时间：2023-03-21 17:11:22
序论：在您撰写计算化学论文时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
(1)课程的综合性特点。
《计算机在化学化工中的应用》是由计算机和化学化工等多个专业交叉融合而成的新课程，旨在使学生掌握利用计算机技术解决化学化工领域问题的基本方法，提高学生利用现代技术去解决本专业问题的综合能力。这就要求大学生不仅要掌握计算机的基本理论知识，熟悉常用化学化工专业软件的运用，还要提高通过互联网获取化学化工信息的检索能力等。
(2)课程的实践性特点。
《计算机在化学化工中的应用》与其它课程的不同之处在于其实践性非常强。除了规定的上机练习实践教学外，在计算机命令和执行的演示，化学化工软件程序说明和运行的示范，计算机网络技术应用和信息资源检索等都需要教师指导学生通过反复实践练习才能掌握，所以采用传统的单纯理论讲授的教学方式难以达到应有的教学效果。
(3)课程的前沿性特点。
《计算机在化学化工中的应用》是运用计算机技术来解决化学化工领域中问题的一门新课，而计算机科学与技术在现代科技领域中又是更新换代最快的一个学科，再加上化学化工行业本身飞速发展的特点，势必要求在教学过程中不断探求相关知识前沿，及时注入最新的科技成果才能确保教学的质量和效果。
2不断拓展《计算机在化学化工中的应用》课程的教学内容
《计算机在化学化工中的应用》所涉及的范围异常广泛，所应用到的计算机软件也相当繁杂，而目前各个高校并没有一套较权威的专门教材。为了确保教学质量和教学效果，我们对该课程的教学内容进行了动态的设计与管理。
(1)电子讲义取代纸质课本。
随着科学技术的迅速发展，计算机技术在化学化工上的应用也日新月异。因此，为了开拓学生视野，把计算机技术在化学化工应用的新信息、新知识和新动向及时充实到教学内容中，以反映当前该学科领域的新理论和新动态，我们结合实际编写了本课程教学的电子讲义，取代了传统的纸质课本，不仅方便了学生课前预习与课后复习，而且博众家之长，有效避免了一书独大的局限性。
(2)师生共同设计学习内容。
传统的教学方法是教师根据教学大纲来设计和安排教学的具体内容，学生只是被动地接受知识。我们结合《计算机在化学化工中的应用》的课程特点，由主讲教师公布教学大纲和重点，广泛征求往届学生和应届学生意见，采取了教师主导，学生参与，共同完成学习内容设计的方法，受到了学生广泛好评。
3积极推进《计算机在化学化工中的应用》课程的教学形式及教学方法改革
教学质量的提高依赖于教学手段改进和教学方法创新。在《计算机在化学化工中的应用》的教学实践中，我们采取了多种形式和方法进行了教学改革与探索:
(1)理论教学与实践教学相结合。
《计算机在化学化工中的应用》课我们采用了2/3理论和1/3实践的模块教学形式。理论教学以教师课堂讲授为主，课堂讨论为辅的交互式教学模式。与课堂上的教学相比，学生对于实践教学表现出更大的兴趣。通过上机练习实践教学不仅能巩固和融会贯通理论知识，更重要的是能反映出学习过程中存在的问题。
(2)现代技术与传统模式相结合。
《计算机在化学化工中的应用》课的理论教学模块中，我们采用多媒体与传统模式并用的课堂教学方法。对于涉及计算机技术方面的内容，我们多采用多媒体演示的形式进行教学，而对于化学化工知识方面的内容，我们又运用了一些传统的板书和实物模型展示的方式进行教学。这种现代技术与传统模式相结合的教学方式，丰富了课堂教学形式，提高了学生的学习兴趣和学习效率。
(3)自主探究与课外辅导相结合。
培养学生的主体性是现代大学的基本理念，也是我国当前高等教育改革的重要内容。大学生的主体性是需要通过教育实践来培育、弘扬、规范和定型的。为此，我们通过探究式教学方法，让学生带着问题积极参与到教学的各个环节中，使其成为课堂学习的真正主人。在课后，教师要布置相应的课外练习作业，并辅导学生巩固课堂教学内容。
