现代分子理论与计算化学导论作业
现代化学与技术概论期末考试题 (2)
现代化学与技术概论期末考试题班级：高分子材料与工程1111班姓名：111序号：001.试论化学在现代科学中的地位与作用。
（20分）化学是一门研究物质的性质、组成、结构、变化、用途、制法以及物质变化规律的自然科学。
化学与物理一样都是自然科学的基础科学，化学对我们认识和利用物质具有重要的作用，宇宙是由物质组成的，化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一，它是一门历史悠久而又富有活力的学科，它与人类进步和社会发展的关系非常密切，它的成就是社会文明的重要标志。
化学是一门是实用的学科，它与数学物理等学科共同成为自然科学迅猛发展的基础。
化学的核心知识已经应用于自然科学的各个区域，化学是改造自然的强大力量的重要支柱。
目前，化学家们运用化学的观点来观察和思考社会问题，用化学的知识来分析和解决社会问题，例如能源问题、粮食问题、环境问题、健康问题、资源与可持续发展等问题。
化学与其他学科的交叉与渗透，产生了很多边缘学科，如生物化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等等，使得生物、电子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。
2.评述“金丹术”及其对化学科学的诞生所起的作用。
（20分）化学发源于古代炼金术，虽然古代炼金术一直未能摆脱神秘主义的范畴，但是毋庸置疑的是，炼丹术士们对物质的化合进行了大胆的探索与有益的尝试，为后来的化学家提供了宝贵的经验与详实的资料。
一些化学实验的术语，如密封、蒸馏、结晶等等，也最早见于关于炼丹技术的著作里。
古代的炼丹术士是化学科学的先驱。
金丹术所追求的目的是荒诞的，其理论的大部分是唯心主义和迷信的，但是炼丹术士在广大劳动人民生产知识的基础上，通过采药、制药、做实验，在实践中对自然现象进行观察研究，这是他们在科学技术，特别是化学科学方面取得了许多巨大成就，为后人留下了宝贵的财富，为化学科学的产生与发展奠定了基础。
3.评价波义耳对近代化学的贡献。
（20）波义耳受弗.培根的唯物主义哲学和试验方法论的影响，在青年时期就建立了自己的化学实验室。
《现代基础化学》例题与习题参考解答.pdf
选择题 9)
第五章
Al(OH)3、ZnCl2、NaCl 溶液中离子的质量摩尔浓度近似值分别为 0.4 mol⋅kg −1 、
0.3mol⋅kg −1 和 0.2 mol⋅kg −1 。所以沸点升高度数为 Al(OH)3 > ZnCl2 > NaCl ; 沸点高低次序
1
为 Al(OH)3 > ZnCl2 > NaCl。
=
K
Ο a1
[H 3O+ ]
=
4.36 ×10−7 10 −7.35
=
9.76
当 pH = 7.45 时，[H3O + ] = 10 −7.45 ,
[HCO
− 3
]
=
[H 2CO3 ]
4.36 ×10−7 10 −7.45
=
12.29
选择题 10)
当
CaCO3
开始产生沉淀时，[CO
2− 3
]
=
K
Ο sp
0.1
因为 pH = 5.60 , 所以[H3O + ] = 2.5 × 10 −6 (mol⋅L −1 )
原溶液
HA + H2O = A − + H3O +
0.25
x
加入 NaOH 平衡时 (0.25－0.05－x) (0.05+ x) (2.5×10 −6 )
6
K
Ο a
(HA)
=
(0.05 + x)2.5 ×10−6 0.25 − 0.05 − x
(2) t = 1 ln cA0 = 2.303 ln cA0 = 1 h
k cA
k
cA
cA = 0.1 mol⋅L −1
化工导论论文
化工导论论文昆明理工大学现代化工导论我所认识的化工化学工业与我关系我们在初中三年级就开始接触化学，清晰地记得当时老师对我们说：“化学与我们的生活息息相关，即使是你的体内也都发生了一系列的化学反应。
当你们了解了很多的化学知识以后，你就会明白现在生活中的很多事情其实都没有那么神奇。
”老师的一席话让我对化学产生了极大地兴趣。
对很多关于化学的事情也总想搞清楚，慢慢的我就明白了许多关于化学的事情；也是因为一直以来对化学的喜爱和对化学的擅长，让我在选择专业时选择了与化学相关的化学工程与工艺专业。
这就是我第一次了解并开始学习化学。
