计算机化学

计算机化学（精选12篇）

计算机化学 篇1

随着科学技术的飞速发展，计算机技术、网络技术及信息技术在化学学科中的不断渗透、不断融合，计算机在现代化学教学中扮演着越来越重要的角色，给化学教学带来了极大的便利。

1. Internet上的化学资源

互联网上常见的化学资源类型有：化学教学课件和教学素材，化学教学优秀教案，化学教学参考资料，网络电子图书、电子杂志和期刊，网络教程等。以前的文献[1,2,3]对此有较详细的描述，这里不再赘述。

2. 化学教学中的常用软件

计算机软件可以在人们的工作、学习与研究中协助我们更快、更好、更方便地工作，化学工作者经常用到的软件通常可分为一般软件和化学专业软件。

2.1 一般软件

2.1.1 PowerPoint[4]

PowerPoint是Microsoft公司开发的用于制作和演示幻灯片的软件，能够制作出集文字、图形、图像、声音、动画及视频剪辑等多媒体元素于一体的演示文稿，以形象生动、图文并茂的形式将你要表达的内容在计算机或大屏幕上动态地表现出来。

2.1.2 Authorware[4]

Authorware是Macromedia公司开发的一种多媒体软件制作工具。它与传统的计算机程序设计语言不同，只要通过对图标的调用来编辑一些控制程序走向的流程图，将文字、图像、图形、动画、声音、视频等各种多媒体项目数据汇集在一起，赋予其人机交互功能，从而达到多媒体软件制作的目的。

2.1.2 Excel[5]

Microsoft Excel软件是微软公司开发的功能强大的电子表格管理软件，由于其丰富的库函数和强大的逻辑判断、计算功能，使用Microsoft Excel软件处理实验数据，具有方便、快捷、准确度高等优点。我们运用这个软件解决化学理论教学中的曲线绘制、数据处理、实验标准曲线制作等问题。

2.1.3 Origin[6,7]

Origin软件是由Microcal Software公司研发的对科学数据进行处理和绘图的软件，主要功能有：对数据进行常规处理和一般的统计分析，如记数、排序、求平均值和标准偏差、t检验、快速傅里叶变换、比较两列均值的差异、回归分析，用数据作图，用自带函数及自定义函数拟合曲线等。

2.1.4 Mathtype

Mathtype是Design Science公司开发的一个用来建立包含数学公式的文档和网页的交互式工具，它可以与任何文字处理软件、演示文档软件、页面排版软件、网页制作软件良好兼容，在其中加入各种复杂的数学公式和符号。

2.2 化学专业软件

2.2.1 ChemOffice[8]

ChemOffice是美国CambridgeSoft公司的重要产品之一，是目前化学工作者桌面应用的最重要和最权威的软件包之一，主要由ChemDraw、Chem3D、ChemFinder等几部分组成。

ChemDraw(图1)是一个化学结构绘图软件，主要功能就是绘制各种形状的化学分子结构及化学图形，具有一般其他绘图软件所不具备的化学分子图形编辑功能。软件本身更是附带了模板，如各种类型的糖、氨基酸等在模板窗口中，每个模板以独立的文件进行保存与管理，使用时打开模板窗口选中即可，通过模板的操作，画图就如同搭积木一样简单。

Chem3D是一个用于设计化学模型的应用软件，将构建、分析、计算工具融于一体。将二维平面的有机分子结构图形(ChemDraw)转化成三维的空间结构，并能给出键长、键角等化合物的基本信息，在分子和原子水平上模拟和分子的立体构象，显示分子三维结构的球体图、球棍图、带状图，线状图。

ChemFinder是一个化学信息管理和数据库查询系统，可以建立化学数据库、储存及搜索，或搭配ChemDraw、Chem3D使用，也可以使用现成的化学数据库。ChemFinder是一个智能型的快速化学搜寻引擎，所提供的ChemInfo是目前世界上最丰富的数据库之一，包含ChemACX、ChemINDEX、ChemRXN、ChemMSDX，并不断有新的数据库加入。ChemFinder可以从本机或网上搜寻Word, Excel, Powerpoint, ChemDraw, ISIS格式的分子结构文件。还可以与微软的Excel结合，可联结的关联式数据库包括Oracle及Access，输入的格式包括ChemDraw、MDL I-SIS SD及RD文件。

2.2.2 HyperChem[9]

HyperChem软件包是HyperCube公司开发的32位Windows界面程序，是常用的分子设计和模拟软件，可进行量子力学、分子力学，分子动力学计算。HyperChem软件包功能非常强大，主要由这样几个模块组成：构造分子;优化分子结构;研究分子反应;观察轨道和电子图谱;评估化学反应路径和化工机械装置;研究分子动力学。用HyperChem(图3)构建分子只需从元素周期表选择元素，点击和拖动鼠标画出分子的骨架结构。

可以给出异构体的相对稳定性;团簇的稳定性;生成热;电离势;电子亲和能;原子电荷;偶极矩;极化率张量;过渡态结构和性质;红外和紫外—可见吸收光谱;振动的同位素效应;电子自旋磁共振谱(ESR Spectra)：对开壳层体系的超精细偶合常数计算，表征ESR谱;结构—活性关系分析。

2.2.3 Gaussian[10,11,12,13]

Gaussian是一个功能强大的量子化学综合软件包，界面友好，便于操作，已被广泛应用。可用来预测气相和液相条件下，分子和化学反应的许多性质，可以完成如下几个方面的计算研究工作：分子的能量和结构;过渡态的能量和结构;振动频率;红外和拉曼光谱(包括预共振拉曼);热化学性质;成键和化学反应能量;化学反应路径机理;分子轨道;原子电荷;电多极矩;NMR屏蔽和磁化系数;自旋—自旋耦合常数;振动圆二色性强度;电子圆二色性强度;g张量和超精细光谱的其他张量;旋光性;振动—转动耦合;非谐性的振动分析和振动—转动耦合;电子亲和能和电离势;极化和超极化率;各向异性超精细耦合常数;静电势和电子密度;垂直激发能。

2.2.4 Gaussview

Gaussview(图4)是一个专门设计与Gaussian配套使用的可视化软件，可以构建三维分子模型，构建Gaussian的输入文件，也可以以图形及动画的形式显示Gaussian计算的结果，如几何结构，红外光谱、拉曼光谱、电子吸收光谱、核磁共振谱，振动模式分析，分子轨道，电荷分布，偶极矩，反应路径等。

3. 计算机辅助教学（Computer Aided Instruction，简称CAI) [14]

CAI是在计算机辅助下进行的各种教学活动，以对话方式与学生讨论教学内容、安排教学进程、进行教学训练的方法与技术。综合应用多媒体、超文本、人工智能、网络通信和知识库等计算机技术。它的使用能有效地缩短学习时间、提高教学质量和教学效率，实现教学目标。

4. 结语

总之，随着电子技术的普及和迅速发展，计算机已成为化学教学过程中不可缺少的辅助工具，对其综合和合理运用，必将给教师的教和学生的学带来极大的便利和乐趣。

计算机化学 篇2

《有关化学式的简单计算》这节内容在初三化学的学习中有着承上启下的作用，前面的知识学好了能给学习这节打下基础，这节也是后面学生学习化学计算题的基础。根据化学式计算物质的相对分子质量；根据化学式计算物质组成元素的质量比；根据化学式计算物质中某元素的质量分数，这三块在中考中有很重要的地位，出题点也较多。我回顾和分析本节课的教学设计、课堂教学的整个过程、课后教学反思，觉得有成功的地方也有许多不足之处，现就本节课的得失总结如下；

一、这节课成功的地方：

1、始终联系生活，激发学生学习兴趣，使枯燥的计算变得有意义。

2、注重基础知识。通过对根据化学式计算物质的相对分子质量；计算物质组成元素的质量比；计算物质中某元素的质量分数三种基本计算的检测。一是了解学生对上节课知识掌握情况的检测，二是通过检测进一步巩固上节所学。

3、注重知识的形成过程，在教学的过程中，主要让学生自己读题、审题、注重培养学生独立答题的习惯，每道题都由学生说出答案，并且要学生说出这样做的理由。通过学生间的相互交流，加深学生对知识形成过程的理解，从而转化成学生自己的东西。

二、这节课的不足的地方：

1、教学时部分学生不够活跃，调动全体学生参与课堂教学的积极性的效果欠佳，具体给学生发现细节问题的时间太少。

浅谈高中化学计算机辅助教学 篇3

一、计算机辅助教学在化学教学中的意义

1.利用计算机辅助教学可以提高教学效率

在实验器材有限的前提下，教师可以用更多的精力，利用计算机软件来模拟实验和物质结构。大量地采用软件模拟实验和三维仿真分子结构，既能节约教师的教学时间和学生的学习时间，又能将教学有关的知识运用图像、动画等信息，在课堂上直观、形象地展示出来。教学手段的更新激发了学生的学习兴趣，优化了教学过程，提高了教学效率。例如，为了让学生能理解“原子核外电子运动的特征”部分内容，笔者借助计算机软件制作了一个动画。运行动画，学生就能清晰地看到核外电子在氢原子核外空间的形象表现，有效地加深了学生对抽象内容的理解和记忆。

2.利用计算机辅助教学可以提高学生的自学能力

计算机具备模拟实验的功能，能使学生更容易地接触到化学的本质，对各种化学现象产生浓厚的兴趣。模拟实验简单易行的操作可以让学生在课余时间自己设计实验，积极主动地获取知识，全面提高学生的自学能力。因此，教师要让学生学会软件的使用和操作方法，使学生达到能设计简单模拟实验的水平。