(4)大辅导与小专业相结合。
《计算机在化学化工中的应用》课是化学化工所有专业学生的选修科目，选修的学生人数较多，但专业方向不同。在教学中，我们采用了基础知识大辅导，模拟实践与具体小专业方向相结合的方式，做到了个性与共性的有机统一。
(5)师生面对面与网上互动相结合。
在《计算机在化学化工中的应用》教学中，我们不仅在课堂上面对面辅导学生学习，课下还通过QQ群、电子邮箱、微信群等多种形式与学生进行课程内容的交流与互动，从而激发了学生的自主学习的兴趣，拓展了传统教学的内容和空间。
4优化创新《计算机在化学化工中的应用》课程的考核方式
学生的课程成绩评定是对其学习成果的一个总结，学习过程是一个动态变化的过程，课程考核方式对促进学生学习起着重要的导向作用。通过优化考核方式，使教师由课程成绩评定的仲裁者转化为课程学习的鼓励者。因此，优化考核方式是教学改革的重要组成部分，是实现优质教学效果的有力保障。在《计算机在化学化工中的应用》课的考核中，我们改变了一张卷子定成绩的传统方式，开展了学习过程评价和学习结果评价相结合的多种形式并举的考核方式探索。为提高学生对上课、作业、上机操作等各个教学环节的重视程度，也为了能科学合理的评定课程成绩，达到全面客观考核学生掌握知识情况的目的，该课程的考核方式采用平时考核、上机操作考核和期末考核相结合的方式。学生的成绩分为平时成绩、上机操作成绩和期末考试成绩三个部分，其中平时成绩占20%，上机操作成绩占20%，期末考试成绩占60%。平时成绩包括上课考勤、课堂互动表现和平时作业等;上机操作成绩包括预习报告、上机操作报告和师生互动信息反馈等;期末考试成绩由理论卷面成绩和上机实践成绩两个部分组成。通过考核方式的优化，一方面促使教师做到多策并举、因材施教，另一方面也激发了学生自主学习的积极性，达到了既关注学习过程又重视学习结果的目的。
5结语
1.1建立数学模型
工程上的计算是以函数，尤其是数值函数为基础的。所谓数值函数就是说在函数的定义域中每一点x就可得位移的f{x}值，此值成为f在x处的值。例如，如何表示空气的cp{T,P}函数？我们可以利用计算机，输入程序，就会得到很精确的结果。除了上述问题，还有很多化学工程的数据处理的过程模拟，如：非线性方程求解、线性方程组的迭代求解、常微分方程数值解、偏微分方程数值解等等，都是先建立一个数学模型，然后带入计算机，最终得出一系列结果的。
1.2Office软件在化学工程中的应用
随着计算机的普及，越来越多的人把原本纸上的工作转移到计算机中去了。化学工程学科需要处理大批文档工作。譬如，化工论文的书写、化工文献的编辑、化工产品的说明，这些文档中常常会有大量的图表、公式、特殊符号，会话费人们大量的精力和时间，进而影响新信息的及时传播。有了Office中的Word软件，处理上述问题就方便多了。Word软件能够比较轻松地输入各种文档，还可以对文档进行多种编辑处理。编辑化工论文时经常用到的功能如：
（1）改变字体大小。
（2）随意设定版面。
（3）利绘图工具绘制实验流程图，并修改。
（4）利用公式编辑器编辑数学公式及化学反应式。
（5）可插入表格及页码。
（6）复制和删除方便。Excel工具的强大的分析数据功能可以将数据进行统计，然后将其规律性地展示出来。在处理化工数据时，我们可以利用Excel工具进行求平均值、自编公式计算等。
1.3Origin在化学工程数据处理中的应用
Origin是具有较强功能的实验数据处理软件。可利用Origin进行图形生成，我们可以在软件中输入实验后得到的数据，通过软件得到实验数据曲线图。为利用Origin工具绘制的实验数据图。通过图形或曲线，可以清晰明了地把大数据展示给他人，并从中发现数据之间的规律，以便更好地进行实验。