在进入昆明理工大学之后，我们开设了现代化工导论课，这门课的目的是为了让我们了解化工的历史及各种与化工相关的知识。
在这门课的一开始，老师就为我们讲解了什么是化工（化学原理的工业化应用称为化工），明白了化学学科与化工学科的区别。
化学学科是理论方面的研究，而化工学科是要应用与实际的一门课。
对于我所学的专业来说，更加要求我们提高对实际工业生产中产生的问题提出具体可行的解决方案。
在这门课中我知道了我们不仅要熟练掌握我们所要求的专业课，也要明白化工的特性与化工以后的发展方向。
从而能更好的提高自我的能力，为化工献出自己的一份力。
我所认识的化工正是从身边的事物开始的，食、衣、住、行、用样样离不开化工。
俗话说的好：“民以食为天”，每个人都需要摄取食物来维持生命。
除了靠改良品种、扩大耕种面积可以提高产量，提高单位面积产量和食物的质量也至关重要，而依靠化学工业为农业提供的肥料、农药、植物生长调节剂等是目前采取的又一重要措施。
再说一下我们的衣服，原来的时候，人们的衣服大都是棉麻制的，样式和颜色都比较单一。
直到化学纤维的出现，才使人们的衣着大大美化了。
合成纤维已成为人们最大的衣着原料。
由于化工的发展，染料的品种也大大增加。
目前染料有上千种，对于不同的材料就有不同品种的染料；毛织品的染料整剂和丝、棉不同，用于皮革的更另有品种。
理论与计算化学第二次上机作业
理论与计算化学第二次上机作业说明：（1）请将输入文件、输出文件、检查点（.chk）文件压缩成一个文件发到TA邮箱，将压缩文件命名为本人学号_姓名.rar。
（2）以下作业中，除了填写相应计算结果外，请同时写上计算所用的方法、基组和关键字，例如HF/6-31G* opt freq等。
1．比较下列不同方法计算得到的N2基态能量。
假设N N的键长为1.098Å(单点计算)，采用6-31+g*方法。
方法、基组、关键字：hf/6-31+ g*sp geom=connectivitySVWN or LsDA/6-31+g*sp geom=connectivity# MP2/6-31+g*sp geom=connectivityCISD/6-31+ g*sp geom=connectivityB3LYP/6-31+ g*sp geom=connectivity2. 用不同方法计算H2O分子的能量（包含零点振动能校正）、O的Mulliken电荷以及弯曲振动的频率大小，基组为6-311+g*。
（优化结构+计算频率）3. 用B3L YP/6-31++G** 计算下列反应的正反应活化能和逆反应活化能（单位：kcal/mol）方法、基组、关键字：# b3lyp/6-31+g** opt(maxcycle=100) freq;# b3lyp/6-31+g** opt(maxcycle=100) freq# b3lyp/6-31++g** IRC(RCFC,Maxcycle=40,Maxpoint=15) Guess=Read Geom=AllCheck正反应活化能=HT(TS)-HF(2)=(-114.353393-(-114.484959))* 627.5095=82.55891kcal/mol逆反应活化能= HT(TS)-HF(1)= (-114.353393-(-114.5116286))* 627.5095 = 99.294342kcal/mol1 24. 乙炔分子（C2H2）基态的构型如下，请用CASSCF(4,4)方法和6-31+G（d）基组计算该构型下的CASSCF能量，活性空间包含两个成键的 π轨道和两个反键的π*轨道，并写出活性空间中这两组轨道的电子占据数。
化学专业导论教学大纲(具体)
化学专业导论教学大纲(具体)化学专业导论教学大纲化学专业导论教学大纲应由本人根据自身实际情况书写，以下仅供参考，请您根据自身实际情况撰写。
课程名称：化学专业导论授课人：张老师课程时长：32学时课程目标：本课程的目标是让学生了解化学学科的基本概念、基本理论和基本方法，掌握化学学科的基本知识，了解化学学科的发展历程和前沿动态，培养学生的化学学科素养和科学思维能力。
授课内容：主题1：化学学科的基本概念内容：介绍化学学科的基本概念，包括原子、分子、离子、电子、化学键、化学反应等。
教学方法：讲解、讨论、案例分析等。
教学资源：PPT、教材、实验器材等。
评估方法：课堂讨论、作业、实验报告等。
主题2：化学学科的基本理论内容：介绍化学学科的基本理论，包括化学热力学、化学动力学、化学平衡、酸碱理论、有机化学等。