3.利用计算机辅助教学可以突破教学重点和难点

计算机模拟动画展示的直观动态的画面，促使学生去主动发现、探索事物的本质和规律，唤醒了学生大脑记忆中有关的知识和表象。同时把一些复杂的、抽象的内容简单化、具体化，无形之中就降低了学习难度，利于师生对教学重点和难点的攻克。如学生在学习“晶体结构”这一课时，笔者利用软件设计了KCl、SO2等晶体的结构模型，通过不同角度的剖视、旋转，使学生在脑海中对晶体结构形成一种真实的三维立体空间的感觉。通过这样的教学，既轻松地突破了教学难点，又培养了学生的思维能力和空间想象力。

二、计算机辅助教学在化学教学中的应用原则

在传统课堂教学中运用计算机辅助教学，应遵守一定的原则，才能将二者很好地利用，为课堂教学服务。具体如下。

1.计算机辅助教学必须坚持以学生为中心

学生是学习的主体，我们的教学目的是让学生“会学”，所以采用计算机辅助教学同样也要以学生为中心。计算机辅助教学只是一种协助学生学习、探索新知识的工具，学生学习的重点还是以书本内容为主，教师利用计算机软件模拟实验或三维结构只是为了帮助学生更快、更好地学习教材知识。因此，教师在设计时不要刻意去追求三维动画的演示，原则上只要认为能够完成课堂教学任务即可。

2.计算机教学课件的制作必须具有科学性

化学作为一门基础的自然学科，科学性是其最基本的一个属性，离开了科学性，也就失去了自然科学立足的根本。生活中人们常说“差之毫厘，谬之千里”，说明了过程对于结果的重要性，过程中一个微小的错误都会导致重大的错误结果。我觉得这句话也很适用于化学教学，因此在设计课件时一定要注意不要犯科学性错误，否则不但起不到教学的目的，还容易引起学生得出错误的结果。

3.计算机辅助教学不能替代传统的课堂教学

之所以称计算机教学为辅助教学手段，是因为当前的主要教学手段还是传统式的课堂教学。在化学教学中，应以传统的教学手段为主，计算机辅助教学只能作为“辅助”的手段，不能替代传统的课堂教学。如果一味追求计算机辅助教学的优点，花很多的时间和精力去讲究声音、图像、动画，反而容易使学生把精力放在化学以外的东西上，看着挺好玩，对教学却起不了多少作用，反而会降低课堂效率。只有把传统教学手段和计算机辅助教学有机地结合起来，才能使学生真正的学好化学。

21世纪是信息爆炸的时代，每天都会产生大量的新的信息及其信息技术。我们要充分利用好这些有用的信息，与课堂教学相结合，促进学生更好地学习。现代教育技术以计算机教育为主，拉开了课堂教学改革的大幕。作为化学教师，我们更应该紧跟时代潮流，勇敢地接受新事物，根据教学的需要，合理地把计算机辅助教学引入课堂教学，同时发挥传统教学的优越性，提高课堂教学效率。

计算机化学 篇4

关键词：化学计算题,高三化学计算总复习,措施

一、全国卷Ⅰ理综试卷有关化学计算的试题

2009年全国卷Ⅰ理科综合试题大变样，题量、运算量、出题模式、出题风格和题型都与以前大相径庭：计算量明显比往年多，而且出现带有字母的计算，计算部分总分值在30分以上。考生在有限的时间里要得到高分是很有难度的。

2009年高考全国卷Ⅰ涉及的计算有以下这些试题：选择题7、9、11、13题的第二选项，非选择题28题第(1)问中的 (3) 和 (4) 小问，30题有机题的第(1)问，其中9、11题是带字母的计算。从这几个试题可以看出，这些高考题虽然没有超纲，但计算涉及的内容较多，有溶液中离子所带电荷的计算、有机计算、混合物纯度计算、平衡转化率的计算、溶液中质量分数的计算、电化学计算等，这要求学生有灵活的思维。但解题所用到的方法还是很常规的，这就要求学生有扎实的基础。

二、解化学计算题常用的方法与技巧

1. 差量法。

差量法适用于反应前后质量、物质的量、体积等变化。(1)质量差量法;(2)体积差量法;(3)物质的量差量法。

2009年全国卷Ⅰ第11题所用的计算方法就是质量差量法。假如对该方法掌握得很熟练，那么即使带有字母的运算考生也不会感到困难。

2. 讨论法

(1)不定方程讨论法;(2)穷举讨论法;(3)平均组成法;(4)平均分子量法;(5)取值范围。

3. 守恒法。

守恒思想贯穿于中学化学始终，灵活运用守恒法能够简化解题过程，从而快速准确地解答题目。守恒法的类型：守恒法的最基本原理为———质量守恒定律，并由此衍生出来：一切化学变化中都存在的———微粒守恒;氧化还原反应中存在的———得失电子守恒;化合物的化学式存在的———正、负化合价总数相等;电解质溶液中存在的———阴、阳离子电荷守恒。守恒法的应用：(1)电荷守恒法;(2)电子守恒法;(3)元素守恒法;(4)质量守恒法。

2009年全国卷Ⅰ第7题所用的方法就是溶液中电荷守恒的方法，第28题(1)问用到的是电化学知识，其中串联的三个电解池的两极上在单位时间内通过的电量是一样的，可归为守恒法。

4. 十字交叉法。

(1)两个组分物质的量之比;(2)两个组分分子数之比;(3)两个组分的质量比;(4)两种物质反应产生热量;(5)两组分混合体系的多组混合题。

5. 极限法。

假设在一种极限情况下，根据方程式求解后，再判断是否为该情况。(1)平均相对原子质量、平均相对分子质量;(2)平均分子组成;(3)平均质量分数、平均物质的量分数;(4)平均体积;(5)平均密度;(6)提供(接受)1mol电子所需平均质量。

6. 通式法。

有机计算中常用到此法。2009年的第9、30题的(1)问用到的就是通式法。

三、有目的、有效地组织高三化学计算总复习

化学定量研究离不开计算，定性判断往往也要经过化学计算才能得出结论。因而化学计算是化学体系中不可或缺的重要组成部分。高考化学试卷少不了化学计算题，题解过程需要计算的试题接近试卷分值40%。如何成功地进行化学计算总复习是化学教师关心的问题。

在高考总复习教学过程中，教师不能只让学生掌握一些运算方法技巧，而要让学生有效提高化学计算能力，以成功应对高考试题。教师要采取如下的措施：日常渗透、单元过关、组合练习、专题强化。

1. 日常渗透，养成理科计算思维习惯。

教师应渗透计算意识，注意分析所给数据的含义和目的，理清计算思路。计算思维是科技工作者必须具备的思维习惯，也应该是理科学生要加以培养的素质，养成清晰计算思维习惯的学生自然容易成为解化学计算题的高手。

2. 单元过关，逐步掌握各种计算技巧。

高考化学试卷对计算要求高、涉及内容广、与学科内其它知识联系紧密，《考试说明》“化学计算”部分的各知识点、能力项都要求“掌握”，继而要求：“以上化学基本概念和化学理论、常见元素的单质及其重要化合物、有机化学基础、化学实验等知识内容中，具有计算因素的各类问题在综合应用”。教师如果将化学计算内容完全集中复习，势必造成难点过密，学生难以消化。因此，教师应将化学计算各能力项的复习训练与章节复习相结合，这样既能分散化学计算难点，又有利于学生对相关知识点深入理解。

3. 组合提高，高效突破计算难点。

针对学生实际精心编排组合题，笔者让学生在解题过程中顿悟，在讨论中形成成熟的解题思路，效果很好。

对于较高思维深度的计算题，教师可以设计数道“阶梯”题与其组合，使学生自主“登顶”。

例：取Wg碳氢氧化合物A在氧气中完全燃烧，再将燃烧产物与足量的过氧化钠固体相接触，固体增重Wg，则化合物A的化学式为。

许多学生第一次遇到这题都觉得很为难，笔者就另外设计了两道题作为“阶梯”与其组合。

例：(1) 28gCO在氧气中完全燃烧，再将燃烧产物与足量的过氧化钠固体相接触，固体增重%%%%%%%%%%%%%%%%%g;28gH2在氧气中完全燃烧，再将燃烧产物与足量的过氧化钠固体相接触，固体增重%%%%%%%%%%%%%%%%%g。

(2) 60g甲醇(CH3OH)在氧气中完全燃烧，再将燃烧产物与足量的过氧化钠固体相接触，固体增重%%%%%%%%%%%%%g;46g乙醇(C2H5OH)在氧气中完全燃烧，再将燃烧产物与足量的过氧化钠固体相接触，固体增重%%%%%%%%%%%%%%%%g。

(3)取Wg碳氢氧化合物A在氧气中完全燃烧，再将燃烧产物与足量的过氧化钠固体相接触，固体增重Wg，则化合物A的化学式为。

结果大多数学生都能独立正确地完成推算，并且之后遇到这类问题他们都能顺利解决。

组合题可以有效地拓宽学生的解题思路，夯实类型题题解技能。结晶水合物溶解度计算是不少学生感觉头痛的问题，引导学生进行练习、讨论、归纳，学生思路大为开阔，再遇这类问题就都有办法解决了。

