化工与材化专业上机练习指南

化工与材化专业上机练习指南PAGEPAGE4上机练习内容及作业说明：共8次上机练习，16学时，题目有9组（8,9选一），每次上机完成的作业保存好，最后统一保存到老师指定的机器上，注意每次上机不要着急作题目，应该仔细每个软件的使用，所谓“磨刀不误砍柴工”。只要大家认真练习，即使没有全部完成要求内容也不影响上机成绩，没有完成的部分可以课后完成，机房平时对大家免费开放。1次上机练习作业（Chemwin6.0）阅读练习ChemWindow6.0的使用教程，掌握利用Chemwin6.0绘分子结构图、实验装置图的方法与技巧。了解Chemwin6.0常用命令的基础上绘制以下分子结构图：用Chemwin画出以下直链烃分子图。2、用Chemwin画出以下芳烃分子图3、作以下分子的平面结构图注意都是单键4、作以下分子的平面结构图Laboratories\ChemWin\Libraries\labglass.cwl)中选取仪器部件作以下的实验装置图（图中的某些部分进行必要修改）。第2次上机练习内容及作业（origin）一、阅读ORIGIN的使用.PDF（其他教程也可以），掌握利用origin6.0进行数据处理和绘图的方法与技巧。主要内容有：origin窗口的组成；数据的输入、编辑、和保存；数据的统计处理：数据按某列升序或降序排列、按列求和、均值和标准差、t检验等。掌握常用工具按钮。二、掌握利用origin进行数据处理和多元线性拟和、一些特殊非线性拟和的方法与技巧。上机作业：1、时间和吸光度的关系如下（共25对数据）：（见计算机在化学中的应用：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在计算机上绘出t与A的关系图，标出横纵坐标，并进行一元线性拟和，要求标出横纵坐标单位等必要的说明文字。2、已知铁在温度100-600℃之间的热焓变化∆HTt(℃)100200300400500600∆HT(KJ.mol-1)2.5375.3768.43111.7215.2919.33将此关系做出图形，用一元线形拟合，建立下面的回归方程:∆HT=a+bT，求出a,b的值，并算出∆HT为14KJ.mol-1时的t是多少？3、根据下列c与T的关系求解方程中的参数T(min)12345678c(mol/L)6.64.73.32.31.71.150.780.56绘制c与T关系曲线，若已知数学模型为c=c0eAT,求模型中的系数和复相关系数R。3、研究某一地区湖水内生物耗氧量y与湖水中有机磷浓度x1、无机磷浓度x2和含氮量x3之间的关系，得到下表数据编号x1x2x3y10.425586.220.423636.433.119206.040.634576.754.724396.561.765635.279.444267.0810.131757.8911.629738.9y=b0+b1x1+b2x2+b3x3，求其回归方程及其系数b0,b1,b2,b3和R4、测得导电材料的电阻R和温度T的关系为T(℃)19.12530.1364045.150.0Ri(Ω)76.377.8079.2580.8082.3583.9085.1将此关系做出图形，用一元线形拟合，建立下面的回归方程:R=a+bT，求出a,b的值，并算出R为83时的T是多少？5、已知一组实验数据如下:t2.22.73.54.1f65605350绘制f与t关系曲线，若已知数学模型为f=qetp,求模型中的系数q、p和复相关系数R。6、练习双坐标图的画法。第3次上机练习内容及作业（Chemoffice）阅读并练习ChemDraw7.0的使用\01-08.ppt（前面8个PPT文档），掌握利用ChemDraw7.0绘图的方法与技巧，掌握常用工具按钮。在了解ChemDraw7.0常用命令的基础上绘制以下分子结构图：1、利用ChemOffice中的ChemDraw软件绘制下列分子的二维结构图，利用软件中的功能为相应的分子命名；并调用Chem3D显示所画分子的三维图形。