教学方法：讲解、讨论、案例分析等。
教学资源：PPT、教材、实验器材等。
评估方法：课堂讨论、作业、实验报告等。
主题3：化学学科的基本方法内容：介绍化学学科的基本方法，包括实验设计、实验操作、数据处理、数据分析等。
教学方法：讲解、讨论、案例分析等。
教学资源：PPT、教材、实验器材等。
评估方法：课堂讨论、作业、实验报告等。
主题4：化学学科的发展历程和前沿动态内容：介绍化学学科的发展历程和前沿动态，包括化学学科的起源和发展历程、现代化学研究的主要领域和前沿方向等。
教学方法：讲解、讨论、案例分析等。
教学资源：PPT、教材、实验器材等。
评估方法：课堂讨论、作业、实验报告等。
江苏化学教学大纲江苏化学教学大纲是由江苏省教育委员会和江苏省教育考试院共同编制的，其中包括了高中化学的教学目标、教学内容、教学评价等方面的内容。
具体来说，江苏化学教学大纲的教学目标主要包括：1.掌握化学基础知识，包括元素周期律、化学反应、物质结构、有机化学等；2.培养化学实验技能，包括实验设计、实验操作、实验数据处理等；3.培养科学思维方法，包括逻辑思维、创造性思维、科学探究等。
大连理工大学本科生《计算化学及其应用》期末大作业
《计算化学及其应用》期末大作业姓名:学号：班级：完成时间：大连理工大学一、(10分)分别举一例说明基于牛顿力学方程和薛定谔方程的计算化学方法及其优缺点。
基于牛顿力学方程的计算化学方法：分子力学方法优点：1.把分子用硬球和弹簧的方式来表示2.相对于初步搭建的分子模型, 可以更好地得到其稳定结构3.可以计算形变的相对能量4.计算成本低缺点：1.需要很多经验参数, 这些参数需要仔细测试和校准2.只能得到稳定几何结构3.无法得到电子相互作用的信息4.无法得到分子性质和反应性能的信息5.不能研究包含成键和断键的反应基于薛定谔方程的计算化学方法：密度泛函理论优点：1.使用完全的Schrödinger 方程, 原理上可以得到准确的电子分布2.可以很容易达到很高的精度3.可描述结构, 性质, 能量和反应性能4.可计算较大体系，计算成本中等缺点：1.需要泛函和参数, 体系的适用性必须以实验结果为依据2.对较小体系的试用性有限二、(30分)选择适当的基组和量子化学方法，分别优化一种简单有机阳离子和一种有机阴离子的几何结构。
要求分别给出(1)各输入文件中使用的基组和计算方法;(2)各结构所使用的电荷和自旋多重度；(3)各稳定结构的能量及优化的几何结构(附主要几何参数和各碳原子上的Milliken电荷)。
1.选择阴离子：OCH3—(1)输入文件中使用的基组：Hartree-fock计算方法：6-31G d(2)使用的电荷：-1自旋多重度：Singlet(3)稳定结构 ○1能量：○2优化的几何结构： 频率均为正值，已优化到稳定结构：主要的几何参数： 稳定的几何结构：2.选择阳离子：C6H5CH2+(1)输入文件中使用的基组：Hartree-Fock计算方法：6-31G d(2)使用的电荷：+1自旋多重度：Singlet(3)稳定结构○1能量：○2优化的几何结构：频率均为正值，已优化到稳定结构主要的几何参数：稳定的几何结构：3. (60分)选择适当的理论方法计算你所感兴趣的化学反应的势能面，要求(1)以表格的形式给出极小值和过渡态的最小频率值(cm-1) 、零点能矫正后的电子能(a.u.)、及其相对于反应物的能量( kcal/mol );(2)给出优化的几何结构(附主要几何参数);(3)作出反应势能面图。
现代化工理论与技术作业
《化工热力学》作业：1、试证明：以T 、V 为自变量时焓变为VV p V T p T T T p V C H T VV V d d d ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+=H 2、试用下列水蒸汽的第二维里系数计算在573.2K和506.63kPa下蒸汽的Z、RS。
及R3、一台压缩机，每小时处理454kg甲烷及乙烷的等摩尔混合物。
气体在422K、5MPa下离开压缩机。
试问离开压缩机的气体体积流率为多少？4、有一水泵每小时从水井抽出1892kg的水并泵入储水槽中，水井深61m，储水槽的水位离地面18.3m，水泵用功率为3.7KW的电机驱动，在泵送水过程中，只耗用该电机功率的45％。
储水槽的进、出水位的质量流量完全相等，水槽内的水位维持不变，从而确保水作稳态流动。