4. 专题强化，提高综合计算能力。

日常教学中点滴渗透，培养精确思维的科学素养;总复习(第一轮)在各单元中有计划地分散消化了各化学计算能力项;对重点难点题施之以“精确制导”的组合题。到了化学计算知识块复习就只要完成若干综合训练即可。化学计算综合训练选题要顾及两方面：一是要多能力项综合训练;二是尽量选取当前高考的典型灵活的试题，并有一定的前瞻性。

计算机化学 篇5

有关化学方程式的计算

聚焦考点☆温习理解

考点1

根据化学方程式简单计算的步骤

1、利用化学方程式的简单计算依据：利用化学方程式能反映物质间的质量比，且质量比呈正比例关系。

2、利用化学方程式的简单计算步骤：

①设未知数；

②根据题意写出方程式；

③根据化学方程式找出已知量与未知量的质量比；④列出比例式，并求出未知数；

⑤答

注意：

①由于方程式只能反映物质间的质量比，因此代入方程式中的各个量必须是质量。

②由于方程式中各物质是纯净物，因此代入方程式中的量必须是纯净物的质量。

③单位必须统一。

考点2

根据化学方程式简单计算的常见类型

1．纯净的反应物(或生成物)质量的计算。

2．含杂质的反应物(或生成物)质量的计算。

3．气体参加反应或求气体体积的计算。

名师点睛☆典例分类

类型一、根据化学方程式的简单计算

【例1】【2016年辽宁省沈阳市】工业上电解氧化铝制取金属铝的化学方程式2Al2O34Al+3O2↑

电解20t氧化铝最多可生产多少吨铝？（写出必要的计算过程，计算结果精确到0．1t）

【答案】10．6吨。

204:20t=108:x，解得x=10．6吨。

【点睛】根据化学方程式的计算步骤和格式进行分析计算．

类型二、有关混合物的计算

【例2】【2016年辽宁省本溪市】

向10g赤铁矿石样品中，不断加,10%稀盐酸（样品中杂质不溶于水，也不和酸反应），至固体不再减少为止，测得剩余固体的质量为2g。请计算：

（1）赤铁矿石样品中氧化铁的质量为

g。

（2）所加稀盐酸的质量。（写出计算过程）

【答案】（1）8

（2）109．5g

【点睛】混合物进行计算时，要把混合物的质量转化为纯净物的质量在进行计算

课时作业☆能力提升

1．【2016年重庆市A】

工业上常用一定浓度的稀硫酸对表面生锈的铁件进行酸洗。某酸洗池里盛有440Kg质量分数为40%的硫酸溶液，放入表面生锈的铁件浸泡，浸泡过程中单质铁也有部分损失，假设溶液中只发生如下反应：Fe2O3+3H2SO4==Fe2(SO4)3+3H2O；

Fe+Fe2(SO4)3==3

FeSO4。取出铁件用水冲洗，冲洗液倒入酸洗池中合并共得到580Kg溶液，其中只有H2SO4和FeSO4两种溶质，经过测定硫酸的质量分数降低到5%。计算：

（1）消耗硫酸的质量

（2）损失的单质铁的质量

（3）要使硫酸的质量分数恢复到40%，需要加入质量分数为98%的浓硫酸的质量。

【答案】（1）147Kg

（2）28Kg

（3）350Kg

2．【2016年甘肃省天水市】某氯化钡样品23．1g中含有少量的氯化钠，某同学进行了如图所示的实验：

请计算：

（1）过滤后得到沉淀多少克？

（2）原样品中氯化钡的质量分数？（计算结果精确到0．1%）

（3）求D烧杯中所得溶液的溶质质量分数是多少？

【答案】（1）19．7g

（2）90．0%

（3）7%

【解析】（1）设生成碳酸钡沉淀的质量为x，生成氯化钠的质量为y，参加反应的氯化钡的质量为z

Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl

208

197

117

100g×10．6%

z

x

y

===

x=19．7g

y=11．7g

z=20．8g

所以过滤后得到沉淀是19．7g；

（2）原样品中氯化钡的质量分数为：×100%=90．0%；

（3）D烧杯中所得溶液的溶质质量分数是：×100%=7%。

3．【2016年广西省贺州市】重质碳酸钙粉体产业为我市一大支柱产业，产品远销全国各地．某化学兴趣小组对粉体中碳酸钙含量进行了探究，小组成员从一包粉体产品中取出样品5．10g放入烧杯中，并逐滴加入相同浓度的稀盐酸（假设样品中的杂质不参与盐酸反应），实验测得烧杯中物质总质量与加入稀盐酸的总质量关系如表所示．

稀盐酸的总质量（g）

10．00

20．00

30．00

40．00

50．00

60．00

70．00

烧杯中物质总质量（g）

14．66

24．22

m

43．34

52．90

62．90

72．90

（1）碳酸钙的相对分子质量为

．

（2）表中m=

．

（3）求样品中碳酸钙的质量分数（结果保留两位小数）．

【答案】（1）100；（2）33．78；（3）98．04%。

4．【2016年贵州省黔西南州】现有一包Na2CO3和Na2SO4固体粉末混合物22．2g，向其中加入足量的稀H2SO4，产生气体的质量和加入稀H2SO4的质量关系如图所示。

（1）Na2CO3中钠元素与氧元素的质量比为，产

生气体的质量为

g；

（2）恰好完全反应时，求所用稀H2SO4中溶质的质量；

（3）求恰好完全反应时溶液中溶质的质量分数。

【答案】（1）23:24

2．2

（2）4．9g

（3）20%

5．【2016年黑龙江省伊春市】实验室有一瓶敞口放置一段时间的氢氧化钠固体，为测定这瓶样品中氢氧化钠的质量分数，做如下实验：现取瓶中17．3g样品溶于足量的水中，向所得溶液中逐滴加入200g一定溶质质量分数的稀盐酸。实验过程如图所示：

试计算：

（1）恰好完全反应时，产生气体的质量是

g。

（2）所加稀盐酸中的溶质的质量分数是多少？

（3）样品中氢氧化钠的质量分数是多少？（结果保留一位小数）

【答案】（1）2．2

（2）7．3%

（3）69．4%

6．【2016年湖北省恩施州】牙膏中的摩擦剂约占牙膏成分的50%，主要用于增强牙膏对牙齿的摩擦作用和去污效果，牙膏摩擦剂一般由①CaHPO4②CaCO3③Al(OH)3④SiO2中的一种或几种组成。

（1）根据上述信息，推测牙膏中的摩擦剂应具备的性质有（填序号）。

①易溶于水②难溶于水③坚硬④柔软⑤颗粒较大⑥颗粒较小

（2）已知某品牌牙膏中的摩擦剂是CaCO3和SiO2（不与稀盐酸反应）中的一种或两种物质，将适量的该牙膏溶于水、静置后过滤，向所得固体中加入足量稀盐酸，观察到的实验现象是，则证明该牙膏中的摩擦剂是CaCO3和SiO2的混合物。

（3）取20g该牙膏样品充分溶解、静置、过滤，用10%的稀盐酸测定得到的固体成分。测定过程中，剩余固体和加入稀盐酸的质量分别如图所示，试计算该牙膏中摩擦剂的质量分数是多少？

【答案】(1)

②③⑥(2)

部分固体溶解，有气泡产生(3)

48%

【解析】（1）牙膏中的摩擦剂约占牙膏成分的50%，主要用于增强牙膏的摩擦作用和去污效果，牙膏摩擦剂一般由①CaHPO4②CaCO3③Al（OH）3④SiO2中的一种或几种组成；摩擦剂应具备的性质是难溶于水，硬度大，颗粒小等性质，实验选择②③⑥；（2）牙膏中的摩擦剂是CaCO3和SiO2，碳酸钙能与酸反应产生二氧化碳，SiO2不与稀盐酸反应，故实验现象是部分固体溶解，有气泡产生；

（3）剩余的固体是二氧化硅，其质量为4．6g。

设摩擦剂中碳酸钙的质量是x

CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑

x

36．5g×10%

x=5g

该牙膏中摩擦剂的质量分数是：×100%=48%

7．【2016年湖南省衡阳市】向一定质量、一定溶质质量分数的稀盐酸中逐滴加入某碳酸钠溶液，实验过程中，产生气体质量与加入碳酸钠溶液的质量关系如图所示，试计算：

（1）恰好完全反应时，生成气体的质量为

g；

（2）恰好完全反应时，所加碳酸钠溶液中Na2CO3的质量是多少？

（3）若恰好完全反应时所得溶液的溶质质量分数为5%，则稀盐酸的溶质质量分数是多少？

【答案】（1）4．4

（2）10．6g

（3）7．3%

y=11．7g

若恰好完全反应时所得溶液的质量==234g

稀盐酸的溶夜质量=234g+4．4g﹣138．4g=100g

则稀盐酸的溶质质量分数是100%=7．3%。

8．【2016年湖南省娄底市】某化学课外活动兴趣小组的同学，多某化工产生产的纯碱样品（已知杂质只含氯化钠）的纯度产生了兴趣，设计实验并探究如下：①取一定质量的该样品，加55．65g水配成溶液；②向溶液中逐渐加入一定质量分数的CaCl2溶液（实验中产生的沉淀与加入CaCl2溶液的质量关系如图所示），当反应至A点时恰好完全反应；③过滤，测得所得滤液为100g14．35%的氯化钠溶液（实验过程中水的损失忽略不计）。试求：