2结语
(1)课程的综合性特点。
《计算机在化学化工中的应用》是由计算机和化学化工等多个专业交叉融合而成的新课程,旨在使学生掌握利用计算机技术解决化学化工领域问题的基本方法,提高学生利用现代技术去解决本专业问题的综合能力。这就要求大学生不仅要掌握计算机的基本理论知识,熟悉常用化学化工专业软件的运用,还要提高通过互联网获取化学化工信息的检索能力等。
(2)课程的实践性特点。
《计算机在化学化工中的应用》与其它课程的不同之处在于其实践性非常强。除了规定的上机练习实践教学外,在计算机命令和执行的演示,化学化工软件程序说明和运行的示范,计算机网络技术应用和信息资源检索等都需要教师指导学生通过反复实践练习才能掌握,所以采用传统的单纯理论讲授的教学方式难以达到应有的教学效果。
(3)课程的前沿性特点。
《计算机在化学化工中的应用》是运用计算机技术来解决化学化工领域中问题的一门新课,而计算机科学与技术在现代科技领域中又是更新换代最快的一个学科,再加上化学化工行业本身飞速发展的特点,势必要求在教学过程中不断探求相关知识前沿,及时注入最新的科技成果才能确保教学的质量和效果。
2不断拓展《计算机在化学化工中的应用》课程的教学内容
《计算机在化学化工中的应用》所涉及的范围异常广泛,所应用到的计算机软件也相当繁杂,而目前各个高校并没有一套较权威的专门教材。为了确保教学质量和教学效果,我们对该课程的教学内容进行了动态的设计与管理。
(1)电子讲义取代纸质课本。
随着科学技术的迅速发展,计算机技术在化学化工上的应用也日新月异。因此,为了开拓学生视野,把计算机技术在化学化工应用的新信息、新知识和新动向及时充实到教学内容中,以反映当前该学科领域的新理论和新动态,我们结合实际编写了本课程教学的电子讲义,取代了传统的纸质课本,不仅方便了学生课前预习与课后复习,而且博众家之长,有效避免了一书独大的局限性。
(2)师生共同设计学习内容。
传统的教学方法是教师根据教学大纲来设计和安排教学的具体内容,学生只是被动地接受知识。我们结合《计算机在化学化工中的应用》的课程特点,由主讲教师公布教学大纲和重点,广泛征求往届学生和应届学生意见,采取了教师主导,学生参与,共同完成学习内容设计的方法,受到了学生广泛好评。
3积极推进《计算机在化学化工中的应用》课程的教学形式及教学方法改革
教学质量的提高依赖于教学手段改进和教学方法创新。在《计算机在化学化工中的应用》的教学实践中,我们采取了多种形式和方法进行了教学改革与探索:
(1)理论教学与实践教学相结合。
《计算机在化学化工中的应用》课我们采用了2/3理论和1/3实践的模块教学形式。理论教学以教师课堂讲授为主,课堂讨论为辅的交互式教学模式。与课堂上的教学相比,学生对于实践教学表现出更大的兴趣。通过上机练习实践教学不仅能巩固和融会贯通理论知识,更重要的是能反映出学习过程中存在的问题。
(2)现代技术与传统模式相结合。
《计算机在化学化工中的应用》课的理论教学模块中,我们采用多媒体与传统模式并用的课堂教学方法。对于涉及计算机技术方面的内容,我们多采用多媒体演示的形式进行教学,而对于化学化工知识方面的内容,我们又运用了一些传统的板书和实物模型展示的方式进行教学。这种现代技术与传统模式相结合的教学方式,丰富了课堂教学形式,提高了学生的学习兴趣和学习效率。
(3)自主探究与课外辅导相结合。
培养学生的主体性是现代大学的基本理念,也是我国当前高等教育改革的重要内容。大学生的主体性是需要通过教育实践来培育、弘扬、规范和定型的。为此,我们通过探究式教学方法,让学生带着问题积极参与到教学的各个环节中,使其成为课堂学习的真正主人。在课后,教师要布置相应的课外练习作业,并辅导学生巩固课堂教学内容。
(4)大辅导与小专业相结合。
