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计算化学ppt总结

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有关化学式的计算PPT教学课件

有关化学式的计算PPT教学课件

某碳酸氢铵化肥的外包装袋
上部分说明如图所示，请仔细阅 读并回答下列问题：
（1）保存该化肥应注意
。
（2）这袋化肥中氮元素的质量
为
g。
（3）这袋化肥的纯度为？（纯 度指碳酸氢铵的质量分数）
碳酸氢铵
（NH4HCO3） 净重：50g
含氮量：16.8% XXX化学工业公司
29
计算公式：①某纯净物的质量分数= ×100%
3
相对分子质量：
• 1、定义：化学式中各原子的相对原子质量的总 和，就是相对分子质量
• 2、说明：
（1）相对分子质量是一个比值，是相对质量。 （2）单位是“1”，省略不写。 （3）是化学式中各原子的相对原子质量的总和
4
1、计算物质的相对分子质量
例题1:计算O2、H2O、(NH4)2CO3的相对分子质量 书写格式：
8
② 3H2O的相对分子质量 = 1 ×6+16 ×1=22
（错）
改： 3H2O的相对分子质量 = 3× （1 ×2+16 ×1）=54
注意2：化学式前面的数字表示分子个数。 计算时先求一个分子的相对分子质量，再乘以分子的 个数，即得出几个分子的总相对原子质量。
9
③CuSO4·5H2O的相对分子质量 （错） = 64 ×1+32 ×1+16 ×4 ×5 × （1 ×2+16 ×1）
解： 设R的相对原子质量为X
X×2+16×3=160 X=56
答： R的相对原子质量为56
11
1、若化合物HnRO3n-2的相对分子质量为M，则元 素R的相对原子质量为多少？
12
3、根据相对分子质量计算分子 中某原子的个数
练习：已知化合物Na2SOx的相对分子质量 为126，求一个该分子中氧原子的个数.

《计算化学简介》课件

《计算化学简介》课件

3 分子模拟在纳米材料研究中的应用 4 计算机辅助药物设计
通过模拟纳米材料的结构和性质，提供设 计和优化纳米材料的指导。
利用计算方法筛选药物分子，加速新药开 发和优化过程。
计算化学未来的发展方向与挑战
大数据和人 工智的应用
利用大数据和人工 智能技术，提高计 算化学的速度和准 确性。
宏观化学过 程的计算模 拟
发展能够模拟宏观 化学过程的计算方 法，如催化剂反应 和材料合成。
多尺度计算 的发展
将不同尺度的计算 方法结合，实现对 分子和材料性质的 准确预测。
挑战与机遇
面临着大规模计算、 能源和环境问题等 挑战，同时也具备 推动计算化学发展 的巨大机遇。
通过计算和分析分子的轨道来预测和解释其性 质和反应。
常用的计算化学软件工具
如Gaussian、VASP和GAMESS等，提供各种计算 化学方法和模拟工具。
计算化学在化学研究中的应用
1 结构优化和反应动力学模拟
2 化学反应机制的研究
通过计算方法优化分子结构，模拟和预测 化学反应的速率和机理。
揭示化学反应的过程和机理，为实验设计 和化学品的合成提供指导。
2
发展历程
经过半个多世纪的快速发展，在理论、方法和应用方面都取得了重大突破和进展。
3
应用领域
被广泛应用于药物设计、材料科学、反应机制研究等领域，对推动化学发展起到了积 极作用。
计算化学所需的数学和物理基础知识
量子力学基础
研究微观粒子的行为和性质，是计算化学的 基石。
统计力学
研究集合中的微观粒子的统计性质，为模拟 和预测宏观行为提供基础。
《计算化学简介》
计算化学是研究如何运用计算方法解决化学问题的学科。本PPT课件将介绍计 算化学的概念、发展历史、基本方法和常用软件工具、应用领域以及未来发 展方向和挑战。