（1）完全反应后，所得滤液中水的质量为

g。

（2）该纯碱样品中碳酸钠的质量分数为多少？

。（无计算过程不给分）

【答案】（1）85．65g

（2）80%

9．【2016年山东省潍坊市】向53g质量分数为10%的碳酸钠溶液中逐滴加入质量分数为5%的稀盐酸，生成二氧化碳的质量随加入盐酸质量的变化关系如图所示．（不考虑CO2的溶解）

已知：

OB段反应的化学方程式为Na2CO3+HCl═NaCl+NaH

CO3

BD段（不含B点）反应的化学方程式为NaH

CO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑

请回答：

（1）53g质量分数为10%的碳酸钠溶液中溶质质量为___________g．

（2）A点对应溶液中溶质有_________（填化学式）．

（3）B点横坐标为________（计算结果保留1位小数，下同）

（4）假设C点横坐标为54．75，计算C点对应的二氧化碳质量．（写出计算过程）

【答案】（1）5．3；（2）Na2CO3、NaCl、NaH

CO3；（3）36．5；（4）C点对应的二氧化碳质量未1．1g。

10．、【2016年贵州省黔南州】小芳同学采用如下方法测定石灰石中碳酸钙的质量分数：取该石灰石样品10g，把40g稀盐酸分四次加入，实验过程所得数据如下表（石灰石样品中含有的二氧化硅等杂质不溶于水也不与稀盐酸反应）。

实验次数

加入稀盐酸的质量/g

剩余固体的质量/g

7．5

5．0

3．2

a

根据实验数据计算：

（1）表中a的数值为__________。

（2）样品中碳酸钙的质量分数是________________。

（3）求盐酸中溶质的质量分数。

【答案】（1）3．2克

（2）68%

计算机化学 篇6

随着信息社会的到来，计算机的开发和应用正以前所未有的速度冲击着我们这个时代。把计算机技术应用于教育领域，在国外称为计算机辅助教学（CAI）和计算机管理教学（CMI）。我国有关CMI的研究刚刚起步，而对CAI的研究已进入推广和使用阶段，这标志着我国现代化教育技术手段的又一次飞跃。

二、计算机辅助化学教学的几种模式

（一）计算机模拟教学模式

CAI的模拟功能，是计算机辅助教学中较早开发和利用的一种功能。目前，很多学校的软件应用是这种教学模式。

模拟教学模式，主要是指利用CAI的模拟功能把一些抽象的理论内容，或不易观察清楚、危险性较大、难于操作的实验内容，通过二维或三维动画形式，进行信息处理和图像输出，在显示屏幕上，进行微观放大，宏观缩小，瞬间变慢，短时间内调动学生多种感官参与活动，使学生获取动态图像信息，从而形成鲜明的感性认识，为进一步形成概念，上升为理性认识奠定基础。

模拟教学只是教学过程中的一个环节，比传统的挂图、模型或录像都更真实地接近于事物的本来面貌，而且可反复播放，因此更有利于学生理解知识的本质，培养他们的形象思维能力，也有助于抽象思维能力的提高。

CAI在化学教学中的模拟教学，主要适用于理论性和抽象性较强的内容：如原子核组成、电子云、核外电子运动、化学键中离子键、共价键形成、溶解和结晶、原电池、电解池、离子反应和离子方程式、NH3分子结构、有机官能团的结构等。另一方面适用于实验难以操作、危险性大而观察不明显的内容，例如，溴苯制备、氢气还原氧化铜、氨氧化、乙酸乙醋水解等。此外，工业生产知识内容，如硫酸、硝酸工业制法，炼铁也可制成CAI课件进行教学。

（二）多媒体综合教学模式

计算机可以控制多种教学媒体，这是其优于其它教学媒体的特殊功能。实际上，传统教学模式的教学中，教师上课也有声音、形象、板书、文字、挂图和实物等，教师也可根据教学过程中学生的反映来调整教学策略。但我们这里所说的多媒体有二层含义，其一是把微机与其它教学媒体相互连接，赋于其它媒体交互性，同时使用幻灯、投影、录像等手段，使多种媒体有机地贯穿于教学的全过程。其二是多媒体计算机技术的使用，即“利用计算机交互式地综合处理文字、图形、图像、声音等多种信息，使它们建立起逻辑连接，成为一个系统”，使之具有综合性，即一机多用，同时又可形成人机互动，互相交流的操作环境，形成一种身临其境的情境。

由于多媒体计算机技术是90年代在法国首先提出和使用的，我国高中配置多媒体计算机系统的学校不多。因此，主要的多媒体综合教学模式还是指前一种，但未来的发展趋势，应当是使用多媒体计算机平台，设计课件，操作使用鼠标，简单易行，而且教师并不需要有太多的计算机知识，因此具有更广阔的发展前景。

（三）计算机个别辅导教学模式

我们目前采用的主要是班级授课制，很难在全班实现个别化教学，而实现个别化教学，又是化学教学由“应试教育”向素质教育转化的重要途径。由于CAI的课件，主要强调人机交互功能，因此实现一对一的个别化教学有得天独厚的条件。

个别辅导模式，主要是用计算机部分地代替教师，按照程序教学的原则，设计不同的层次递进的教学途径，学生可根据自己的学习水平，选择不同的学习程序，提出需要学习的内容；计算机可向学生提问，并对学生的问题进行分析，作出正确与否的判断，给出高质量的反馈，如遇困难，还可以适当降低学习坡度，使学生循序渐进，得到知识的巩固和自学能力的提高。个别辅导教学模式，是一种适合自学的个别化教学方式。如果程序设计的分支越多，预想情况越丰富，越能帮助反复学习，克服障碍，共同达到教学目标，优化学习过程。

这种教学模式，虽然主要是以学生为主体，但也不能忽视教师的主导作用；教师不仅要指导学生寻找解决问题的方法，而且要针对学生的实际，精心设计程序，使学生能用最短的时间找到解决问题的途径，同时也可以帮助学生总结自己的个性特点、学习风格，从而帮助学生形成良好的学习品质和自学方法，真正实现个别化教育的目标。

个别辅导教学模式，由于受CAI课件的限制及学生计算机使用的熟练程度的影响，很难在短时间内得到大范围的推广，而现有的软件局限性又较多，因此可尝试在选修课教学中，进行小范围的试点，当课件使用比较成熟时再做推广应用。

以上我们只对现有的常用教学模式进行了归类，除此之外，CAI的问题解决、教学游戏及查询和问话等多种基本模式，在个别化教学的课件中都有所表现，在此我们限于篇幅，不再赘述。

三、计算机辅助教学的实践和体会

在CAI化学教学实践中，我们感到主要是CAI课件设计比较困难。现在市售的课件，模式单一，价格较高，教师个人的教学设计和风格不同，课件使教师选择余地较小；教师本人又没有更多时间和精力参与设计程序，而要编程序，难度更大，由此需要有一个CAI教师备课系统，使教师便于选择、存储、检索加工组成课件。

在进行CAI化学教学，要注意展示的应是教学的重点、难点内容，只有这样，才能引发学生注意，提高课堂教学效率。如果一味地追求使用媒体，整个课堂教学变成视频图像，或频繁地更换媒体，都会成为教学的干扰因素。因此，传统的教学媒体也无需都被电脑取代。

计算机化学 篇7

随着科学技术的迅猛发展, 当今世界人们的生活面貌也大大不同, 计算机技术越来越深入到研究中、生活中、教育中。计算机技术的应用领域非常广泛, 大到航天技术小到日常生活。教育教学也不例外, 无论是哪一门学科教育现在都要求运用计算机多媒体技术, 多媒体技术带来的声音、图像、文字等多方面的感受是传统教育中黑板和粉笔所不能及的。然而具体到每一个学科, 运用计算机技术进行教学的方式也不一样。结构化学的教学应该说不仅仅是多媒体的应用, 它还涉及到软件的运用、实验的模拟等复杂而有难度的技术层面。结构化学的教学尤其需要计算机技术的支撑。

“结构化学, 主要是研究原子、分子和晶体结构以及结构与性能之间相互关系的一门基础科学。”“结构化学的主要任务是研究原子、分子和晶体的微观结构, 探索物质的结构与性能之间的关系, 并研究测定分子和晶体结构的试验方法, 以培养学生用微观结构的观点和方法来分析, 解决化学问题。”[1]结构化学的内容非常抽象, 公式也很多, 这就要求老师有很强的讲解能力, 同时也要求学生有很强的逻辑推理能力和抽象想象能力, 这无形中给结构化学的讲授带来困难。运用传统教学方法, 只能是用粉笔书写和计算, 或者采用模型进行讲解, 学生的逻辑思维和动手实践能力均有一定程度的限制。而计算机技术的介入则大大缓解了这一困难。

1 计算机在教学中的应用

结构化学的加速发展使得其对计算机技术的需求越来越迫切, 主要表现在三个方面:“1) 化学计算的难度越来越高, 许多结构化学和物理化学中的问题离开了计算机便不能获得圆满解决;2) 化工设备和工艺对自动化的要求越来越高, 而且对许多化工过程, 人工进行控制已经相当困难, 需要高可靠性的控制系统;3) 化学和化工实验研究的高费用和高风险性质也驱使人们探讨利用计算机模拟技术部分代替实际的化学和化工实验, 以降低研究成本和减少风险。”[2]因此, 随着各类计算和模拟软件的开发, 计算机越来越多地应用到结构化学的研究和教学中。就教学而言, 首先应该使学生明白计算机技术在结构化学中的重要地位, 其次掌握相关软件进行实际操作。学生需要学习并掌握以下几个方面的技术。

