大部分化學反應，在反應物向生成物的轉化過程中，並不止涉及一個步驟，往往會經過一個或多個中間體。例如，對於下面的化學反應：

\[\text{A}-\text{B}\ +\ \text{C}\ \to \ \text{A}-\text{C}\ +\ \text{B}\]

實際上，在反應過程中會分成兩個步驟進行：

1. \(\text{A}-\text{B}\) 緩慢形成中間體： \(\text{A}-\text{B}\ \xrightarrow{\text{緩慢}} \ \color{blue}{\text{中間體}}\)；
2. 中間體與 \(\text{C}\) 反應，形成生成物： \(\color{blue}{\text{中間體}}\ +\ \text{C}\ \to \ \text{A}-\text{C}\ +\ \text{B}\)。

右側的能線圖中，展示了該反應過程中，兩個步驟的活化能差異。比較活化能，思考活化能的高低與反應速率的關係。

參考答案

化學家們將從反應物轉化成生成物的一系列步驟，稱為反應機理。其中，反應最慢的步驟，稱為速率控制步驟。可以通過實驗，測出反應的速率方程式，然後推測反應機理。例如，參照下面的反應：

\[\text{C}{{\text{H}}_{\text{3}}}\text{COC}{{\text{H}}_{\text{3}}}\left( \text{aq} \right)\ +\ {{\text{I}}_{\text{2}}}\left( \text{aq} \right) \xrightarrow{ {{\text{H}}^{+}}\left( \text{aq} \right) }\ \text{C}{{\text{H}}_{\text{3}}}\text{COC}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{I}\left( \text{aq} \right)\ +\ \text{HI}\left( \text{aq} \right)\]

已知該反應的速率方程式可寫作：

\[\text{反應速率}\ =\ k\left[ \text{C}{{\text{H}}_{\text{3}}}\text{COC}{{\text{H}}_{\text{3}}}\left( \text{aq} \right) \right]\left[ {{\text{H}}^{+}}\left( \text{aq} \right) \right]\]

思考以下哪個反應機理更加合理，並繪製該反應的能線圖。

• 機理一：
  1. \(\text{C}{{\text{H}}_{\text{3}}}\text{COC}{{\text{H}}_{\text{3}}}\ +\ {{\text{I}}_{\text{2}}}\ \xrightarrow{ \text{緩慢} }\ \text{中間體} \)
  2. \(\text{中間體}\ +\ {{\text{H}}^{+}}\ \xrightarrow{ \text{快速} }\ \text{生成物} \)
• 機理二：
  1. \( \text{C}{{\text{H}}_{\text{3}}}\text{COC}{{\text{H}}_{\text{3}}}\ +\ {{\text{H}}^{+}}\ \xrightarrow{ \text{緩慢} }\ \text{中間體} \)
  2. \( \text{中間體}\ +\ {{\text{I}}_{\text{2}}}\ \xrightarrow{ \text{快速} }\ \text{生成物} \)

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