《化学反应中的有关计算》定量研究化学反应PPT课件

《化学反应中的有关计算》定量研究化学反应PPT课件

该同学很快列出计算过程，求出了氯化钾的质量。请你帮该同学检查是
否正确。
解：设生成 KCl 的质量为 x。
2KClO3=M=△n=O=2=2KCl＋3O2↑
122．5
74.5
27．5 g x
122.5 74.5 27.5 g＝ x
x＝16.7 g
答：生成 KCl 的质量为 16.7 g。
请回答下列问题： (1)从图中可知完全反应后生成的 O2 质量是 99..66gg。 (2)上述计算过程是否正确？错误(选填“正确”或“错误”)。如果错 误，请你重新利用化学方程式计算生成 KCl 的质量。
解：设生成 KCl 的质量为 x。
2KClO3=M=△n=O=2=2KCl＋3O2↑
149 96
x 9.6 g
19469＝9.x6 g
x＝14.9 g
答：生成 KCl 的质量为 14.9 g。
（D ）
5．某学生计算 30 g 碳与足量的氧气反应，可以得到 x g CO2 时，出现了
以下几种算式，其中正确的是
（B）
A.3102g＝4x4
B.1424＝30x g
C.1x2＝3404g
D.1x2＝3404g
6．12 g 镁在足量的氧气中完全燃烧，可得到氧化镁的质量为 A．16 g B．20 g C．28 g D．40 g
口诀：
三化学反应中的计算 化学式子要配平， 必须纯量代方程， 单位上下要统一， 左右倍数要相等， 遇到两个已知量， 应照不足来进行， 含量损失与产量， 乘除多少应分清。
知识点 1：利用化学方程式进行计算的依据
1．利用化学方程式计算的依据是 A．化学方程式表示了一种化学反应过程
（） C
B．化学方程式．KClO3

化学计算中的几种常用方法 60页PPT文档

化学计算中的几种常用方法 60页PPT文档

由木炭、水蒸气制取NH3的关系为:3C~4NH3。
(2)元素守恒法
4NH3+5O2
4NO+6H2O
2NO+O2 2NO2
3NO2+H2O 2HNO3+NO
经多次氧化和吸收，由N元素守恒知：
NH3~HNO3 （3）电子转移守恒法 NH3 失去8e- HNO3,O2 得4e- 2O2由得失电子总数相等知，NH3经氧化等一系列过程 生成HNO3，NH3和O2的关系为NH3~2O2。
章末考能特训
解题技能 2.化学计算中的几种常用 方法
解题虽然没有一成不变的方法模式，但应建 立解题的基本思维模式：题示信息+基础知识+逻 辑思维。掌握正确的解题方法能简化解题过程， 提高解题能力，常用的解题技巧有：
1.差量法
（1）差量法的应用原理
差量法是指根据化学反应前后物质的量发生变化，找出
“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气态物
小的百分率为20 L/120 L×100%=16.7%。
2.关系式法
物质间的一种简化的式子，解决多步反应，计
算最简捷。多步反应中建立关系式的方法：
（1）叠加法(如利用木炭、水蒸气制取氨气)
CH2O(g) COH2O(g)
CCOOH22H2
C2H2O(g) N23H2
C2NO2H32H2
（2）使用差量法的注意事项
①所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例
关系。
②有关物质的物理量及其单位都要正确地使用。
（3
质量差法
【典例导析1】 取一定量的CuO粉末与0.5 L稀 硫酸充分反应后,将一根50 g铁棒插入上述溶液 中，至铁棒质量不再变化时，铁棒增重0.24 g， 并收集到224 mL气体（标准状况）。求此CuO 粉末的质量。 解析 由题意可知，CuO粉末与稀硫酸充分反 应后，硫酸过量。引起铁棒质量变化时涉及下

化学基本量及其计算PPT课件

化学基本量及其计算PPT课件

g
w m溶质 100% m溶液
质量相同，溶质质量分数 相同的溶液中，所含溶质 的质量相同，但溶质的物 质的量不同
第22页/共34页
2.2 物质的量浓度
类型1:概念计算
例题1：配制500mL0.1mol/L的NaOH溶液 需要NaOH的质量是多少克？
思考：1L该溶液中含有多少个Na+？
第23页/共34页
第12页/共34页
2.1 物质的量
微粒（个）
1×（6.02×1023） 2×（6.02×1023） 3×（6.02×1023）
物质的量（摩尔）
1 mol水 2 mol水 3 mol水
微粒数= ?物质的量×（6.02×1023）
第13页/共34页
2.1 物质的量
摩尔质量
1．定义：单位物质的量的物质所具有的质量。 2．符号：M 单位：克/摩尔（g/mol或g·mol-1） 3．摩尔质量数值上都与该粒子的相对原子质量 或相对分子质量相等。
(1)写出有关的化学方程式 (2)找出相关物质的计量数之比 (3)对应计量数，找出相关物质的物质的 量 (4)将有关的四个量列出比例式， 求出 未知量 (5)写出简明答案
2.1 物质的量
气体摩尔体积
物质的量 n
气体的体积 V 气体的摩尔体积
Vm
n V Vm
第18页/共34页
2.1 物质的量
本节小结
第19页/共34页
2.2 物质的量浓度
物质的量浓度
定义：以单位体积溶液里所含溶质B的物质的 量来表示溶液组成的物理量，叫做溶质B的物 质的量浓度。
公式：c(B)
溶液B的物质的量 溶液的体积 V
2.1 物质的量
物质的量及其单位