1.1 用计算机进行结构化学计算

结构化学的研究涉及到原子和分子的结构关系及性能之间的关系, 而作为微观粒子的电子、原子、分子等实物粒子具有波粒二象性, 这样就涉及到实物粒子的波长、质量等计算。要完成复杂的计算需要借助计算机。

用计算机进行结构化学计算需要借助专业软件。目前已经有很多功能强大的软件应用于结构化学的计算。主要有:

(1) Hyperchem。美国Hypercube公司出版的分子模拟软件, 可以进行量子化学、分子动力学、分子结构等方面的计算。该软件的主要计算类型有单点能、几何优化、计算振动频率得到简正模式、过渡态寻找、分子动力学模拟、Langevin动力学模拟、Metropolis Monte Carlo模拟。支持的计算方法有:从头计算、半经验方法、分子力学、混合计算。可以用来研究的分子特性有:同位素的相对稳定性、生成热、活化能、原子电荷、HOMO-LUMO能量间隔、电离势、电子亲和力等。这款软件的优点是高质量、高灵活性和容易操作, 是结构化学必学的一款软件。

(2) Gaussian。这是一款功能强大的综合性的量子化学软件, 其最广泛的用途是做半经验计算和从头计算。其可执行程序可在不同型号的大型计算机、超级计算机、工作站和个人计算机上运行, 并相应有不同的版本。它的功能有:过渡态能量和结构计算、键和反应能量计算、原子电荷和电势计算、振动频率计算等等, 还可以预测周期体系的能量、结构和分子轨道。因此, Gaussian是应用研究领域广泛的强大工具。

(3) Accu Model。这是一款准确简单的分子力学计算软件, 其功能有:能够建立并演示准确的分子结构模型;提供计算结构参数和热力学参数的手段;基于优化计算对分子模型能够进行几何和构象处理;利用能量计算方法对分子进行构象分析等。

计算在结构化学学科中有相当重要的意义, 只有严密而准确的计算才能得出分子、原子等实体粒子的结构和功能之间的关系。在信息量大、处理困难、单靠人脑无法准确计算的今天, 用计算机进行计算是不二选择。而各种计算软件的学习则是学习结构化学的基础所在, 因此课堂上的学习和课下的掌握都相当重要。

1.2 用计算机进行结构化学过程模拟

由于结构化学实验和研究的费用和风险越来越高, 大规模地进行实验有时候反而得不偿失。采用计算机模拟的方法则可以减少实验费用、降低实验风险、并扩大研究的范围, 从而提高研究速度和效率, 以最小的成本达到最好的效果。

计算机的结构化学过程模拟主要包括两个方面:仿真模拟和数值模拟。数值模拟在科学领域中更为重要。这两种过程模拟可以更好地研究结构化学的反应机理、模拟过程、并推测结果, 从而获得反应参数以指导科学研究。

用计算机进行结构化学过程模拟最常用的软件Chemical Kinetics Simulator 1.0 (以下简称CKS1.0) 是少量的、比较出色的化学动力学商业软件之一。它的主要功能有:可以在产物并不清楚的条件下使用, 反应物和产物可以用代码表示;处理范围宽泛, 浓度和速率数值范围可达8个数量级;除了能够处理常规均相反应之外, 还可以处理诸如界面吸附、膜形成、物质交换等化学和物理过程中的动力学问题;软件的使用需要事先了解必要的反应机理、速率常数、反应条件、相关热力学常数、物质的物理状态、等信息;模拟结果以关系曲线图和数据表格形式给出。“CKS1.0的操作主要包括建立化学反应文件、输入化学反应机理、输入反应条件、输入模拟条件、模拟运行和显示输出模拟结果6个步骤。”[3]

CKS1.0主界面

CKS1.0以其强大的功能用于各种化学反应的模拟, 如甲基丙烯酸甲酯的聚合反应模拟、五氧化二氮的热分解反应模拟、固体表面吸附过程模拟、膜形成过程模拟等。

这些软件在教学过程中产生的效果是显著的, 它们使得教学过程有趣、丰富、生动、活泼, 一对一的教学模式使得学生学习更加主动。学生不再为复杂的计算过程而一遍一遍地伤透脑筋, 也更加直观地认识到分子、原子的结构。

2 计算机技术的应用效果评价

计算机应用到结构化学的教学中有多种形式, 如:计算机多媒体教学、计算机交互链接式教学、计算机题库教学等。这里重点评价计算机软件教学。与国外某些发达国家相比, 我国的软件教育相对落后, 软件的出版和供应相对较少, 且优秀的软件都来自国外, 要想教学生使用, 老师首先要有丰富的使用经验和较好的外语修养。

2.1 计算机技术教学的效果

虽然有这些困难, 我国计算机技术的教学效果是值得肯定的。

首先, 从教材上来讲, 我们已经拥有大量的软件教学课件, 这些课件来自于我国化学教师与计算机工程师的共同努力。他们编写了很多教材, 如《计算机在化学化工中的应用技术》等, 还有大量的课件应用于课堂之上, 甚至通过国际互联网获得国外的教学课件, 极大地丰富和完善了我国软件教学的教材。

其次, 从技术资源上来讲, 刚开始时使用的由国外大学或中学开发的自由软件已经不能满足结构化学快速发展的需要, 我国目前使用较多的是大型商业软件, 这些软件由专业公司开发, 软件的性能和质量能够保障。

2.2 计算机技术教学的不足

尽管取得了很多成果, 我国的计算机技术教学还是存在很多不足。

(1) 硬件的缺乏。虽然教材资源丰富, 但是硬件系统跟不上也会影响教学效果, 如电脑的操作系统跟不上时代发展。计算机技术日新月异, 更新换代很快, 如果不能积极地引入新型计算机会浪费掉很多优秀的教师和教材资源。

(2) 应试教育的副作用明显。多年的应试教育训练使得当代大学生习惯了考试才会努力, 如果一门学科不是以考试为目的的学习, 则缺乏学习兴趣, 导致授课效果不理想。

(3) 教师的教育观念偏差。目前我国大多数高校普遍存在的一个问题是教师上课积极性差, 对待学生的态度不够严格, 导致很多学生上课不认真、下课不复习、操作时间短, 无法掌握软件的使用要领。

总之, 目前在我国, 计算机技术已经应用到结构化学教学的各个方面, 尤其是结构化学的应用软件教学已经取得了长足进步。虽然在教学效果上仍然存在一些问题, 但是只要采取积极努力的措施, 相信计算机技术会在结构化学的教学中发挥更加有力的作用。

摘要：文章主要从两个方面介绍了当前计算机技术发展对结构化学教学带来的影响, 用计算机技术进行结构化学中分子、原子等实体粒子的结构和功能关系的计算;用计算机进行结构化学实验反应过程的模拟。最后对我国目前计算机技术在教学中的应用效果进行评价, 给出建议。

关键词：计算机技术,结构化学,教学

参考文献

[1]夏少武.简明结构化学教程[M].北京:化学工业出版社, 1995 (5) .

计算机在化学工程中的应用分析 篇8

从事工程工作的基本目标是设法将科学知识应用于改善生活品质的具体行为上。程序的操作实乃所有化学反应所必须的操作, 而化学工程则是程序设计、组织与操作的统称。在计算机取代计算尺的时代, 计算机凭借其巧妙的设计, 可以帮助工程师更加细心地测试工程商的基本原理。

一套完整的化学工程装置在设计之初一般会分成若干个单元操作, 这些单元操作包括流体的流动、热传导、冷凝与沸腾。化学反应、结晶、气体扩散、沉淀、过滤、吸收、吸附-脱附、萃取、干燥等等。每一种程序装置均可完成物质上的不同变化, 而所有的程序, 不管它有多么复杂, 均需要遵循物理学上的活化学上的守恒。[2]化学程序的模式均以连续流体、稳定流动、定组成、定温与定压等理想化的条件为基础, 可实际操作中却很少能达成上述操作程序, 化工厂经常由于程序变数而造成不良后果。

2 化学程序的演进与综合

化学工程师的工作是设计、改进和操作化学程序, 将原料变成有用的产品。早起的化学程序设计师凭借一次又一次的试误方法来设计的, 工程师往往在错误中求得了解。直到20世纪处美国的化学工程教育开始以科学原理与数学为基础, 首度开有化学工程的课程, 其次一些院校设立了化学工程系, 并扩大招生。

无论是设计或研究化学程序, 均不是容易习得的技艺。化学程序用流程图来取代, 不仅可以知道程序装置为何, 而且也知道流体与能量是如何连接的。所谓程序的综合就是设计一种程序操作的顺序, 以便将原料转化成产品, 其中包括很多种方法, 这些方法必须依据其安全性、可靠性、投资和操作成本, 以及总利润等因素来加以比较, 并则其最佳者。此时, 这只是我们在脑海中的设计, 并没有进行实际操作, 因此我们也不可能知道操作的结果, 我们就需要计算机的帮助, 在计算机的帮助下, 我们就可以提前预测工程设计的结果。

3 计算机在化学工程中的应用

3.1 建立数学模型

工程上的计算是以函数, 尤其是数值函数为基础的。所谓数值函数就是说在函数的定义域中每一点x就可得位移的f{x}值, 此值成为f在x处的值。[3]例如, 如何表示空气的cp{T, P}函数?我们可以利用计算机, 输入程序, 就会得到很精确的结果 (表1) 。除了上述问题, 还有很多化学工程的数据处理的过程模拟, 如:非线性方程求解、线性方程组的迭代求解、常微分方程数值解、偏微分方程数值解等等, 都是先建立一个数学模型, 然后带入计算机, 最终得出一系列结果的。