《[:请记住我站域名/]计算机在化学化工中的应用》课是化学化工所有专业学生的选修科目,选修的学生人数较多,但专业方向不同。在教学中,我们采用了基础知识大辅导,模拟实践与具体小专业方向相结合的方式,做到了个性与共性的有机统一。
(5)师生面对面与网上互动相结合。
在《计算机在化学化工中的应用》教学中,我们不仅在课堂上面对面辅导学生学习,课下还通过QQ群、电子邮箱、微信群等多种形式与学生进行课程内容的交流与互动,从而激发了学生的自主学习的兴趣,拓展了传统教学的内容和空间。
4优化创新《计算机在化学化工中的应用》课程的考核方式
学生的课程成绩评定是对其学习成果的一个总结,学习过程是一个动态变化的过程,课程考核方式对促进学生学习起着重要的导向作用。通过优化考核方式,使教师由课程成绩评定的仲裁者转化为课程学习的鼓励者。因此,优化考核方式是教学改革的重要组成部分,是实现优质教学效果的有力保障。在《计算机在化学化工中的应用》课的考核中,我们改变了一张卷子定成绩的传统方式,开展了学习过程评价和学习结果评价相结合的多种形式并举的考核方式探索。为提高学生对上课、作业、上机操作等各个教学环节的重视程度,也为了能科学合理的评定课程成绩,达到全面客观考核学生掌握知识情况的目的,该课程的考核方式采用平时考核、上机操作考核和期末考核相结合的方式。学生的成绩分为平时成绩、上机操作成绩和期末考试成绩三个部分,其中平时成绩占20%,上机操作成绩占20%,期末考试成绩占60%。平时成绩包括上课考勤、课堂互动表现和平时作
随着信息社会的到来，计算机的开发和应用正以前所未有的速度冲击着我们这个时代。把计算机技术应用于教育领域，在国外称为计算机辅助教学（CAI）和计算机管理教学（CMI）。我国有关CMI的研究刚刚起步，而对CAI的研究已进入推广和使用阶段，这标志着我国现代化教育技术手段的又一次飞跃。
CAI教学的发展，在国外始于60年代行为主义学习理论所倡导的程序教学法，即根据刺激反应—强化原则，及时获取教学信息的反馈，有效地实行个别化教学。由于当时的计算机发展刚刚起步，软件开发价格昂贵，操作难度大，并未受到广泛关注。80年代，计算机技术的飞速发展，为CAI创造了有利条件，尤其是认知心理学的兴起，使CAI软件开发更侧重于应用，注重知识的条理性和结构化，强调与学习者已有的认识结构相匹配，使其在原有认知结构基础上，通过计算机的辅助达到同化和顺应，从而形成新的认知结构。近几年，由于认知心理学理论的日益成熟及多媒体计算机技术的开发，使CAI更注重于学生学习能力的形成、学习策略的掌握和提供更多的个别化教学选择。CAI的发展趋势，正顺应了现代化教学的两个基本趋势，即强调教学的主体性，强调充分发展学生的个性，全面提高学生的整体素质。
目前，我国正处于“应试教育”向素质教育的转轨时期，坚持素质教育的基本观点，就要面向全体学生，即通过个体的发展，实现真正意义上的全面发展；同时，帮助学生具备各方面的基本素质，形成合理的素质结构，为学生未来发展奠定基础，使学生终身受益。而要实现个性的全面发展，必须立足于学生个体差异、因材施教，这不仅要有雄厚的知识基础，还必须掌握获取知识技能的方法，形成自学能力，这样才能适应未来社会不断变化的需要。
CAI教学的主要特点，为我们进行素质教育目标的实施，提供了有益的帮助。首先，计算机信息存贮量大，处理迅速，方便的人机交互功能，提供了良好的个别化学习环境。学生能根据自己的学习能力理解和发展水平，调节学习进度和难度，真正实现因材施教。其次，计算机的模拟功能，可使抽象内容形象化，静止内容动感化，为学生创造生动、活泼、直观、有趣的教学条件；而教师的设问和强化刺激手段可极大地调动学生的学习热情，激发学习动机，形成有意注意，消除学习的疲劳和紧张。这样做既有助于学生良好的心理品质的形成，又使学生获取准确、深刻的直观感知，从而形成完整的理性认识，提高课堂教学质量。第三，CAI可以提供培养自学能力的条件。教师可根据学生已有的认识基础，构建问题情境，指导学生独立地上机学习，并辅之以必要反馈练习，及时肯定或解答，帮助学生总结学习方法，查找学习障碍，逐步提高学生自学能力和处理实际问题的能力。此外，CAI在提高课堂效率、增大课堂容量、进行全面即时性辅导、减轻学生课业负担等方面，还具有很好的功能。
