化学建模论文、实验报告的写作

化学建模论文、

实验报告的写作建模的定义：建模：建立概念关系、数学和/或计算机模型的过程。即建立系统模型的过程，又称模型化。数学建模全称“建立模型”。根据对化工过程或设备的特性分析以及有关的基础数据，建立描述过程的性能的数学模型称为建模。

计算机：1、使用计算机描述一个系统的行为。如：电子表格程序可用来处理财务数据，代表公司的行为；开发商业计划；评估公司经营改变可能造成的影响。2、使用计算机以数学方法描述物体和它们之间的空间关系。例如，计算机辅助设计

(CAD)程序可在屏幕上生成物体，使用方程式产生直线和形状，依据它们相互之间及与所在的二维或三维空间的关系精确放置。3、应用程序和数据建模是为应用程序确定、记录和实现数据和进程要求的过程。这包括查看现有的数据模型和进程，以确定它们是否可被重复使用，并创建新数据模型和进程，以满足应用程序的独特要求。建立模型是为了理解事物而对事物做出的一种抽象，是对事物的一种无歧义的书面描述。是研究系统的重要手段和前提。范围：凡是用模型描述系统的因果关系或相互关系的过程都属于建模。因描述的关系各异，所以实现建模的手段和方法也是多种多样的。可以通过对系统本身运动规律的分析，根据事物的机理来建模；也可以通过对系统的实验或统计数据的处理，并根据关于系统的已有的知识和经验来建模。还可以同时使用几种方法。手段和方法：用于三个方面：①分析和设计实际系统

用数学仿真（比物理仿真简单、易行

）来分析和设计一个实际系统时，必须有一个描述系统特征的模型

②预测或预报实际系统某些状态的未来发展趋势预测或预报基于事物发展过程的连贯性

③对系统实行最优控制运用控制理论设计控制器或最优控制律的关键或前提是有一个能表征系统特征的数学模型

建模遵循的一条原则可以根据不同的用途和目的建立不同的模型，建立的任何模型都只是实际系统原型的简化，保留系统原型的一些本质特征。——实际建模必须在模型的简化与分析结果的准确性之间作出适当的折衷。过程（1）模型准备(2)模型假设

(3)模型建立

(4)模型求解(5)模型分析(6)模型检验

(7)模型应用模型的种类：1、对象模型化2、条件模型化

合成氨、氨的催化氧化、SO2的氧化等的实验室的模拟

3、过程模型化例:Ag／α-A12O3是石油化学工业的一种重要催化剂，其中Ag起催化作用，α-A12O3是载体且不溶于硝酸，该催化剂的回收实验如下图所示。其中的转化反应为：6AgCl十Fe2O3→3Ag2O+2FeCl3

4、数学模型

可以借助计算机

5、理论模型

原子结构：面包模型、行星模型

建模必须以实验为基础、以事实为依据，条理逻辑清晰，要假设合理、建模具有创造性，结果合理，表述简洁、明了，解决实际问题的需求。要求：建模论文一、如何选题

1、论题要大小适中题目不要太大，尽量“小题大做"2、研究角度有新意科学研究——找问题，没有新问题谈不上研究。确定研究方向只有从新角度或以前无人研究过的问题去研究，或是研究或探讨过但说法不一的问题去分析论证，得出与众不同结论、出新意。

3、知己知彼了解本领域已有科研成果、已解决问题，还存在问题；是否有争论，争论的焦点；那些方面研究较薄弱或尚待开拓等。才能避免重复和雷同。建模论文写作指导（一）组成部分

建模论文作为一种研究性学习有意义的尝试，可以锻炼学生发现问题、解决问题的能力。一般来说，建模论文的组成部分由论文的标题、摘要、正文、结论、参考文献等部分组成。

1.题目一定要避免指代不清、表达不明的现象。建议将论文所涉及的模型或所用的计算方式写入题目。如“用概率方法计算商场打折与返券的实惠效应”