3.2 Office软件在化学工程中的应用

随着计算机的普及, 越来越多的人把原本纸上的工作转移到计算机中去了。化学工程学科需要处理大批文档工作。譬如, 化工论文的书写、化工文献的编辑、化工产品的说明, 这些文档中常常会有大量的图表、公式、特殊符号, 会话费人们大量的精力和时间, 进而影响新信息的及时传播。有了Office中的Word软件, 处理上述问题就方便多了。Word软件能够比较轻松地输入各种文档, 还可以对文档进行多种编辑处理。编辑化工论文时经常用到的功能如: (1) 改变字体大小。 (2) 随意设定版面。 (3) 利绘图工具绘制实验流程图, 并修改。 (4) 利用公式编辑器编辑数学公式及化学反应式。 (5) 可插入表格及页码。 (6) 复制和删除方便。Excel工具的强大的分析数据功能可以将数据进行统计, 然后将其规律性地展示出来。在处理化工数据时, 我们可以利用Excel工具进行求平均值、自编公式计算等。

3.3 Origin在化学工程数据处理中的应用

Origin是具有较强功能的实验数据处理软件。可利用Origin进行图形生成, 我们可以在软件中输入实验后得到的数据, 通过软件得到实验数据曲线图。图1为利用Origin工具绘制的实验数据图。通过图形或曲线, 可以清晰明了地把大数据展示给他人, 并从中发现数据之间的规律, 以便更好地进行实验。

4 结语

在了解化学工程的基本认识后, 再通过计算机Office、Origin、Auto CAD软件在化学工程中的实际应用, 可以使读者概括地了解计算机在化学工程中的应用。

参考文献

[1]马俊雄.化学工程与计算机运用[M].复汉出版社, 1983.

[2]迈尔斯, 塞德尔.化学工程与计算机计算导论[M].化学工业出版社, 1982.

巧解化学计算题 篇9

有些计算题可以根据化学式的特征进行分类归纳, 简化解题步骤, 提高解题速度。

例1.下列化合物中氮元素质量分数最大的是 (%%)

分析:这四中物质都含有相同的两种元素, 可在化学式前加上适当的数字使每种物质含氮元素的原子个数相等。即A、N2O B、2NO C、2NO2D、N2O3根据质量分数的求解公式可知氧元素的原子个数越多, 氮元素的质量分数就越小, 其中A、B、C、D中氧原子个数比是1﹕2﹕4﹕3故答案为 (A)

例2.有一不纯的硫酸铵样品含氮量为19%, 若只含一种杂质, 则其中所含杂质可能是 ()

分析:纯硫酸铵的含氮量大约为21.2%, 样品的含氮量为19%, 说明杂质的含氮量小于19%。同样在化学式前加适当数字使各物质中氮元素的原子个数变为相等, 只比较各物质中其它元素的质量总和, 值越大含氮量就越低, 即A、CO (NH2) 2B、2NH4HCO3C、NH4NO3D、2NH4Cl E、 (NH4) 2SO4比较画线部分质量A、32 B、130%C、52 D、79 E、104, 比104大的 (不含氮部分) 只有130故答案为 (B)

例3.求含相同质量铁元素的Fe2O3与Fe3O4的质量比是 (%%)

分析:根据化学式在其前加上适当的数字, 使铁元素的原子个数变为相等 (铁原子个数相等, 铁元素的质量也相等) , 即:3Fe2O3和2Fe3O4质量比为3×160﹕2×232=30﹕29故答案为 (C)

二、巧用结论、事半功倍

技巧在于平时的归纳总结, 而计算题需要完整的解题步骤, 根据这些步骤归纳得出结论, 使在选择题、填空题的应用中事半功倍。

例4.用相同质量 (各为m克) 镁、铝、锌、铁与足量的稀硫酸反应, 得到氢气的质量各为多少克?

解:设四种金属与足量的稀硫酸反应得到氢气的质量分别为X1、X2、X3、X4。

结合以上化学方程式, 分析X1、X2、X3、X4的值得出, 分子上数字2、3、2、2分别表示金属形成的盐中金属元素的化合价, m表示金属的质量, 分母上的数字表示各金属元素的相对原子质量。由此可归纳为公式

公式的适用范围: (1) 金属完全反应, 酸过量或足量; (2) 酸指稀硫酸或稀盐酸。

运用实例:

例5.相同质量的锌、镁、铁、铝与足量的稀硫酸反应, 生成氢气质量最多的是 () %%

解析:应用以上公式把金属的质量看作A, 生成氢气的质量比为:由此产生氢气质量最多的是铝。

例6.%2.4g不纯的镁带和足量稀硫酸反应, 生成氢气0.22g, 则镁带中含的杂质可能是 (%%)

分析:假设2.4g是纯镁, 生成氢气的质量应为:2×2.4g/24=0.2g, 由此可知杂质参加了反应并且比同质量镁生成的氢气要多。Ag没有参加反应将答案D排除, 并且相同质量的镁、铝、锌、铁与足量的稀硫酸反应生成氢气的质量比是:。生成氢气质量由多到少的顺序是:Al、Mg、Fe、Zn故答案为 (B)

三、描准目标、层层突破

平时做题你要善于观察, 你会发现一些特征和规律。

例7.已知由硫酸铁和硫酸亚组成的混合物, 硫元素的质量分数为a%, 求铁元素的质量分数。

解析:由Fe2 (SO4) 3和Fe SO4的组成可发现, 它们所含元素种类相同, 并由铁元素、硫酸根两部分组成, 而且硫酸根中硫、氧元素的原子个数比1﹕4、质量比为1﹕2。即氧元素的质量分数为2a%, 则铁元素的质量分数为:100%-a%-2a%=1-3a%

四、巧用差量、化难为易

例8.在氢气还原氧化铜反应完后, 称其固体质量减轻4g, 则参加反应的氧化铜的质量是多少克?

分析:由化学方程式H2+CuO劬Cu+H2O可知, 反应前后只有CuO和Cu是固体, 并且Cu是由CuO失去氧元素得到的, 所以两者的差值应是氧元素的质量。

解:设参加反应氧化铜的质量为X

例9.将一颗铁钉放入硫酸铜溶液中, 过一会取出发现铁钉表面附着一层红色固体, 烘干后称量质量增加了1.6g, 求有多少克铁参加了反应?

分析:铁钉放入硫酸铜溶液中, 铜被铁置换出来并附在铁钉表面, 铁与铜的质量差值可用两元素的相对原子质量求出。每56份质量的铁就能置换出64份质量的铜, 差值8份, 根据差量建立比例式求出参加反应铁的质量。

解:设参加反应铁的质量为X

五、巧用质量分数、化繁为简

一题多解是常遇到的, 但有些方法较繁琐并且很难理解, 而简单方法便于求解和理解。

例10.硝酸铵样品中含有杂质10% (杂质中不含氮元素) , 求样品中氮元素的质量分数。

分析:首先求出纯净的硝酸铵中氮元素的质量分数

设硝酸铵样品中氮元素的质量分数为X, 则有如下关系:

六、巧用十字交叉求解

例11%用25%的蔗糖溶液A和15%的蔗糖溶液B配成质量分数为18%的蔗糖溶液, 所用A、B溶液的质量比是 ()

化学基本计算复习指导 篇10

一、化学式中元素质量分数的计算

化学式中某元素质量分数的计算，以化学式相对分子质量为分母，某元素原子的相对原子质量与原子个数的乘积作分子，计算该种元素的质量分数。

例1求Al2 (SO4) 3中氧元素的质量分数。

解析:正确的计算式为:

例2 CuSO4·5H2O中氧元素的质量分数。

解析:正确的计算式为:

二、根据化学反应方程式的计算

化学反应方程式的计算要注意三点:一是要正确书写反应的化学方程式;二是参加反应的各种物质相对分子质量计算正确;三是列出正确的比例关系。

例3在实验室取一定量的CaCO3和足量稀盐酸充分反应到不再产生气体，得到CO2气体66 g，计算参加反应的CaCO3和生成的CaCl2的质量各是多少g?

解析:知道生成CO2气体的质量，可通过生成CO2的质量计算出参加反应的CaCO3、HCl和生成的CaCl2、H2O的质量，本题要求求出CaCO3、CaCl2的质量，关系式只涉及CaCO3、CaCl2、CO2的相对分子质量。设生成66g CO2需要CaCO3为x，生成CaCl2为y。

根据化学反应原理可列出反应方程式:

根据题意可得:

解得:x=150g, y=166.5g。

答:参加反应的CaCO3和生成的CaCl的质量分别为:150g, 166.5g。

点拔:关系式中各种物质上下要对应，相对分子质量没有单位，作为已知条件的物质质量在关系式中要把单位写上。

三、溶解度、溶液中溶质质量分数计算

某物质的溶解度是指在一定温度下，100 g溶剂溶解某溶质的最大量。得到的溶液称为此温度下该种物质的饱和溶液。

例4已知在温度为T℃时，40g水可溶解10 g CuSO4得到饱和溶液。求T℃时CuSO4的溶解度。

解析:已知T℃时40g水可溶解10 g CuSO4得到饱和溶液，通过正比例关系可求出该温度下CuSO4的溶解度。设该温度下100g水可溶解CuSO4的质量是x。

根据题意可得:

解得:x=25g。

答:T°C时CuSO4的溶解度为25g。

点拔:溶液中溶质质量分数的计算要正确分析:一是溶液中已溶解的溶质质量，二是溶液的总质量。在溶液中未溶解的溶质不能作为溶液的质量参加计算。三是如果在溶液中有化学反应发生，放出的气体、生成的沉淀都不列入溶液的总质量，而反应中生成的水的质量列入溶液的总质量。

例5将26.5g Na2CO3放在一烧杯中，往其中加入100g稀硫酸充分反应，待气体不再产生。求反应后得到的溶液中溶质质量分数是多少?