在冬天，井水温度为4.5℃,为防止水槽输出管路发生冻结现象，在水的输入管路上安设一台加热器对水进行加热，使水温保持在7.2℃，试计算此加热器所需净输入的热量。
5、某理想气体（分子量为28）在0.7MPa、1089K下，以35.4kg.h-1的质量流量进入一透平机膨胀到0.1MPa。
若透平机的输出功率为3.5KW，热损失6710 kJ.h-1。
透平机进、出口连接钢管的内径为0.016 m，气体的热容为1.005kJ/（kg﹒K），试求透平机排汽的温度和速度。
5160Nm h⋅，温度为1000℃，因工6、某化工厂转化炉出口高温气体的流率为3-1艺需要欲将其降温到380℃。
现用废热锅炉机组回收其余热。
已知废热锅炉进水温度为54℃，产生3.73MPa、430℃的过热蒸汽。
可以忽略锅炉热损失以及高温气体降温过程压力的变化，已知高温气体在有关温度范围的平均等压热容为-1-136J kmol K⋅⋅，试求：（1）每小废热锅炉的产气量；（2）蒸汽经过透平对外产功，透平输出的功率为多少？已知乏气为饱和蒸汽，压力为0.1049MPa，可以忽略透平的热损失。
现代化工导论
现代化工导论
现代化工导论作业
1、指出由煤制取合成氨的主要步骤。
答：1、高温分解；2、用一氧化碳和水制取氢气：3、氢气和氮气合成氨。
2、石油炼制的一次加工主要采用什么方法，得到的主要燃料油主要包括哪几种？
答：一次加工有常压蒸馏和减压蒸馏，得到石脑油、煤油、轻柴油、重柴油。
3、石油芳烃的两个主要来源是什么？
答：石油催化重整和烃类蒸汽裂解。
4、三大高分子材料指什么？在日常生活中有哪些应用？
答：塑料、合成纤维和合成橡胶。
塑料主要用来制作薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日常用品等。
合成纤维主要用来制造帘子布、传送带、渔网、缆线等。
合成橡胶主要用来制造高弹性、高电绝缘性、耐水性、不透气性的高分子物质。
5、离子交换树脂的基本功能。
答：交换、吸附、催化及脱水等功能。
6、绿色化学与化工研究的主要内容有哪些？
二、论述题。
1、温室气体的最大危害是什么？试列举日常生活最常见的温室气体，并说明它们在化工生产中有何用途（各举两例）
答：温室气体的最大危害是导致全球温室效应，使全球气温普遍上升。
日常生活最常见的温室气体有二氧化碳、甲烷、氮氧化物、臭氧等气体。
二氧化碳：工业上可替代有限碳源。
甲烷：工业上合成氨。
2、简述烃类裂解生产乙烯过程中，裂解气净化与分离的几个主要步骤和每个步骤的目的。
答：1、裂解气的压缩；2、水分的脱除；3、酸性气体脱除；4、
烃的分离。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《现代分子理论与计算化学导论》——课程大作业班级：xxxxxxx 姓名：小签牛学号：xxxxxxxxxx题目：在T*=1.5条件下，分别用分子模拟方法和微扰理论方法计算ρ*=0.02和0.85的体系的压力，并比较两种方法计算的结果。
Ⅰ.当T*=1.5、ρ*=0.02时的情况①由Monte Carlo模拟获得体系的内能、径向分布函数和压力，流体参数及模拟条件见contrifile文件；此时的contrifile文件为：---------------ENTER THE FOLLOWING IN LENNARD-JONES UNITS--------------------0.02 # Enter The Density1.5 # Enter The Temperature8.0 # Enter The Potential Cutoff Distance108 # Enter The Intial Molecular Number---------------ENTER THE SIMULATION STEP CONTROLLING PARAMETES--------------- 200000 # Enter Number Of Cycles400 # Enter Number Of Steps Between Output Lines400 # Enter Number Of Steps Between Data Saves400 # Enter Interval For Update Of Max. Displ..False. # Whether Read config. From Old Simulation Runconfig.dat # Enter The Configuration File Name---------------ENTER THE RADIAL DISTRIBUTION FUNCTION PARAMETES-------------- .True. # Whether Calculate The Radial Distribution Function0.01 # Enter The Radial Distribution Distance100000 # Enter Number Of Cycles Of Start Calculating The Radial Distributiongr0.02.dat # Enter The Radial Distribution File Name（运行程序见附件1）所得“result.dat”文件中的结果为：A VERAGES<V/N> = -0.149649<P> = 0.028542FLUCTUATIONSFLUCTUATION IN <V/N> = 0.029433 FLUCTUATION IN <P> = 0.002152END OF SIMULATIONMC 模拟径向分布函数图：利用MC 程序运行产生的数据文件“gr0.02.dat ”，使用origin8绘图软件作图：图1 MC 模拟法所得径向分布函数② 微扰理论法径向分布函数图：利用Lennard_Jones 程序运行产生的数据文件“gr0.02.dat ”，使用origin8绘图软件作图：123450.00.51.01.52.0g (r )rT *=1.5 ρ*=0.02图2 微扰理论法所得径向分布函数由径向分布函数计算体系的Helmholtz 自由能：根据*6ρπη=计算出η，进而由)1(3-422ηηη-=hs A 可计算出hs A 。
*2*)()(2T dr r r u r g A LJ LJ ⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎰∞σπρ可转换为微分迭代求和获得。
最后由AA A LJhsex+=即可获得Helmholtz 自由能由Helmholtz 自由能计算体系的压缩因子，进而得到压力，所涉及公式如下：1*ex *+∂∂=ρρA Z ；T Z P ***=ρ（运行程序见附件2）所得 “result.dat”文件中的结果为：Helmholtz Energy <A> : -0.024717 Compressibility Factor <Z> : 0.975845 Pressure <P> : 0.029275123456780.00.51.01.52.0g (r )rT *=1.5 ρ*=0.02③ 结果分析对于r 比较小的情况，g(r)主要表征的是原子的堆积状况及各个键之间的距离。
对于长程的性质，由于对于给定的距离找到原子的几率基本上相同，所以g(r)随着r 的增大而变得平缓，最后趋向于恒定值。
通常g(r) 归一化的条件为r 趋向于无穷大 时，g(r)趋向于1。
分析图1和图2，可以看出：由Monte Carlo 模拟与用微扰理论法所得的径向分布函数走势基本一致。
而且随着r 的增大，g(r)趋向于恒定值1.通过MC 模拟的方法和微扰理论的方法都计算出了体系的压力，分别为0.028542和0.029275，通过MC 模拟法所得压力与微扰理论法所得压力的相对误差为2.50%，可见两种方法的偏差比较小。
从而，在同等温度下，当密度相对较小时，两种方法所得结果接近。
偏差分析： 用MC 模拟时，根据所设定的温度、密度和每个分子在的不同位置时的相互作用力计算出多个压力P ，当计算完成后输出的P 是一个加权平均值。
微扰理论方法是通过简单问题的精确解来求得复杂问题的近似解。
对于Helmholtz 状态函数的计算，P *的计算涉及到*2*/)()(2T dr r r u r g A LJ LJ ⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎰∞σπρ、L J hs ex A A A +=、1**+∂∂=ρρex A Z 和***T Z P ρ=, A LJ 计算过程中采用微分迭代，dr 选取length/n=15/1024=0.015，以及在求解*ρ∂∂exA 也是用的(A2-A1) /(rou2-rou1)即(A2-A1)/（2step ）近似求解。
