限速步骤

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速率控制步骤,又称为限速步骤,简称速控步,也译作决速步(英文:rate-determining step (RDS)),是一个化学词汇,用以表达在化学反应中,反应速率最慢的一个步骤。认识一个化学反应当中最慢的一个步骤的重要性在于能够有效率地改善整个化学反应的速度,从而达致更高的产率等。一个常用的比喻就是一条狭窄的水管——无论水流有多快,也无法改变水的流量。速率控制步骤就是影响整个化学反应速率的那条水管。

应用

举个简单例子,NO2(g) + CO(g)NO(g) + CO2(g)这个化学反应可以细分为两个步骤:

  1. NO2 + NO2NO + NO3 (较慢)
  2. NO3 + CONO2 + CO2 (较快)

反应第二部分需用到反应速率较慢的第一部分所生成的NO3,因此整个化学反应的速率均被第一部分所限制,我们就知道第一部分就是整个反应的速率控制步骤。

另一个常见例子是在有机化学的亲核取代反应中,以SN1反应中生成碳正离子这中间体的步骤中,离去基团离开碳键的过程,就是速率控制步骤。

当一个化学反应的速率控制步骤被确认后,就可以有效率地加入相应的催化剂,以改善整个反应速率。

在反应坐标中,一个拥有最高活化能的过渡态,就是该反应的速率控制步骤。

参见

参考来源

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