解析:Na2CO3和稀硫酸能反应生成Na2SO4、H2O和CO2, Na2SO4是反应后溶液中的溶质，水是反应后的一部份溶剂，CO2是气体从容器中逸出，所以在计算反应后溶液的总质量的时候不能把CO2的质量考虑为溶液的成份。设26.5g Na2CO3参加反应，生成CO2xg和Na2SO4yg。

根据题意可得

解得:x=11g, y=35.5g。

溶液中溶质的质量是35.5 g，而溶液的质量为:

溶液中溶质的质量分数为:

四、综合计算题解析

化学综合计算，主要综合了化学反应原理、溶液中溶质的质量分数、溶解度曲线认识、反应曲线、数据表格等形式的计算，因此，化学综合计算要分析反应原理、看懂图示或数据给出的题意，才能正确分析题意并解决问题。

例6 (2011·贵阳) 有NaOH和Na2CO3混合物18.6g。为测定其中NaOH的质量，将固体溶于水，并逐渐加入稀硫酸至100 g时，开始产生气体;再加入稀硫酸至100 g时，不再产生气体，生成气体共4.4 g。

(提示:Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O)

⑴在图中画出产生气体的质量与所加稀硫酸质量的关系曲线;

⑵求混合物中NaOH的质量是多少?

⑶所用稀硫酸的溶质质量分数是多少?

解析:混合物中碱和酸反应无气体产生，盐和酸反应有气体产生。当加入稀硫酸至200g时，不再产生气体，说明碱和盐都与酸反应完全。和Na2CO3反应的稀硫酸溶液质量是100g，由此可计算出参加反应的Na2CO3质量和稀硫酸中硫酸的质量。设参加反应的碳酸钠质量是x，参加反应的硫酸质量是y。

⑴因为是从加入到100 g稀硫酸时产生气体，故曲线的坐标为 (100, 0) 和 (200, 4.4) 。

根据题意可得:x=10.6 g, y=9.8 g。

⑵原混合物中NaOH的质量是:18.6 g-10.6 g=8 g。

⑶参加反应的稀硫酸中溶质的质量分数为:

例7 (2011·安顺) 现将石灰石样品15g与105.4g稀盐酸放入烧杯中充分反应 (杂质不与稀盐酸反应，也不溶解于水) ，反应时间与反应前后烧杯内物质的质量变化如下表所示:

请计算回答:⑴样品中碳酸钙的质量分数 (计算结果保留1位小数) ;

⑵反应后所得溶液中溶质的质量分数。

解析:反应前物质的总质量是15g+105.4=120.4 g。石灰石中碳酸钙完全反应后烧杯总质量为116g，反应中有气体CO2 4.4 g放出。由此可列出反应方程式计算。设参加反应的CaCO3质量为x，生成的CaCl2质量为y。

根据题意可得:x=10 g, y=11.1 g。

⑴已知石灰石样品中CaCO3的质量为10 g，杂质的质量

为5 g，则质量分数为:

⑵已经溶液中溶质质量为11.1 g，溶液质量为:15 g-5g+105.4 g-4.4 g=111 g，则溶液中溶质的质量分数为:

例8 (2011·山东烟台) 某环保小组监测到一湿法冶铜厂排放的废水中含有硫酸和硫酸铜两种污染物。为测定该废水中各污染物的含量，给冶铜厂提供处理废水的参考，环保小组的同学进行了以下实验。取废水500g，向其中加入溶质质量分数为20%的氢氧化钠溶液。测得沉淀质量与加入氢氧化钠溶液的质量关系如图。根据所得数据计算:

⑴500 g该废水中硫酸铜的质量;

⑵该废水中硫酸的溶质质量分数。

解析:从图示可看出，当加入NaOH溶液至120g时，参加反应的NaOH质量为:120g×20%=24g，生成的Cu (OH) 2沉淀为19.6 g，由此可求出溶液中硫酸铜的质量和参加反应的NaOH质量，由此可求出与硫酸反应的NaOH质量和500g废水中硫酸的质量，并得到硫酸的溶质质量分数。

参加反应的NaOH质量为:120g×20%=24g，设与yg硫酸铜反应的NaOH质量为x，参加反应。

根据题意可得:x=16 g, y=32 g。

⑴参加反应的NaOH质量为16 g，生成硫酸铜质量是32g。与稀硫酸反应的NaOH质量为:24 g-16 g=8 g，参加反应的硫酸质量为m。

根据题意可得:m=9.8 g。

计算机化学 篇11

化学是一门以实验为基础,研究物质组成、结构、性质、变化及合成的科学。因此,化学教学必须十分重视引导学生观察化学实验,透过实验现象掌握物质的性质、变化,进而揭示物质组成和结构的奥秘。辅助化学教学的计算机软件就应当围绕上述化学学科的特点,尤其是对那些常规教学难以突破的难点来开发。就化学知识来说,不同的教材内容,有其特殊的难点,必须突破;但就整体而言,则有一些共性的化学问题亟待计算机辅助其突破。

一、微观粒子上体现辅助性

宏观物质是微粒构成的,而微粒的构造和运动却无法直接观察。常规教学通常用挂图或投影片、模型等媒体示意,由于其僵化、固定而缺乏直观的效果。那么,教学时可借助计算机电教媒体变小为大,变静为动,把微观粒子扩大为宏观的示意图像,用动画的形式给学生以生动的启示,例如分子分成原子、原子的重新组合、原子的构造、电子的得失等等。

二、化学实验教学体现辅助性

实验是化学教学的基础,它可以为学生提供丰富的感性认识,通过对化学实验的观察和研究,可以得出化学反应的结论,加深对物质性质的理解和掌握。然而,传统的课堂演示实验存在着一些不易克服的矛盾:反应装置规模小而课室范围大,多数学生观察现象模糊;许多化学变化瞬间即逝,学生注意力难以集中在应当着重观察的重点上,因而感官刺激强度不足;一些化学实验需要较长的时间才能完成,而课堂教学时间有限,无法直接观察结果;演示实验时教师既要自己动手或指导学生操作,又要调控整个教室学生的注意力,因而无法组织他们同步思考讨论,所以,边实验边探索的气氛不浓;一些实验危险性较强,不宜在课堂上演示;工业生产装置规模大,根本无法在课堂内演示。那么,怎样解决这些在化学教学中带有普遍性的难题呢?配以放映实验录像不失为解决问题的好办法。但是,现阶段各地发行的实验录像带只能线性播放,难以根据教学的需要,随心选择某一片段、某一镜头,更不便在画面中穿插对实验的探索性思考,所以效果不佳。我想:

1.对传统实验中实验现象明显易于观察的要保留下来,亲自做演示实验。

2.用电教手段在课件中穿插实验录像,在录像中设置控制按钮,实现教学中能动地控制讲课内容。

3.利用计算机模拟实验,如工业生产流程图、爆炸实验、反应时间快的实验的慢镜头、反应时间快的实验的压缩过程等等。Na与H2O反应实验,通过投影实验能使全体学生基本看清,但反应太快,学生完整描述实验现象有困难。这时可将该实验的视频文件反复播放,并通过帧数控制定格在几个特殊阶段,这样学生就能将实验的整个过程看得十分清楚。

三、培养学生想象力

想象力是智力活动的翅膀。在现實刺激物的作用下,人脑中的旧表象重新配合,从而构造出与原有事物基本相符或完全崭新的形象的心理过程称为想象。丰富的记忆表象是培养想象力的重要手段。在化学教学中培养学生的想象力也是大纲和考纲的要求,是培养学生素质的重要组成部分。培养想象力,就必须扩大充实表象的数量,改善已有表象的质量,以扩大已有表象的储备。化学研究的对象中有大量的微观过程,若只通过教师的讲解去想象实际发生在三维空间中的运动和变化是有难度的。在传统的课堂中,由于给学生提供的感性材料受到很大的局限,有时因不能给学生直观的表象而影响了学生对知识的理解与巩固。通过计算机课件的辅助教学可以把微观抽象的内容及某些实验利用二维或三维的图像、动画进行模拟。用图形、图像、动画、文字和声音等方式向学生提供丰富的感性材料,特别是可以把从文字材料获得的概念转化成直观的形象,把难于想象的微观世界宏观化,把难以演示的实验形象化,通过直观的视觉来帮助学生理解,大大降低了难度,使学生深入认识事物的本质,从而使教学难点顺利突破。这样学生多种感官同时参与学习,教学信息丰富,学生获得的记忆表象数量及质量均大幅提高,日积月累的想象力自然得到了长足发展。