初三化学计算复习资料课件.ppt

初三化学计算复习资料课件.ppt
(1)蛋氨酸的相对分子质量是____________。 (2)蛋氨酸中氧、硫元素的质量比为____________，氮元 素的质量分数为____________。 (3)合格奶粉每100 g中含蛋白质18 g，蛋白质中氮元素 的平均质量分数为16%，则每100 g合格奶粉中氮元素的质量 至少为__________g。
（一）计算相对分子质量时需注意问题：
例： 计算下列物质的相对分子质量：
（1）过氧化氢(2H2O2)
解：2H2O2的相对分子质量=2（1×2+16×2）=2×34=68
(2) 胆矾（CuSO4·5H2O）
胆矾的相对分子质量=64+32+16×4+5×（1×2+16） =160+90 =250
（二）典型例题
溶液质量1×溶质%1＝溶液质量2×溶质%2
配制溶液
配制溶液 稀释溶液
溶液的计溶算液的—计算
—
题型稀释溶液 题型 与溶解与度溶相解结合度相结合
涉及化涉学及反化应 学反应
（一）常见题型及基本思路： (1)溶液加水稀释的计算：
根据稀释前后溶质的质量相等，可用以下计算式计算： m(浓)×a%(浓)=[m(浓)+m(水)] ×a%(稀）
初三化学计算复习资料
化学计算题包括：
1 根据化学式的计算 2 根据化学方程式的计算 3 溶液中的计算 4 化学计算的简单综合
解题步骤： 解题分为三步即审题、析题、解题。
审题就是阅读原题，理解题意，了解特点和类型，弄清已 知和未知，要防止不看全题断章取义，粗心大意。
析题就是剖析原题，在审题基础上弄清关键词语的含义， 对众多事实或复杂现象进行分析、综合、挖出隐含条件及 内在联系找出突破口，从而确立解题思路和方法。这是解 题中最关键的一步。
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分子力学理论
采用经典物理对分子进行处理，方法便 宜。 缺点：具有针对性、忽略电子
电子结构理论
基于薛定谔方程，采用量子化学方法对分子进 行处理，主要有半经验方法和从头算方法。 缺点：从头算的计算量很大
同
1.计算分子的能量 2.进行几何优化 3.计算分子内运动的频率
密度泛函（Density Functional Methods） 采用泛函（以函数为变量的函数）对薛定谔方程进行求解。由于此方法包含 了电子相关，其计算结果要比HF方法好，计算速度也快。
6-31G(d)(6-31G*)
6-31+G(d) 6-31G(d,p) 6-311+G(d,p) 6-311+G(2d,p)
[H-Cl]
[H-Cl] [H-Cl] [H-Br] [H-Br]
6-31G(d,p)(6-31G**) [H-Cl]
6-311+G(2df,2p)
6-311++G(3df,2pd)
5
频率计算
1.红外和拉曼光谱（频率和强度） 频率分析的计算要采用能量对原子位置的二阶导数 2.为难进行的优化计算力常数 力常数是能量对坐标的导数 3.确认所优化构型的性质 无虚频表明所得结构式具有极小值的构型，一个虚频表明优化得到的是 过渡态，两个以上的虚频表明优化所得到的是高阶鞍点。 4.计算零点能和热能(用于对总能量的矫正)以及其他的如熵和函等热力学 性质。 计算的输入：同时设置几何优化和频率分析（Opt+Freq）
计算化学 ppt总结
XXX 201 年 月 日
1
CONTENTS 目 录
计算模型
2 3 4
GaussView使用简介
单点能计算
几何优化
5
CONTENTS 目 录
频率计算
6 7
基组的选择
选择合适的理论模型
1
异
计算模型
计算化学的方法主要有分子力学理论（Molecular Mechanics)和电 子结构理论（Electronic Structure Theory)
MPn方法以HF方法为 基础，因而受到HF方 程的局限，不能很好 的处理非限制性开壳 层体系
MP微扰理论（包括 MPn,n=2、3、4、 5）；二次相关能； 耦合簇方法； Brueckner Double能
密度泛函方 通过把电子能量分成动能， 法（Density 电子-核相互作用和说明剩余 Functional 电子相互作用的交换相关项 Theory 这几部分进行分别计算 Methods,DFT）
