按照碰撞理論，發生反應的分子發生碰撞。但若是每一次碰撞都能引起化學反應的話，幾乎任何氣體反應都會在瞬間完成。但實際上只有那些具有平均能量高得多，且以合適的方位相互碰撞的分子才能引起反應。能起反應的碰撞稱為有效碰撞，能發生有效碰撞的分子稱為活化分子。活化分子所具有的能量與反應物分子的平均能量之差稱為活化能。活化能越高，活化分子數越少，反應速率越慢。活化能的大小取決于反應的本性。催化劑指一種在不改變反應標準能變化的情況下提高反應速率的物質。這種作用稱為催化作用，涉及催化劑的反應稱為催化反應。
　　催化劑種類繁多，按狀態可分為液體催化劑和固體催化劑；按反應體系的相態分為均相催化劑和多相催化劑，均相催化劑有酸、堿、可溶性過渡金屬化合物和過氧化物催化劑。多相催化劑有固體酸催化劑、有機堿催化劑、金屬催化劑、金屬氧化物催化劑、絡合物催化劑、稀土催化劑、分子篩催化劑、生物催化劑、納米催化劑等；按照反應類型又分為聚合、縮聚、酯化、縮醛化、加氫、脫氫、氧化、還原、烷基化、異構化等催化劑；按照作用大小還分為主催化劑和助催化劑。

　　均相催化：催化劑和反應物同處于一相，沒有相界存在而進行的反應，稱為均相催化作用，能起均相催化作用的催化劑為均相催化劑。均相催化劑包括液體酸、堿催化劑和色可賽思固體酸和堿性催化劑、可溶性過渡金屬化合物等。均相催化劑以分子或離子獨立起作用，具有高活性和高選擇性。

　　多相催化：多相催化劑又稱非均相催化劑，用于不同相的反應中，即和它們催化的反應物處于不同的狀態。例如：在生產人造黃油時，通過固態鎳，能夠把不飽和的植物油和氫氣轉變成飽和的脂肪。固態鎳是一種多相催化劑，被它催化的反應物則是液態和氣態。一個簡易的非均相催化反應包含了反應物吸附在催化劑的表面，反應物內的鍵因斷裂而導致新鍵的產生，但又因產物與催化劑間的鍵并不牢固，而使產物脫離反應位等過程。現已知許多催化劑表面發生吸附、反應的不同的結構。
　　在反應過程中，催化劑是參與了反應物之間的化學反應的。催化劑通過參與化學反應，改變了反應歷程，使化學反應所需克服的能壘數值大大降低了。這樣只要催化反應的表觀活化能小于非催化反應活化能，根據阿倫尼烏斯方程，在指前因子變化不大情況下，反應速率是增加的。

　　過渡態是固定在催化劑表面的，失去了平動自由度，所以催化反應的活化熵通常小于相應的非催化反應的活化熵。也就是說，催化作用降低了活化能。

2023.12.28  ZG