化工與材化專業(yè)上機練習(xí)指南

化工與材化專業(yè)上機練習(xí)指南PAGEPAGE4上機練習(xí)內(nèi)容及作業(yè)說明：共8次上機練習(xí)，16學(xué)時，題目有9組（8,9選一），每次上機完成的作業(yè)保存好，最后統(tǒng)一保存到老師指定的機器上，注意每次上機不要著急作題目，應(yīng)該仔細(xì)每個軟件的使用，所謂“磨刀不誤砍柴工”。只要大家認(rèn)真練習(xí)，即使沒有全部完成要求內(nèi)容也不影響上機成績，沒有完成的部分可以課后完成，機房平時對大家免費開放。1次上機練習(xí)作業(yè)（Chemwin6.0）閱讀練習(xí)ChemWindow6.0的使用教程，掌握利用Chemwin6.0繪分子結(jié)構(gòu)圖、實驗裝置圖的方法與技巧。了解Chemwin6.0常用命令的基礎(chǔ)上繪制以下分子結(jié)構(gòu)圖：用Chemwin畫出以下直鏈烴分子圖。2、用Chemwin畫出以下芳烴分子圖3、作以下分子的平面結(jié)構(gòu)圖注意都是單鍵4、作以下分子的平面結(jié)構(gòu)圖Laboratories\ChemWin\Libraries\labglass.cwl)中選取儀器部件作以下的實驗裝置圖（圖中的某些部分進行必要修改）。第2次上機練習(xí)內(nèi)容及作業(yè)（origin）一、閱讀ORIGIN的使用.PDF（其他教程也可以），掌握利用origin6.0進行數(shù)據(jù)處理和繪圖的方法與技巧。主要內(nèi)容有：origin窗口的組成；數(shù)據(jù)的輸入、編輯、和保存；數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理：數(shù)據(jù)按某列升序或降序排列、按列求和、均值和標(biāo)準(zhǔn)差、t檢驗等。掌握常用工具按鈕。二、掌握利用origin進行數(shù)據(jù)處理和多元線性擬和、一些特殊非線性擬和的方法與技巧。上機作業(yè)：1、時間和吸光度的關(guān)系如下（共25對數(shù)據(jù)）：（見計算機在化學(xué)中的應(yīng)用：4.pdf）t(s-1)120150180210240270300330360390420450480A0.2890.3370.3870.4360.4850.5350.5830.6310.6790.7280.7760.8240.871t(s-1)510540570600630660690720750780810840A0.9180.9641.0111.0571.1021.1471.1911.2351.2791.3221.3661.409在計算機上繪出t與A的關(guān)系圖，標(biāo)出橫縱坐標(biāo)，并進行一元線性擬和，要求標(biāo)出橫縱坐標(biāo)單位等必要的說明文字。2、已知鐵在溫度100-600℃之間的熱焓變化?HTt(℃)100200300400500600?HT(KJ.mol-1)2.5375.3768.43111.7215.2919.33將此關(guān)系做出圖形，用一元線形擬合，建立下面的回歸方程:?HT=a+bT，求出a,b的值，并算出?HT為14KJ.mol-1時的t是多少？3、根據(jù)下列c與T的關(guān)系求解方程中的參數(shù)T(min)12345678c(mol/L)6.64.73.32.31.71.150.780.56繪制c與T關(guān)系曲線，若已知數(shù)學(xué)模型為c=c0eAT,求模型中的系數(shù)和復(fù)相關(guān)系數(shù)R。3、研究某一地區(qū)湖水內(nèi)生物耗氧量y與湖水中有機磷濃度x1、無機磷濃度x2和含氮量x3之間的關(guān)系，得到下表數(shù)據(jù)編號x1x2x3y10.425586.220.423636.433.119206.040.634576.754.724396.561.765635.279.444267.0810.131757.8911.629738.9y=b0+b1x1+b2x2+b3x3，求其回歸方程及其系數(shù)b0,b1,b2,b3和R4、測得導(dǎo)電材料的電阻R和溫度T的關(guān)系為T(℃)19.12530.1364045.150.0Ri(Ω)76.377.8079.2580.8082.3583.9085.1將此關(guān)系做出圖形，用一元線形擬合，建立下面的回歸方程:R=a+bT，求出a,b的值，并算出R為83時的T是多少？5、已知一組實驗數(shù)據(jù)如下:t2.22.73.54.1f65605350繪制f與t關(guān)系曲線，若已知數(shù)學(xué)模型為f=qetp,求模型中的系數(shù)q、p和復(fù)相關(guān)系數(shù)R。6、練習(xí)雙坐標(biāo)圖的畫法。第3次上機練習(xí)內(nèi)容及作業(yè)（Chemoffice）閱讀并練習(xí)ChemDraw7.0的使用\01-08.ppt（前面8個PPT文檔），掌握利用ChemDraw7.0繪圖的方法與技巧，掌握常用工具按鈕。在了解ChemDraw7.0常用命令的基礎(chǔ)上繪制以下分子結(jié)構(gòu)圖：1、利用ChemOffice中的ChemDraw軟件繪制下列分子的二維結(jié)構(gòu)圖，利用軟件中的功能為相應(yīng)的分子命名；并調(diào)用Chem3D顯示所畫分子的三維圖形。