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中间体和基元反应的多样性常常阻碍了催化反应的机理研究，特别是对于结构敏感的复杂催化反应，这一困难将显著增加。通过理论计算比较各种中间体的稳定性及各个基元反应的速率，已经在催化反应的机理研究中发挥了重要的作用。然而，对于复杂的催化反应，这样的计算还是非常耗时的，发展高效的理论研究方法还是一个相当大的挑战。