2.摘要摘要应使用简练的语言叙述论文的核心观点和主要思想。若有一些创新的地方，一定要在摘要中说明。进一步，必须把一些数值的结果放在摘要里面，如：“我们的最终计算得出，对于消费者来说，打折比返券的实惠率提高了23%”。摘要一般分三个部分，表述整篇论文的中心（对于低年级的同学，也可以不写摘要）第一，用什么模型，解决什么问题第二，通过怎样的思路来解决问题第三，最后结果怎么样3.正文正文是论文的核心，也是最重要的组成部分。从“提出问题—分析问题—选择模型—建立模型—得出结论”的方式来逐渐进行的。提出问题、分析问题应是清晰简短。选择模型和建立模型应是目标明确、数据详实、公式合理、计算精确。应尽量不要用单纯的文字表述，尽量多地结合图表和数据，尽量多地使用科学语言，使得论文的层次上升。论文的结论集中表现了这篇论文的成果。只有论文的结论经得起推敲，论文才可以获得比较高评价。结论的书写应注意用词准确，与正文所描述或论证的现象或数据保持绝对的统一。并一定要对结论进行自我点评，最好是能将结论推广到社会实践中去检验。4.结论5.参考资料在论文中，如果使用了其他人的资料.必须在论文后标明引用文章的作者、应用来源等信息。1.确定题目选择感兴趣的生活中问题作为研究对象，根据研究对象设置论文题目。能找一或几位老师帮助安排研究课题。在确定课题后，确定写作计划，征求教师对该计划的建议。2.开展科研课题查阅与课题相关的资料，观察有关的事件，收集相关的信息。将前期收集的资料与所学相关知识组织在一起，进行论文的结构论证。再制定一个课题时间安排表，保证书写论文的循序渐进。加强沟通，征求更好的研究建议。（二）、写作步骤

结果出来可能得出的结果与假设不相符，不要强行改变结果来迎合假设。只要在论述过程中严格地按照科学方法进行，论文还是相当有价值的。最后，需要很好地写一份摘要。摘要的字数应该是论文字数的十分之一左右。3.完成论文写作完成论文后，一定要再看论文有没有错别字、计算错误、图形的移位或偏差等.最后，在论文的结尾处感谢帮助你完成这篇论文的所有人。

建模论文及实验报告评价标准（一）、评价标准选题、方法(模型)使用恰当、推理计算准确无误、结论合理可信、数据资料真实可靠、行文流畅6个维度。1）论文选题：选题的实用性、创造性、新颖性2）模型(方法)使用恰当：模型创造性、研究可深入性、论据和论点的统一性3）推理计算准确无误：算法的正确性、严谨性4）结论合理可信：论文阐述观点要符合客观实际、实事求是、不虚构；结果表达完整性；论文中所叙述的概念严谨、完整、准确，判断和推理要符合逻辑性,即符合客观事物的内在联系5）数据资料真实可靠：图表、数据的正确真实性6）行文流畅：文字表达的准确性、格式的规范性（二）、实验报告评价标准选取实验选题、实验设计、实验操作、数据记录和处理、实验结果分析、格式的规范性6个维度进行评价。1）实验选题：选做实验具有一定的实用性或理论价值2）实验设计：包括实验所依据的基本原理、实验方案、实验装置的设计原理等。实验设计科学规范，具有一定的创新性内容。若是自行设计制作的实验装置或采用新的实验方法，应详细说明设计或方法的理论依据、原理、结构、条件以及所使用的设备型号、原材料规格、性能、测试手段和操作步骤等，并附实验装置简图或照片。3）实验操作：实验步骤详细、具体、科学4）数据记录和处理：实验数据记录正确、全面，表格设计科学、合理5）实验结果分析：实验结果表达完整，并具有可重复性。如实地将实验过程和创造性成果加以归纳、总结，能够准确对实验结果进行分析6）格式的规范性：学科语言的精确使用，内容齐全，排版美观，符合规范工业生产的工艺流程：三酸（盐酸、硫酸、硝酸）二碱（纯碱、烧碱）的制法、合成氨、炼钢炼铁、铝的冶炼、铜的精炼、原电池等。原理、方法、工艺的演变及原因掌握：原理、原料、步骤、流程、利弊等