四、培养学生的创新能力

如在“氢气的实验室制法”一节的教学中,教师在引导学生分析实验室是如何确定(选择)制取氢气的装置这一问题时,可设计下列四组动画装置供学生选择:A、与制取氧气的装置相同。B、仅用试管而无导管的装置。C、用试管又有导管但还用酒精灯加热的装置。D、用试管又有导管但没有酒精灯加热的装置。当学生选择了装置A时,就会看到稀硫酸从试管口流出而无法发生反应。当选择装置B时,稀硫酸和锌粒相互反应,但产生的气体从试管口直接溢出而不能收集。当选择装置C和装置D时,稀硫酸和锌粒均能相互反应,产生的气体都能从导管口排出。此时学生必定会对装置C和装置D进行比较,由于锌和稀硫酸的反应是不需要加热的,从而得出装置D是正确的答案。

我们在教学中所设计的课件,不是简单的动画设计,不是运用现代化教学媒体进行课堂板书设计和实验操作,也不仅是教师课堂语言的动画描述,更不能为了动画而动画。否则,一堂电教课将会变为运用现代教育媒体所进行的新的“填鸭式”教学,虽说这种的教学比传统的“填鸭式”教学效率要高。但同样会影响到学生智力的开发,影响学生自学能力的培养,更不利于学生创新思维习惯的形成。多媒体辅助教学对中学教师是一种挑战,也是一种机遇。因为要制作和使用课件,就迫使我们不断学习新的计算机知识,在教学过程中不断进行探索与总结,从教学思想、教学内容、教学方法上来全面领悟和掌握多媒体CAI的特点与方法。通过课件的设计与制作,教师提高了自己对语言、图象、声音、文字的综合处理能力,知识结构得以改善。而自制的课件可以通过教学不断修改、完善,以寻找教学与课件的最佳结合点:何时利用课件、实验、实物投影,何时指导学生训练,怎样根据学生反馈的信息微调课的进程等,教师都必须反复思考、调整。

计算机化学 篇12

计算机辅助教学(Computer Aided Instruction，简称CAI)是在计算机软件的辅助下进行的各种教学活动，以对话方式与学生讨论教学内容、安排教学进程、进行教学训练的方法与技术。即利用计算机作为主要的教学媒体来进行教学活动，利用计算机来辅助教师执行教学。它在其他学科所发挥的作用已经为人们所共识，计算机辅助于化学教学有利于加深学生对微观世界的直接理解，激发学生学习化学的积极性，使学生获得在课堂上难以见得到的接近真实的经验和体会，达到培养能力、发展智力及提高教学质量和教学效率的目的。其有利方面主要表现在：

第一，打破了传统的“以教师为中心”的教学模式，促进了教学模式的发展。增强了课堂直观性，激发学生学习的兴趣。

计算机辅助教学改变了几百年来的黑板+粉笔的传统教学手段。补充了传统教学中受时间、空间的限制和语言表达能力的不足。课堂教学中，传统的教学方法是“黑板+粉笔，教师讲，学生听”。这种传统的教学手段，受到了时间与空间的限制。而计算机辅助教学以其形、声、光、色、意相统一的优势，产生一种声情并茂、情景交融的情境，丰富了学生的感知，激发了学生学习的兴趣，为教学提供了广阔的空间。比如利用计算机的动态特性可以表现一些动态画面、用它的图画特性表现一些抽象的概念和知识点。计算机辅助教学除了能表现传统教学无法实现的一些生动的效果外，还可以增加课堂知识容量，提高课堂知识密度。由于利用多媒体、网络通讯等手段，使讲解更直观、更清晰、更具吸引力。它能使课堂知识容量、课堂知识密度达到饱和的程度，就总体教学效果而言，计算机辅助教学不仅能替代一些传统的教学手段，而且能达到传统教学无法达到的效果。

第二，计算机模拟化学反应中的微观运动，变抽象为形象直观，在教学中突出重点，突破难点。

化学课程中的微观和抽象内容较多，单凭教师的口述讲解，学生理解起来比较困难，需要一系列复杂的思维过程才能获得知识。采用计算机辅助教学可以将复杂抽象的理论知识和概念用生动灵活的形式直观表达出来，使学生很容易理解和掌握。对于一些复杂的化学反应，虽然可以通过实验演示，但是学生看到的只是外在现象，用计算机辅助可以模拟反应部位及复杂的反应过程。如：氧化还原反应中化学键的断裂及形成过程用形象生动的动画及配音展现，使学生观察得清晰明了，理解深刻，记忆牢固。另外，分析化学中涉及大量定量计算公式，为了表达清楚，教师通常要花大量时间板书（包括推导和列式），没有足够的时间讲解，因此学生很难真正掌握，转而只关心考试内容而不是重要的核心内容。利用教学软件把有些内容表达出来，节省板书时间，使教师用更多的时间进行讲解，突出教学内容的重点，突破难点。这样，既提高了学生的学习兴趣，又提高了教学效率。

第三，模拟化学实验，弥补常规实验的不足。

化学是一门以实验为基础的自然科学，学好化学知识必须以实验观察为前提。实验课程的特点使学生的预习和复习工作很难进行，仅仅停留在预习报告和实验报告的撰写，对实验操作过程中没有理解的问题和没有观察到的现象不能再次安排实验。而利用计算机软件则可以实现这一目的。课前利用课件进行模拟操作，训练实验操作技能，然后再进行实验。让学生对实验过程中容易出错和产生危险的地方做到心中有数，避免在实际操作过程中出现危险事故，同时能提高实验课的教学效果。对于操作中没有解决的问题也可以再次利用软件复习解决。另外，有些实验会产生有毒有害物质，如硫化氢的制取，苯的溴代、硝基苯的制取都会产生有毒气体，严重污染环境；有些易燃易爆化学品的实验，也因有一定的危险性，一般实验条件下无法进行。如果借助于计算机，则可以鲜明的色彩模拟真实实验，克服以上不利因素。用二维或者三维图像及动画还可以对实验现象进行局部放大，使一些重要却不易观察的现象引起学生的注意。而且利用多媒体软件可以重复使用，比实际常规实验节省了大量经费。

然而，事物总是具有两面性的。计算机辅助教学有许多优点，也有其不利的一面。在长期的教育教学实践中，笔者发现一些教师在使用计算机辅助教学过程中存在着一些问题，主要表现在以下几个方面：

第一，用计算机代替教师，让教学失去应有的灵活性。

许多教师在计算机辅助教学手段的使用上存在盲目性，喜欢不加选择地使用多媒体，在上课时往往过于依赖计算机，让计算机代替自己，教师只充当起操作员的角色，学生跟着计算机被动地学习，听课变成了看课，师生之间相互交流太少，造成了“学生瞪着眼睛看，教师围着电脑转的现象”。教学是一门艺术，教学中，应以教师的人格魅力和富有情趣的讲解，通过师生间的情绪互相感染，来调动学生积极参与教学，交流教学信息，活跃课堂气氛，以期达到教学效果、实现教学目的。计算机辅助教学在于延伸教师表达能力，充分发挥教师的作用。而不是为了使用计算机而用计算机，否则，只会降低计算机的功用，甚至出现简单问题复杂化。总之，教师在备课时，应先对各知识点进行分类，针对不同的教学内容采用不同的教学形式，如：动态过程、比较抽象和难以理解的内容及文字说明的适合采用多媒体形式；重要的内容则更适宜采用传统的板书教学形式。只有真正将计算机辅助教学和传统教学形式有机结合起来，才能有效地提高教学质量，获得满意的教学效果。

第二，设计过于僵硬，在教学活动中不利于课堂的多变性。

人的要素是第一位的，教师才是教学活动的主导。教师的教学活动可以体现个性风格的教学方法，教学技巧，使教学生动活泼，富有特色。但是教学思路容易被计算机的流程所左右，让原有的好的教学风格被流水线的程序湮没，从而影响自己的教学风格及随机应变的能动性，使教学课件制约师生的思维空间，影响教学效果，最终失去计算机辅助教学的优势。传统教学中有着许多好的经验，只要与现代技术的教学手段适当结合起来就会产生较好的教学效果。总之，教学中引入计算机是一个改革，它所产生的作用是深远的，我们的目的是在教学中适当地应用这一技术，使我们的教学更加合理、有效。

第三，忽视学生的主体作用，忽视学生的创造能力培养。

在教学过程中，学生是认识和发展的主体，是具有独立地位和极大的认识潜能的实践者。学生全面和谐发展，更是教师无法代劳的。苏霍姆林斯基说过“教师的真正的思维素养，就在于在学习教材的过程中，教师就能找出一些工作方法和形式，使他能够看见学生的思路是怎样发展的”。计算机辅助教学也是如此，只有把教师的思路、学生的思路和教材的思路融为一体，才能获得教学的成功。因此，教师在自行制作计算机辅助教学课件时，除了服务于教学本身外，更多的应该是考虑到学生的实际，真正做到从生活中来到生活中去。

实践证明，运用C A I进行教学，省时、快捷、高效，大大增加了课堂知识密度，扩大了信息量，有利于全面实施素质教育。它可把枯燥乏味的教学内容，借助于多媒体的优化组合，使课堂教学形象化、趣味化、交际化和生活化，提高了教学质量。然而，在我们充分享受计算机辅助教学带来好处的同时，也不得不默默地承受着它带给我们的诸多不足之处。计算机辅助教学与传统教学的关系是一种有机整合的互补关系，现代信息技术带给教育的不仅是手段与方法的变革，而且是包括教育观念教育模式在内的一场历史性变革。如果不能更新观念，改变模式，信息技术的运用不仅不会提高教育效益，而且还会导致教育资源的浪费。

参考文献

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[3]黄德海.浅谈计算机辅助化学教学的应用[J].学科教学,2004,1:44～46