图1：图2：2、利用ChemOffice中的ChemDraw软件绘制下列分子的二维结构图，给出该分子的IUPAC命名，并进行1HNMR预测结果3、绘出分子的结构图3、作出以下化学反应图。4、画分子结构图5画分子结构图6画Aspirin的分子图：（右端三个氢）7绘制下面的分子图并给出相应的结构信息第4次上机练习作业（Chem3D）一、阅读练习ChemDraw7.0的使用\chemdraw-09-Chem3D实例指导.ppt，掌握使用Chem3D的方法与技巧：1、建立模型。2、检查结构能量：能量最低计算。3、ChemDraw和Chem3D信息转换。4、分子轨道(HOMO及LUMO)二1、利用ChemOffice中的ChemDraw软件绘制下列分子的二维结构图，并利用Chem3D显示其三维图形，并进行分子构型优化（可以利用分子力学，量子力学半经验方法）2、作苯、苯胺和对位甲基硝基苯分子球棒图。 3、对位甲基硝基苯模型构建完成后，对其进行分子动力学模拟。（在MM2菜单下，选择MolecularDynamics，设置完成后点击RUN），绘制20个单体的聚乙烯分子，同样进行分子动力学模拟。5、作出以下分子的最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)表面图。苯和硝基苯6、计算说明二氯乙烯三种异体结构稳定性次序。7、求丁烷分子某键长、键角、二面角及两个原子的距离。(1)先用Chem3D作出出丁烷球棒图并显示原子类型与编号如下。（原子的序号是可以改的）(2)试求：1)C(1)-C(2)键长。2)C(2)-C(1)-C(4)键角。C(2)-C(1)-C(4)-C(9)二面角。C(2)与C(9)之间的距离。第5次上机练习作业（Hyperchem）一、阅读练习HyperChem程序及其应用，掌握如何选择分子图形的显示方式，掌握工具按钮作用，掌握利用HyperChem绘图的方法与技巧；了解利用HyperChem进行分子力学、量子化学半经验、从头算方法对分子构型进行优化的方法和优化后单点能计算方法。了解HyperChem常用命令的基础上绘制以下分子三维模型图，并利用分子力学、量子化学半经验方法进行结构优化，并计算分子1、2的单点能。丁二烯Aspirin三、1、利用Hyperchem作苯、甲苯、苯胺的一些前沿分子轨道能级图。2、Hyperchemy作乙烯、丙酮、丁二烯的一些前沿分子轨道能级图。3、绘出NH3分子图形，进行几何优化，利用从头算计算其单点能，选择振动分析计算和观察其振动光谱。4、绘制聚乙烯分子短链，进行分子动力学计算练习。第6-7次上机练习作业（AUTOCAD练习）一、阅读并练习：化工制图教程\幻灯片\第1章，第2章，第8章，熟悉AUTOCAD2004软件的功能和界面，练习绘图的主要命令，了解绘制化工流程图的基本要点，熟练掌握绘图、编辑修改、标注等工具按钮。二、绘制下面工艺流程图1、2、MTBE装置流程图（可以课后完成再上交）具体见资料文件夹中的相关图片文件第8次上机练习作业（ChemCAD）（化工专业）仔细阅读Chemcad中文入门.pdf文件完成下面设计任务。课后完成应用举例二第9次上机练习作业（Gaussian03）仔细阅读Gaussian03操作与实例（一）完成下列作业：1、MP2/6-31G*水平下CH4结构优化和频率分析%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、丙烯单点能计算——电荷分析

C:\G03W\exercise\2_01.gjf

PropeneSinglePoint

#TRHF/6-31G(d)

运行结果如下：

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图二

3号C原子的电荷<1号<2号，原因是它们连接的H原子依次减少，H原子提供给C原子的电荷依次减少；H原子都带少量的正电荷，整个分子呈电中性。

3、用GView提交G03作业

如果你不熟悉写G03的输入文件，不妨让GView来帮忙。使用G