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计算机在化工中的应用-练习题


湖 北 工 程 学 院
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计算机在化工中的应用练习题
一、正交实验设计软件应用题 1、为了提高某种产品的质量,研究 A(温度,℃) ,B(压力,kg) ,C(配比,%) ,D(时间,h)
四个因素对质量指标的影响。每个因素各取 3 个水平(见表 1.1)进行实验。请根据实验方案选择合 适的正交表安排实验,并用直观分析方法寻找最优实验方案。 表 1.1 因素 水平 1 2 3
4

学 号:

A(温度,℃) 110 120 130

B(压力,atm) 1 2 3

C(配比,%) 3 5 7

D(时间,h) 5 7 9

注:按 L9(3 )设计实验,其实验质量指标分别为 84,82,90,73,61,70,80,78,90。

二、用 Origin 软件制作实验曲线 1、 1、 用 Origin 软件画出某电池的放电电压和极化电流随时间的变化曲线 (双 y 轴) (数据见表 1)。 t / min i / mA V/V 0 9.50 1.88 30 9.03 1.46 60 8.65 1.43 80 8.03 1.38 100 7.41 1.32 120 5.70 1.28 140 4.28 1.21 150 2.85 1.18

姓 名:

2、 现有某活性炭吸附甲醇的实验数据见表 2。用 Origin 软件画图。以压力为横 坐标(x 轴),以吸附量为纵坐标(y 轴),考察三个不同温度下,压力与吸 附量的变化曲线(并且标示温度)。
压力/mmHg 吸附量/g g-1 温度/℃

班 级:

20 0.23 0.12 0.05

40 0.28 0.18 0.09

80 0.33 0.21 0.14

120 0.36 0.24 0.17

140 0.38 0.29 0.19

160 0.39 0.31 0.20

20 40 60

3、某化学反应的速率 k 与温度 T 满足 Arrhenius 方程: k ? Ae RT (A 为指前因子, E Ea 为活化能) ,应该改写上述方程为: ln k ? ln A ? a ,请根据以下实验数据作出 RT 图形,再根据线性拟合方法求出活化能。

?

Ea

T/K k/[dm /(mol?s)] (1/RT)× 4 10 ln(k× ) 10
-3 3

295 3.55 4.0773 -5.64081

223 0.494 5.3937 -7.61298

218 0.452 5.5174 -7.70183

213 0.379 5.6469 -7.87797

206 0.295 5.8388 -8.12854

200 0.241 6.0140 -8.33071

195 0.217 6.1682 -8.43561

三、Chemoffice 软件应用题………………(25 分)

1、利用 Chemdraw 绘制下列分子结构或反应式 (1) 、

(2) 、

(3) 、

2、利用 Chemdraw 绘制一套简单蒸馏装置图。 分) (5 3、 Chemdraw 和 Chem3D 绘制顺 1-特丁基-4-硝基-环己烷优势立体构象。 分) 用 (5

四、word 软件应用 1、利用 word 插入对象中公式编辑器或 mathtype 软件输入下列公式:

K ? ? K c ? ? (q* )? B e ??r ? 0 / kT
B

? ?H ? cp ? ? ? ? ?T ? p

[? ]=

[2(?sp ? ln ?r )]2 C

1

2、画出如下流程图(利用文本框操作,请用图形的组合与取消组合命令)
Δ H,Δ S CH3CH2OH (l mol, l, 50℃, 100kPa) Δ H1 Δ S1 Δ H2,Δ S2 CH3CH2OH (l mol, l, 78.3℃, 100kPa) CH3CH2OH (l mol, g, 50℃, 100kPa) Δ H3 Δ S3 CH3CH2OH (l mol, g, 78.3℃, 100kPa)

3、制出下列三线表格

表 2 各种因素对产率的影响 实验 序号 1 2 3 单体与引发剂比 [M]/[I] 10:1 20:1 30:1 温度 (℃) 120 120 120 时间 (h) 16 16 16 产率 (%) 90.22 96.45 95.99

得分

阅卷人

五、Gaussian 软件应用题 利用 Gaussian03 进行甲醛单点能,并查看分子轨道。 输入文件为: %chk=学号.chk # RHF/6-31G(d) Pop=Full Test Formaldehyde Single Point 0,1 C 0. 0. 0. O 0. 1.22 0. H 0.94 -0.54 0. H -0.94 -0.54 0. 采 用 GaussView 打 开 Scratch 目 录 中 的 学 号 .chk 文 件 , 打 开 菜 单 的 “Results”—— “Surfaces”,算出单点能,并查看 HOMO 以及 LUMO 轨道形状。

六、Aspentech 软件应用题

使用 Aspentech 软件模拟甲醇与二甲醚-水混合物精馏分离二甲醚过程。 模块选 Radfrac,设定三个物流 A (为输入物流) 、B(为塔板顶流出物流) 、C(塔 板底流出物流) ;设定单位、名称和账号;组分分别设为 1(为水) 、2(为甲醇) 、 3(为二甲醚) ;设定物流估算方法为 PENG-ROB;设定输入物流总流量(8kmol/hr)、 温度(30℃) 、压力(8kg/sqcm)和组成(摩尔分率 1:2:3=0.4:0.27:0.33) ;设定塔板数 (7)、 回流比(2)、 精馏流出流量(2.5kmol/hr)、 输入物流输入塔板位置(中间塔板进入)、 塔压(Top/Bottom=7atm)等,计算结果,显示每个塔板组分、塔热容量、二甲醚 纯度。

七、 《计算机在化工中的应用》课程学习体会与建议


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