化剂的表面性能，因而选用合适的载体，也可以提高催化剂的催化效果。
⑤寿命或稳定性：催化剂的稳定性以寿 命表示。它包括热稳定性、机械稳定性和抗毒稳定性。
三、新型催化剂
近几十年来，分子筛催化剂和负载型催化剂的发展，大大丰富了催化剂的内涵，虽然这些催化剂看起来是“混合物”，但在其中存在有各种形式的化学键，因此，我们对催化剂的理解不能局限于简单物质的层面上。如我国科学家研发出能够控制纳米晶体的表面结构和生长的新型电化学方法，合成了二十四面体铂纳米晶体。其催化活性是目前商业铂纳米催化剂的2到4倍，能提高催化效率并延长使用寿命。美国科学家将氧化锌和对苯二甲酸结合，变成一种多孔物质，科学家把这种物质称为有机金属沸石，沸石是有机化学反应的重要催化剂。又如日本科学家研制出一种新型复合光催化剂，可利用太阳光将二氧化碳高效转化为一氧化碳。德国科学家发现，由硼和碘组成的可溶性催化剂能够分两步击破高品矿的致密结构使煤成为可以制备成柴油的液体。俄罗斯科学家将氧化铝与钴、铜、锰、镁、锌等金属的硝酸盐相混合，并用特殊工艺处理制成了一种成本较低的催化剂。新催化剂可将汽车尾气中的一氧化碳完全清除掉，将６４％的氮氧化物转换成无害物质。俄专家指出，虽然新催化剂会使汽车尾气中含有钴、铜离子，但马路两侧的植物能够吸收钴、铜等普通金属的离子，采用现有的工艺便可确定植物中的上述金属离子含量，从而推测出环境是否受到了影响。
一、对概念的理解
在现行的中学教材里，催化剂的定义是：在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质。教师在向学生讲授这个概念时，一般总是强调以下几点：①改变反应速率应包括加快和减慢；②化学性质在反应前后不发生变化，物理性质会发生变化。
近年来，由于对催化剂研究的不断深入开展，有些专家把能使反应减慢的催化剂改称为负催化剂或阻化剂。因此催化剂的概念基本上只指能加快反应速率这一种情况。催化剂在整个反应过程中，至少和一种反应物发生了某种形式的结合，使化学反应改变了途径，而这个新途径需要的活化能更低，因而使反应能够更容易更快地进行。到一个步骤结束时，催化剂又能脱离出来，在反应前后的质量和化学性质上没有发生改变。
在可逆反应中，添加催化剂能同等程度地增加正反应速率和逆反应，因此，它对平衡的移动没有影响，即它不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成，但却能改变达到平衡所需的时间。
二、使用催化剂
一般地，催化反应有三种类型，它们是：均相催化、多相催化、和生物催化。
均相催化指催化剂和反应物处于同一种物态（固态、液态、或者气态）。例如：最早接触到的二氧化锰催化氯酸钾分解，乙醇制乙烯时用浓硫酸作催化剂，都是均相催化。
多相催化指催化剂和反应物处于不同的状态。例如：苯与溴反应制溴苯时用铁作催化剂，氨氧化法制硝酸时用铂作催化剂，在生产人造黄油时，通过固态镍（催化剂），能够把不饱和的植物油和氢气转变成饱和的脂肪。固态镍是一种多相催化剂，被它催化的反应物则是液态（植物油）和气态（氢气）。
生物催化是指用酶作催化剂。活的生物体利用它们来加速体内的化学反应。如果没有酶，生物体内的许多化学反应就会进行得很慢，难以维持生命。大约在37℃的温度中（人体的温度），酶的工作状态是最佳的。如果温度高于50℃或60℃，酶就会被破坏掉而不能再发生作用。因此，利用酶来分解衣物上的污渍的生物洗涤剂，在低温下使用最有效。中学化学实验中作淀粉水解和蛋白质水解反应实验时，加点酶就能快速反应。