有改进工艺、设施等的设想、方法等净化实验室制法：掌握：原理、原料、装置、操作步骤（发生、

净化、干燥、收集、检验、尾气处理）、

改进措施等

abcd收集气体收集的几种方法：排气、排液、球胆

法等尾气处理物质的分离、提纯根据物质或物质间的性质或特性不同采取一定或不同的方法来处理。物质或离子的检验定性：物质、离子的检验、鉴别、鉴定等原理、方法、现象（效果）等定量：滴定、结晶水的测定、水中某元素（O、N、P）的测定等原理、方法、数据、误差分析等定量分析实验中和滴定的讨论1、强酸、强碱的中和滴定时，甲基橙或酚酞是否都可用作指示剂？2、达到滴定终点，溶液是否就是中性？3、若配制标准碱溶液用NaOH还是Na2CO3好？4、实验最终误差是如何造成的（可能）？1、标准液、待测液分别装在哪里？目前中学所用的滴定管与以前使用的酸式滴定管、碱式滴定管有何区别？在观察液面进行读数时有何不同？2、若是强酸与弱碱、强碱与弱酸的中和滴定时，应该用什么指示剂？3、为何实验室通常用标准的Na2CO3（s）而不是配制成标准的Na2CO3（aq），来标定强酸的浓度？化学分析法以物质的化学反应为基础建立起来的分析方法待测物Analyte+试剂Reagent

产物Product重量分析法gravimetry容量分析法（滴定分析法）例1

可溶性钡盐中钡含量的测定(重量法）：称样HClmS溶样稀H2SO4BaSO4过滤洗涤灼烧称重mp计算Ba%例2铁矿中铁含量的测定（滴定分析法）：称样硫-磷混酸溶样mSFe3+还原剂Fe2+K2Cr2O7VC滴定分析的方法分类根据滴定反应类型的不同，分为四类：1、酸碱滴定法：以酸碱反应为基础的滴定分析方法。2、配位（络合）滴定法：以络合反应为基础的滴定分析方法。3、氧化还原滴定法：以氧化还原反应为基础的滴定分析方法。4、沉淀滴定法：是基于沉淀反应的滴定分析方法。滴定分析法对滴定反应的要求1、定量：反应必须按一定方向定量完成，即反应程度达99.9%以上，并可以按一定的化学计量关系计算分析结果。2、迅速：反应速率快，或有简便方法（如加热、加催化剂等）以加速反应。3、有可选的合适的指示剂确定终点。4、不受干扰的影响：试液中若有干扰主反应的杂质。必须有合适的消除干扰的方法。常用的滴定方法1、直接滴定法：凡滴定剂与被测物的反应满足上述滴定反应的要求，就可用直接滴定法。2、返滴定法：先在待测液中加过量已知浓度滴定剂，再用另一标准液滴定剩余滴定剂，又称回滴，用于反应速率较慢或无合适指示剂的情况。如铵盐中氮含量测定：将ms铵盐溶解，加过量NaOH溶液加热煮沸，蒸馏出氨被过量浓度为ca、Va的HCl标准液吸收，再用浓度为cb、Vb的NaOH标准液滴定剩余的HCl，由计算得出含氮量。N%=

(caVa-cbVb)×14.00/

ms×100%3、置换滴定法：有些物质不能与滴定剂按化学计量关系进行，就需要间接滴定能与该物质按化学计量关系反应生成的另一物质，以求得原物质的含量。如用Na2S2O3标准溶液间接滴定含K2Cr2O7的试液：

Cr2O7

2-+6I-+14H+

→2Cr3++3I2+7H2OI2+2S2O3

2-

→2I-+S4O62-4、间接滴定法：当被测物质不能直接与滴定剂发生化学反应时，可通过其他反应以间接的方式测定被测物质的含量。如：KMnO4法测定Ca2+的含量。标准溶液的配制、基准物、基准溶液1、配制方法：1）直接配制法：①用来配制这种溶液的物质为基准物质；②所配溶液为基准溶液。2）间接配制法：先粗配，再标定。对基准物质的要求：纯度高。杂质的质量分数低于0.02%。易制备和提纯；组成（包括结晶水）与化学式相符。性质稳定。不分解、吸潮，不吸收大气中CO2，不失结晶水等。有较大的摩尔质量以减少称量的相对误差。酸碱滴定法酸碱指示剂变色原理HIn指示剂在溶液中的电离平衡：

