速率控制步骤,又称为限速步骤,简称速控步,也译作决速步骤(rate-determining step (RDS))。速率控制步骤指的是如果在一个机理中,其中的一个基元步骤进行的速度远较其他速度慢,则该步骤决定总的
反应速率。
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。
对于实际化学反应来说,并非每个化学反应都为基元反应,多数反应都由几个基本反应共同组成,其中反应速率最慢的反应为速率控制步骤,决定整个化学反应的进程。速率控制步骤就是影响整个
化学反应速率的那条水管。
其中第一步表示一个可逆的分解反应,其前向反应速率常数为K1而逆反应为K1’。在第二步NO2不起反应但影响NO3的分解。如果第二步本身较其它步慢,则速率由下式给出:
宏观动力学方程式中的反应速率常数是化学反应和扩散等因素共同影响的结果。
当一个过程是由若干连续步骤串联而成时,不管这些步骤是化学反应还是扩散,其中速率最慢的步骤将控制整个过程的速率,这一步骤就称为总的过程的反应速率控制步骤。如果若干个步骤反应速率很接近,则整个过程的速率将有几个步骤共同决定。