反应速率：相互关联的词汇

反应速率一章的术语，最好当作一个相互关联的故事、而不是一份零散的清单来学，因为几乎每一个定义都源自同一个观念：反应进行得有多快，取决于反应粒子有效碰撞的频繁程度。一旦你看到这层联系，本章就从一堆松散的定义变成一条因果链，而分数正在这条链上，因为这里的一分定义题，往往就是那句精确的措辞本身。

速率是什么，我们如何量度它。 一切从反应速率开始，它是单位时间内反应物或生成物量的变化。

由于这个量一直在变，我们把整段区间的平均速率与某一瞬间的瞬时速率区分开来。两者都从体积或质量对时间的图上读出：曲线的梯度就是速率，平均速率取弦、瞬时速率取切线。

学生首先混淆的正是这一对，平均对瞬时，记住切线给出瞬时速率能让他们的答案不出错。当反应耗尽反应物时，曲线弯平成平台，这是梯度为零、反应已停止的水平部分。

这个平台的高度根本与快慢无关；它由最先用完的反应物决定，所以更快的反应更早、而不是更高地到达同一平台。在实验室里追踪速率，通常是把气体收集在气体注射器中，并在设定的时间读出它的体积。

碰撞理论，本章的引擎。 解释每一个因素的那个单一观念，就是碰撞理论：粒子必须碰撞，而只有具备足够能量并以正确取向的碰撞才导致反应。

同时满足这两个条件的碰撞是有效碰撞。能量条件是活化能，即碰撞粒子必须具备的最低能量；方向条件是取向，即粒子相遇时的排列方式。

每秒有效碰撞的次数是有效碰撞的频率，速率直接取决于它。学生在这里会把碰撞总数与有效碰撞混淆，所以完整的解释总是说明变化的是有效碰撞的频率，而不仅仅是粒子相撞的频繁程度。

各因素如何通过这同一个观念起作用。 每个因素都通过改变这个频率来改变速率。

温度越高，粒子的动能越大，于是它们运动得更快，更重要的是，如今有更大比例的粒子能量超过活化能，使更多碰撞有效。浓度更高、固体表面积更大、或气体压力更高，都会把粒子挤得更近，于是碰撞（包括有效碰撞）发生得更频繁。

由于同样的推理解释了每一种情形，一旦你能为一个因素写出它，就能通过只改变受影响的是能量还是碰撞频率，为所有因素都写出来。

催化剂与能量图景。 催化剂改变速率，而自身在反应结束时化学上不变。

正催化剂通过提供一条活化能较低的替代反应路径来加快反应，使更大比例的碰撞成为有效碰撞，而温度毫无改变。酶是一种生物催化剂，通常是蛋白质，为生物体内某一特定反应做同样的事。

这一切都画在能量剖面图上，其中活化能是能垒的高度，催化剂显示为在不变的反应物与生成物能级之间、顶峰较低的第二条曲线。学生常把能垒高度与整体能量变化混淆，所以要把它们当作同一张图上两个不同的读数。

这些术语建立在前几章的粒子与能量观念之上，并通向你日后要学的每一个反应。我们的老师在一对一在线课程中按这条关联次序讲解这套词汇，每小时 RM50 起，使 SPM化学 所看重的精确措辞在考试压力下也能脱口而出。