HIn

H++In-

酸式色

碱式色酸碱滴定曲线和指示剂的选择

强酸强碱的滴定弱酸或弱碱的滴定变色范围：强酸强碱的滴定H++OH-

→H2O例:以0.1000mol/LNaOH滴定20.00ml0.1000mol/LHCl，计算溶液的PH值变化加入NaOHV/mLHCL被滴定百分数剩余HCLV/mL过量NaOHV/mL[H+]pHmol·L-10.0018.0019.8019.9619.9820.0020.0220.0420.2022.0040.000.0090.0099.0099.8099.90100.0100.1100.2101.0110.0200.020.002.000.200.040.020.000.020.040.202.0020.001.00×10-15.26×10-35.03×10-41.00×10-45.00×10-51.00×10-72.00×10-101.00×10-102.00×10-112.10×10-123.00×10-131.002.283.304.004.307.009.7010.0010.7011.7012.50滴定曲线

以pH对NaOH的加入量作图突跃范围：4.30～9.70可选指示剂：酚酞（8.0～10.0）甲基橙（3.1～4.4）化学计量点前后相对误差±0.1%范围内溶液pH的突变称为滴定突跃。滴定突跃所在的pH范围，称为突跃范围。指示剂的选择原则：凡是变色范围全部或部分在滴定突跃范围内的指示剂都可用来指示滴定终点。弱酸或弱碱的滴定强碱滴定一元弱酸OH-+HA→A-+H2O滴定特点1、滴定曲线起点pH=2.872、初始，曲线坡度较陡；继续，坡度又较平坦；接近计量点，曲线倾斜度又变大，直到发生突跃。3、化学计量点pH=8.72突跃范围7.74～9.70（变窄）强酸滴定一元弱碱ROH

+H+

→R++H2O弱酸或弱碱的滴定要根据突跃范围、指示剂变色范围等来选择指示剂例：为测定空气中CO2含量，做下述实验（换算至STP）配0.1mol/L标准盐酸和0.01mol/L标准盐酸→用0.1mol/L的标准盐酸滴定未知Ba(OH)2溶液10mL用去盐酸19.60mL→用Ba(OH)2溶液吸收空气中的CO2→过滤→取滤液20mL，用0.01mol/L盐酸滴定用去盐酸34.8mL(1)取上述Ba(OH)2溶液10mL放入100mL容量瓶中,加水稀释至刻度,把稀释后溶液放入密闭容器,并引入10L空气,振荡、过滤。需过滤的原因是

。(2)由实验数据算出空气中CO2的体积分数为

。(5)实验中若第一次滴定使用盐酸的滴定管未经处理，即更换溶液进行第二次滴定，导致实验数据

。物质的性质验证、探究例：Fe(OH)2的制取及化学性质的验证中：1）、亚铁盐溶液、碱液为何均要煮沸？2）、亚铁盐溶液上要加一层油？3）、滴加碱液时胶头滴管要伸入试管至液面下？根据物质（推测可能）性质进行实验的设计、步骤秩序、检验的方法、结果分析、得出结论及失败或不一致的原因推测、方法改进等选题思路一、学习化学中遇到的问题：

1、教材中：例1、该反应的产物是什么？

产物是CuCO3还是Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3

？如何证明？怎样测定该物质的化学式？化学式测定n(CuO):n(H2O):n(CO2)=m(CuO)/80:m(H2O)/18:m(CO2)/44=2:1:1确定：Cu2(OH)2CO3例2、高二教材中，气体摩尔体积的测定原理：需要仪器：称量气体的发生、收集装置，量体积装置方案：a、优点：量筒可以直接读数

缺点：量筒不能收集气体，并且收集后测出体积不准确b、优点：操作简单

缺点：气球体积难以准确测定，实验误差大

c、优点：针筒可以直接测出气体的体积

缺点：压强有误差

d、优点：方便读数

缺点：量筒和锥形瓶之间的管道有水柱，影响结果的准确性

e、

2、生活中：

(1)测定蔬（黄瓜、西红柿）果（橙肉）中VC含量步骤：捣烂加水，过滤取汁液

利用I2+KI→KI3反应，加大I2在水中溶解度。用规格100mgVC片或标准的Na2S2O3溶液来标定碘溶液精确浓度

用淀粉作指示剂，用液滴定直至显蓝，半分钟不褪色

（2）水的化学耗氧量（COD）测定（3）废旧塑料处理—变废为宝二、从实验类型考虑

1.定性实验：

验证型—铜和适量浓硝酸反应有NO↑

鉴定、分析、判断型—Ag+、Cl-、CO32-、SO32-、SiO32-

等离子的检验

—用纸上层析法分离Cu2+和Fe3+2.定量实验：组成分析—变质Na2O2（含Na2CO3）的纯度分析测定—固体二元酸相对分子质量的测定回收利用—从石化工业催化剂Ag／α-A12O3中回收Ag三、热点-环境保护化学实验报告的撰写以指示剂为例—测定烧碱中NaOH和Na2CO3含量实验条件的控制