精度比HF要高的多， 时间耗费比HF方法略 B3LYP、B3PW91 与传统电子相关方法 大 相比（MP2）精度不 差多少，但计算时间 要少的多
Hale Waihona Puke 近期主要工作： 1.完成课程以及相关作业外； 2.通过学习计算化学ppt，学习高斯软件计算原理，熟悉高斯操作； 3.学习UE软件、服务器的基本操作
THANK YOU
6
基组的选择
量子化学中的基组用于描述体系波函数的若干具有一定性质的函数。基组 是体系内轨道的数学描述。根据体系的不同，需要选择不同的基组，构成 基组的函数越多，基组便越大，计算的精度也越高，计算量也随之增大。 1.斯莱特型基组
2.高斯型基组
3.压缩高斯型基组
最小基组 劈裂价键基组 极化基组 弥散基组 高角动量基组
化学模型的应用
1.模型的建立
2.分子的稳定构形
3.分子的各种谱图
3.化学反应的机理 4.分子中的化学键
2
GaussView使用简介
一、构建高斯的输入文件
二、以图的形式显示高斯计算的结果
3
单点能计算
单点能计算是指对给定几何构型的分子的能量以及性质进行计算。可用 于： 1.计算分子的基本信息 2.分子构型优化前的检查 3.由较低等级计算得到的优化结果上进行高精度的计算 4.计算条件下，体系只能进行单点计算 5.单点能的计算可以再不同理论等级，采用不同基组进行
适用范围 优点 缺点 代表方法 因为在自然情况下分子主要以能量最低的形式存在，故对分子性质的研究是从优化而不是单点能 计算开始。 半经验方法 1.非常大的 系统 因为参数来自于特殊 不能处理氢键、过渡 AM1、PM3、MNDO
电子相关和 后SCF方法
MPn方法特别适合进行化学 精度上有所提高 反应的模拟计算；耦合簇方 法和QCI方法提供高于MP4等 级的处理电子相关的方法
需要描述稳定点时必须考虑的问题
目的 虚频数
0个
显示
是极小值 不是极小值
处理
比较其他异构体，得到最小值 继续寻找，尝试改变对称性，或按虚 频的振动模式修正分子结构 尝试Opt=QAT或QST3寻找过渡态 判断其是否与反应物，产物相关
寻找极小值
1个
0个 1个 寻找过渡态
是极小值 是过渡态
多个
是高阶鞍点，不是连接两 尝试QST2，或者检查虚频对应的振动 点的过渡态 模式，其中之一可能是指向反应物和 产物，在该点的过渡态方向下修正分 子，重新计算
[H-Br]
[H-Br]
对重原子加上2d和1f函数，并加上弥散函数，对氢原子加上2p函数
对重原子加上3d和1f函数，对氢原子加上2p和1d函数，并且二者都加上弥散函数
7
选择合适的理论模型
2.处理大体系的第一步 3.简单有机分子 4.一些分子的定性研究：分 子轨道、原子电荷、振动简 正模式 的体系，所以其计算 态和没有良好参数的 针对这一类体系有较 原子 高的准确性
4
几何优化
因为在自然情况下分子主要以能量最低的形式存在，故对分子性质的研 究是从优化而不是单点能计算开始。 势能面：分子可能的结构所对应的能量值的图形。能量最低的点叫全局 最小点；势能面上某一区域内能量最小的点叫局域最小点，一般对应着 可能存在的异构体；鞍点是势能面上在一个方向有极大值而在其他方向 上有极小值的点，通常对应的都是过渡态。 寻找极小值：对于所有的极小值和鞍点，其能量的一阶导数(梯度)，都是 零，这样的被称为稳定点。 自洽场（self-consisitent field,SCF）:一种求解全同多粒子系的定态薛定 谔方程的近似方法。 收敛标准：当计算出的两个能量值的差落在默认程序的标准之内时，程 序就认为收敛达到，优化结束。
4.第三周期以后的原子基组
6
基组 STO-3G 3-21G
基组的选择
应用原子 [H-Xe] [H-Xe] 最小的基组，适用于较大的体系 在重原子上增加极化函数，用于大多数情况下计算 在氢原子上增加极化函数，用于精确能量计算 增加弥散函数，适用于孤对电子、阴离子和激发态 在氢原子上增加p函数，6-31G(d,p)基础上增加弥散函数 在6-31G(d)基础上加额外的价函数，如果需要也可以通过加上一“+”来实现对氢原子 加上弥散函数 对重原子加上2d函数，并加上弥散函数，对氢原子加上1p函数 描述与说明