对于本身有误差的引用很有可能进一步的扩大了误差，这在一定程度上影响了积分的准确性；诸多方面造成了偏差的存在。
Ⅱ.当T*=1.5、ρ*=0.85时的情况① 由Monte Carlo 模拟获得体系的内能、径向分布函数和压力，流体参数及模拟条件见contrifile 文件；此时的contrifile 文件为：---------------ENTER THE FOLLOWING IN LENNARD-JONES UNITS--------------------0.85 # Enter The Density 1.5# Enter The Temperature8.0 # Enter The Potential Cutoff Distance108 # Enter The Intial Molecular Number---------------ENTER THE SIMULATION STEP CONTROLLING PARAMETES--------------- 200000 # Enter Number Of Cycles400 # Enter Number Of Steps Between Output Lines400 # Enter Number Of Steps Between Data Saves400 # Enter Interval For Update Of Max. Displ..False. # Whether Read config. From Old Simulation Runconfig.dat # Enter The Configuration File Name---------------ENTER THE RADIAL DISTRIBUTION FUNCTION PARAMETES-------------- .True. # Whether Calculate The Radial Distribution Function0.01 # Enter The Radial Distribution Distance100000 # Enter Number Of Cycles Of Start Calculating The Radial Distribution gr0.85.dat # Enter The Radial Distribution File Name（运行程序见附件1）所得“result.dat”文件中的结果为：A VERAGES<V/N> = -5.096817<P> = 4.958224FLUCTUATIONSFLUCTUATION IN <V/N> = 0.139289FLUCTUATION IN <P> = 0.660584END OF SIMULATIONMC模拟径向分布函数图：利用MC程序运行产生的数据文件“gr0.85.dat”，使用origin8绘图软件作图：2.5T*=1.5 ρ*=0.852.01.5)r(g1.00.50.00.5 1.0 1.5 2.0 2.5r图3 MC模拟法所得径向分布函数②微扰理论法径向分布函数图：利用Lennard_Jones程序运行产生的数据文件“gr0.85.dat”，使用origin8绘图软件作图：2.5T*=1.5 ρ*=0.852.01.5)r(g1.00.50.001234567r图4 微扰理论法所得径向分布函数由径向分布函数计算体系的Helmholtz 自由能；根据*6ρπη=计算出η，进而由)1(3-422ηηη-=hs A 可计算出hs A 。
*2*)()(2T dr r r u r g A LJ LJ ⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎰∞σπρ可转换为迭代求和获得。
最后由AA A LJhsex +=即可获得Helmholtz 自由能。
由Helmholtz 自由能计算体系的压缩因子，进而得到压力，所涉及的公式如下：1*ex *+∂∂=ρρA Z ；T Z P ***=ρ（运行程序见附件3）所得 “result.dat”文件中的结果为：Helmholtz Energy <A> : 1.655380 Compressibility Factor <Z> : 6.903019 Pressure <P> : 8.801349③ 结果分析对于r 比较小的情况，g(r)主要表征的是原子的堆积状况及各个键之间的距离。