此外，还有光催化，如氢气和氯气在光照下爆炸，二氧化氮在光照下生成光化学烟雾等。
在生产中选择催化剂，须考虑的方面有：
①催化剂的催化活性：催化反应的速率是催化剂活性大小的衡量尺度。活性是评价催化剂好坏的最主要的指标。如硫酸的生产，开始是用一氧化氮作催化剂的铅室法，产品浓度低、杂质多、产量小；用铂作催化剂可使硫酸产品浓度达98％以上，可制得发烟硫酸；用钒作催化剂后，产品质量大大提高,成本大幅度下降。
②催化剂的选择性：一种催化剂只对某一类反应具有明显的加速作用，对其他反应则加速作用甚小，甚至没有加速作用。这就是催化剂选择性。可通过选择不同的催化剂来控制或改变化学反应的方向。如，合成氨生产采用铁催化剂，硫酸生产采用钒催化剂，乙烯的聚合以及用丁二烯制橡胶等三大合成材料的生产中，都采用不同的催化剂。
③哪些物质对催化剂的催化作用有促进作用，哪些物质能使催化剂中毒，如合成氨用的双促进催化剂铁-三氧化二铝-氧化钾中的三氧化二铝和氧化钾就对催化剂铁的催化作用有促进作用称为助催化剂。
催化剂在活性稳定期间往往会因接触少量杂质而使活性显著下降,这种现象称为催化剂中毒。使催化剂丧失催化作用的物质，称为催化剂的毒物。能使催化剂中毒的毒物是各式各样的，对同一催化剂，只有联系到它所催化的反应，才能清楚地指明什么物质是毒物．即毒物不仅针对催化剂，而且是针对这个催化剂所催化的反应来说的。若消除中毒因素后，活性仍能恢复，称为暂时性中毒，否则称为永久性中毒。
④催化剂的物理形态对其发挥作用有什么影响等，如中学化学中苯与溴反应用铁作催化剂，用铁粉就比用铁钉反应所用时间短。另外，把催化剂成分分散在载体上制成的催化剂称负载型催化剂。常用的催化剂载体有活性碳、硅藻土、活性氧化铝、 硅胶和分子筛。载体虽不具有催化活性，但它可能改变了催化剂的表面性能，因而选用合适的载体，也可以提高催化剂的催化效果。
⑤寿命或稳定性：催化剂的稳定性以寿 命表示。它包括热稳定性、机械稳定性和抗毒稳定性。
三、新型催化剂
近几十年来，分子筛催化剂和负载型催化剂的发展，大大丰富了催化剂的内涵，虽然这些催化剂看起来是“混合物”，但在其中存在有各种形式的化学键，因此，我们对催化剂的理解不能局限于简单物质的层面上。如我国科学家研发出能够控制纳米晶体的表面结构和生长的新型电化学方法，合成了二十四面体铂纳米晶体。其催化活性是目前商业铂纳米催化剂的2到4倍，能提高催化效率并延长使用寿命。美国科学家将氧化锌和对苯二甲酸结合，变成一种多孔物质，科学家把这种物质称为有机金属沸石，沸石是有机化学反应的重要催化剂。又如日本科学家研制出一种新型复合光催化剂，可利用太阳光将二氧化碳高效转化为一氧化碳。德国科学家发现，由硼和碘组成的可溶性催化剂能够分两步击破高品矿的致密结构使煤成为可以制备成柴油的液体。俄罗斯科学家将氧化铝与钴、铜、锰、镁、锌等金属的硝酸盐相混合，并用特殊工艺处理制成了一种成本较低的催化剂。新催化剂可将汽车尾气中的一氧化碳完全清除掉，将６４％的氮氧化物转换成无害物质。俄专家指出，虽然新催化剂会使汽车尾气中含有钴、铜离子，但马路两侧的植物能够吸收钴、铜等普通金属的离子，采用现有的工艺便可确定植物中的上述金属离子含量，从而推测出环境是否受到了影响。