圖1：圖2：2、利用ChemOffice中的ChemDraw軟件繪制下列分子的二維結(jié)構(gòu)圖，給出該分子的IUPAC命名，并進行1HNMR預(yù)測結(jié)果3、繪出分子的結(jié)構(gòu)圖3、作出以下化學(xué)反應(yīng)圖。4、畫分子結(jié)構(gòu)圖5畫分子結(jié)構(gòu)圖6畫Aspirin的分子圖：（右端三個氫）7繪制下面的分子圖并給出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)信息第4次上機練習(xí)作業(yè)（Chem3D）一、閱讀練習(xí)ChemDraw7.0的使用\chemdraw-09-Chem3D實例指導(dǎo).ppt，掌握使用Chem3D的方法與技巧：1、建立模型。2、檢查結(jié)構(gòu)能量：能量最低計算。3、ChemDraw和Chem3D信息轉(zhuǎn)換。4、分子軌道(HOMO及LUMO)二1、利用ChemOffice中的ChemDraw軟件繪制下列分子的二維結(jié)構(gòu)圖，并利用Chem3D顯示其三維圖形，并進行分子構(gòu)型優(yōu)化（可以利用分子力學(xué)，量子力學(xué)半經(jīng)驗方法）2、作苯、苯胺和對位甲基硝基苯分子球棒圖。 3、對位甲基硝基苯模型構(gòu)建完成后，對其進行分子動力學(xué)模擬。（在MM2菜單下，選擇MolecularDynamics，設(shè)置完成后點擊RUN），繪制20個單體的聚乙烯分子，同樣進行分子動力學(xué)模擬。5、作出以下分子的最高占據(jù)軌道(HOMO)和最低空軌道(LUMO)表面圖。苯和硝基苯6、計算說明二氯乙烯三種異體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性次序。7、求丁烷分子某鍵長、鍵角、二面角及兩個原子的距離。(1)先用Chem3D作出出丁烷球棒圖并顯示原子類型與編號如下。（原子的序號是可以改的）(2)試求：1)C(1)-C(2)鍵長。2)C(2)-C(1)-C(4)鍵角。C(2)-C(1)-C(4)-C(9)二面角。C(2)與C(9)之間的距離。第5次上機練習(xí)作業(yè)（Hyperchem）一、閱讀練習(xí)HyperChem程序及其應(yīng)用，掌握如何選擇分子圖形的顯示方式，掌握工具按鈕作用，掌握利用HyperChem繪圖的方法與技巧；了解利用HyperChem進行分子力學(xué)、量子化學(xué)半經(jīng)驗、從頭算方法對分子構(gòu)型進行優(yōu)化的方法和優(yōu)化后單點能計算方法。了解HyperChem常用命令的基礎(chǔ)上繪制以下分子三維模型圖，并利用分子力學(xué)、量子化學(xué)半經(jīng)驗方法進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，并計算分子1、2的單點能。丁二烯Aspirin三、1、利用Hyperchem作苯、甲苯、苯胺的一些前沿分子軌道能級圖。2、Hyperchemy作乙烯、丙酮、丁二烯的一些前沿分子軌道能級圖。3、繪出NH3分子圖形，進行幾何優(yōu)化，利用從頭算計算其單點能，選擇振動分析計算和觀察其振動光譜。4、繪制聚乙烯分子短鏈，進行分子動力學(xué)計算練習(xí)。第6-7次上機練習(xí)作業(yè)（AUTOCAD練習(xí)）一、閱讀并練習(xí)：化工制圖教程\幻燈片\第1章，第2章，第8章，熟悉AUTOCAD2004軟件的功能和界面，練習(xí)繪圖的主要命令，了解繪制化工流程圖的基本要點，熟練掌握繪圖、編輯修改、標(biāo)注等工具按鈕。二、繪制下面工藝流程圖1、2、MTBE裝置流程圖（可以課后完成再上交）具體見資料文件夾中的相關(guān)圖片文件第8次上機練習(xí)作業(yè)（ChemCAD）（化工專業(yè)）仔細(xì)閱讀Chemcad中文入門.pdf文件完成下面設(shè)計任務(wù)。課后完成應(yīng)用舉例二第9次上機練習(xí)作業(yè)（Gaussian03）仔細(xì)閱讀Gaussian03操作與實例（一）完成下列作業(yè)：1、MP2/6-31G*水平下CH4結(jié)構(gòu)優(yōu)化和頻率分析%chk=OPT-FREQ-CH4.chk

%mem=6MW

%nproc=1

#optfreqmp2/6-31+gTEST

OPTAndFREQonCH4

01

C

H

1

B

H

1

B

2

A

H

1

B

3

A

2

-120.0

H

1

B

3

A

2

120.0

Variables

B

1.07

Constants

A

109.47120255

2、丙烯單點能計算——電荷分析

C:\G03W\exercise\2_01.gjf

PropeneSinglePoint

#TRHF/6-31G(d)

運行結(jié)果如下：

Mullikenatomiccharges:

1

1

C

-0.388759

2

C

-0.156384

3

C

-0.507949

4

H

0.170153

5

H

0.173467

6

H

0.184153

7

H

0.165601

8

H

0.179859

9

H

0.179859

SumofMullikencharges=

0.00000圖二

3號C原子的電荷<1號<2號，原因是它們連接的H原子依次減少，H原子提供給C原子的電荷依次減少；H原子都帶少量的正電荷，整個分子呈電中性。

3、用GView提交G03作業(yè)

如果你不熟悉寫G03的輸入文件，不妨讓GView來幫忙。使用G