無機化學/催化
催化是指某些物質能夠快速提高化學反應速率的能力。由於歷史原因，該學科通常分為兩個子類別；均相（homo = 相同，geneous = 相）和多相（hetero = 不同）。均相催化涉及與它們加速的化學反應處於同一相的催化劑。這些反應通常處於液相，包括所有生物的酶。雖然大多數均相催化處於液相，但也存在氣相和固相均相催化反應。多相催化劑具有處於不同相的催化劑。這種型別的催化負責每年生產的大多數“大宗”化學品，這些化學品用於製造我們周圍所有理所當然的事物，例如塑膠，並且還被廣泛用於將石油提煉成汽油。本章重點介紹多相催化，特別是它們如何以及為何起作用。
催化，實際上是所有化學的關鍵概念是熱力學與動力學之間的張力。熱力學告訴你某事是否會發生，而動力學告訴你某事會發生的速度。這種張力在您周圍的世界中無處不在，例如熱力學表示訂婚戒指上的鑽石應該變成石墨，石墨是碳更穩定的同素異形體，但動力學表明，在它發生之前，您需要等待很長時間！催化透過為“應該”發生的化學反應提供一種“實際”發生的方式來起作用。
思考化學反應發生的標準方式是想象一個分子的能量用 z 座標表示，而反應在 x-y 平面中“進行”。如果這聽起來令人困惑，只需將能量想象成像山脈等陸地特徵相對於其位置的高度一樣。在這個景觀中的分子將是一個你不能向下走而不用先向上走的地方，就像一個隕石坑湖。即使在全球範圍內，隕石坑湖應該流到海里，但它周圍的區域性條件意味著它必須先向上游，我們可以推斷它不會經常發生。這個類比有助於視覺化化學反應中發生的情況：當原子以一種方式結合在一起時，它們所涉及的原子處於一個能量“湖”中，無法改變，但如果條件合適，例如溫度或光子，它們能夠克服能量勢壘並流入另一個能量“湖”，其中原子以另一種方式結合在一起。這個能量勢壘被稱為活化能。在我們的類比中，想象一下從一個湖鑽一個洞到另一個湖，因為水不需要“向上和越過”，它可以輕鬆地流到另一個位置。這正是催化劑所做的，它不會改變系統的總能量或系統最終將到達的位置（熱力學決定了這一點），它只是為系統提供了一種更容易到達那裡的方法，因此加速了它（提高了速率）。這個類比描繪了一幅畫面，有助於您記住催化劑的教科書定義：一種透過降低反應路徑的活化能來提高熱力學平衡獲得速率的物質。
這就是催化劑的作用，但它並沒有告訴我們它是如何起作用的。它只對確定您是否觀察到催化作用有用，多相催化劑的作用機理要微妙得多。
根據表面吸收理論，多相催化有五個階段
| 階段 1：反應物向表面的擴散 反應物向表面擴散的速率將受其本體濃度和邊界層厚度的影響。 |
| 階段 2：反應物的吸附 當反應物吸附到催化劑表面時，會形成鍵。 |
原子或分子粘附在表面的能力被稱為“粘附係數”。這只是最終粘附在表面的分子比例或百分比。
| 階段 3：反應 表面上的原子和分子之間形成鍵 |
| 階段 4：產物的解吸 當產物從表面解吸時，鍵會斷裂。 |
| 階段 5：產物從表面的擴散 然後產物從催化劑表面解吸。 |
在接觸法中，五氧化二釩 [V]（V2O2）是固體，而反應物 SO2 和 O2 是氣體。
| Fe (s) | ||
| N2 (g) + 3H2 (g) | ⇔ | 2NH3 (g) |
| V2O5 (s) | ||
| 2SO2 (g) + O2 (g) | ⇔ | 2SO3 (g) |
更詳細的方法
2V2O5(s) + 2SO2(g)⇔ 2SO3(g) + 2V2O4(s)
2V2O4(s) + O2 (g) ⇔ 2V2O5 (s)
因此： 2SO2(g) + O2(g)⇔ 2SO3(g)