碱的量的多少决定了反应的类型、部位说明：用25%～30%NaOH水溶液中和，碱液不能过浓，加碱速度不宜过快，以避免酯的水解，并随时用调节PH保持在8.5左右，以保证中和反应发生完全。

化学实验报告的撰写温度高低决定反应类型、生成的产物不同

NaCl(s)与H2SO4(浓)在微热、强热条件分别生成NaHSO4、Na2SO4

醇与H2SO4(浓)在较高温度（170℃左右）发生消去反应生成烯烃；在较低温度（140℃左右）发生取代反应生成醚。溶剂不同决定反应类型、生成的产物不同卤代烃与NaOH在醇作溶剂发生消去反应生成烯烃；在H2O作溶剂发生取代反应生成醇。实验操作注意事项气密性检验——几种方法控制加液速度（包括瓶内压强加大，加液不畅等）

——通过洗气瓶观察、装连通管等用H2、CO、NH3等还原时操作——选通气后加热，先停止加热后断气

用C（木炭）还原CuO时，必须碾细混匀，防止散热等，提高反应温度有气体参与实验，注意干燥，防倒吸，尾气吸收措施有重金属离子参与的要注意污水处理问题（包括有危险性产物产生：如银镜反应）取用危险物品：如K、Na，还有白磷P4（易自燃）需在水中切割，如太硬，就需放入40℃热水中变软后再切。切下屑、白磷溶液不能乱丢，要回收或烧掉、小刀、滤纸。镊子…都必须做灼烧处理。在做电泳、电镀、电解实验时，必须注意电压选择，镀体处理、镀液处理

测定变质Na2O2(含Na2CO3)的纯度方案一：通过测定CaCO3或BaCO3质量（重量法）注：m1指样品质量；m2指CaCO3质量。样品溶解加BaCl2较好（避免产生微量Ca(OH)2

）,过滤、转移、洗涤（如何证明洗涤完全？）;精确称量至恒重。方案二：通过测定CO2质量（重量法）溶解样品，称量反应前m2(干燥管+碱石灰)，检查气密性，驱赶残留空气，改用稀和H2SO4；鼓气使CO2尽量被吸收，防止空气中CO2、H2O(气)进入干燥管，控制反应速度，精确称量称量反应后m3(干燥管+吸收CO2的碱石灰)方案三：通过测定CO2体积（容量法）

溶解样品，检查气密性，可用足量稀H2SO4

(较HCl

好，不易挥发，不与NaHCO3溶液反应产生CO2)，用排饱和NaHCO3溶液（减少CO2溶解）收集并测定V(CO2)，可用倒扣量筒测定

Na2O2%=（m1-106×V/22400）/m1

×100%

误差—测V：Na2O2与酸、水反应产生O2混在CO2中

测定在非标态，Vm≠22.4L/mol，有误差

方案四：直接测定V(O2)

检查气密性，称量样品，加水反应，用排水法测定V(O2)2Na2O2+2H2O→4NaOH+O2Na2O2%=（78×2×V/22400）/m1

×100%

分解不完全，放出速度较慢不需用浓H2SO4干燥，广口瓶导管内均充满水误差：类似方案三压强因素方案五：用盐酸滴定Na2CO3、NaOH(容量法)

溶解的样品mg，加甲基橙指示剂，用标定盐酸滴定，读取滴定时初读数V0及终读数V（至橙色）

样品加一定量水后，取出其中一定量进行滴定滴定几次，取平均值

H2O2分解不完全，会带来误差，红—粉红（难辩）—无色；Na2O2、H2O2强氧化性使指示剂褪色问题：若用酚酞（变色范围8-10），Na2CO3只能被中和至NaHCO3

，不能达到CO2此时，须用双指示剂法滴定取液

第一次滴定（酚酞8-10）第二次滴定（甲基橙3.2-4.4）

消耗盐酸