CAI的这些功能，决定了它在化学教学中会发挥日益重要的作用。近年来，虽然很多学校在计算机硬件的配置上下了很大功夫，但在软件的开发和利用上明显滞后于硬件的配置。而且，相当多的教师对CAI在化学教学中的应用认识不足，参与不够，对CAI化学教学模式的研究更鲜为人知。为此，结合我校CAI化学教学的开发和实践，我们对CAI化学教学模式提几点看法。
二、计算机辅助化学教学的几种模式
（一）计算机模拟教学模式
CAI的模拟功能，是计算机辅助教学中较早开发和利用的一种功能。目前，很多学校的软件应用是这种教学模式。
模拟教学模式，主要是指利用CAI的模拟功能把一些抽象的理论内容，或不易观察清楚、危险性较大、难于操作的实验内容，通过二维或三维动画形式，进行信息处理和图像输出，在显示屏幕上，进行微观放大，宏观缩小，瞬间变慢，短时间内调动学生多种感官参与活动，使学生获取动态图像信息，从而形成鲜明的感性认识，为进一步形成概念，上升为理性认识奠定基础。
模拟教学只是教学过程中的一个环节，比传统的挂图、模型或录像都更真实地接近于事物的本来面貌，而且可反复播放，因此更有利于学生理解知识的本质，培养他们的形象思维能力，也有助于抽象思维能力的提高。
CAI在化学教学中的模拟教学，主要适用于理论性和抽象性较强的内容：如原子核组成、电子云、核外电子运动、化学键中离子键、共价键形成、溶解和结晶、原电池、电解池、离子反应和离子方程式、NH3分子结构、有机官能团的结构等。另一方面适用于实验难以操作、危险性大而观察不明显的内容，例如，溴苯制备、氢气还原氧化铜、氨氧化、乙酸乙醋水解等。此外，工业生产知识内容，如硫酸、硝酸工业制法，炼铁也可制成CAI课件进行教学。
（二）多媒体综合教学模式
计算机可以控制多种教学媒体，这是其优于其它教学媒体的特殊功能。实际上，传统教学模式的教学中，教师上课也有声音、形象、板书、文字、挂图和实物等，教师也可根据教学过程中学生的反映来调整教学策略。但我们这里所说的多媒体有二层含义，其一是把微机与其它教学媒体相互连接，赋于其它媒体交互性，同时使用幻灯、投影、录像等手段，使多种媒体有机地贯穿于教学的全过程。其二是多媒体计算机技术的使用，即“利用计算机交互式地综合处理文字、图形、图像、声音等多种信息，使它们建立起逻辑连接，成为一个系统”，使之具有综合性，即一机多用，同时又可形成人机互动，互相交流的操作环境，形成一种身临其境的情境。
由于多媒体计算机技术是90年代在法国首先提出和使用的，我国高中配置多媒体计算机系统的学校不多。因此，主要的多媒体综合教学模式还是指前一种，但未来的发展趋势，应当是使用多媒体计算机平台，设计课件，操作使用鼠标，简单易行，而且教师并不需要有太多的计算机知识，因此具有更广阔的发展前景。
实际上，进行CAI教学，应当逐渐从单纯的CAI向多媒体组合的CAI发展。例如，在“原电池”一节的教学中，我们把原电池中原电池原理及形成条件作为本节课的重点，为了突出重点内容讲授，让学生从微观本质理解原电池的形成，不仅采用了传统的分组实验教学，利用投影给出原电池实验要求、观察步骤，指导学生实验，并利用微机模拟原电池所形成的闭合回路，通过电子转移的流动过程和声响，及两极不同颜色的Zn2＋离解，H＋析出标示出内外电路所构成的闭合回路，使学生认识原电池本质；最后利用录像播放不同新型原电池的工作情况，使学生最终形成对原电池比较深刻和全面的理解。
这种多媒体组合教学，可在一定程度上突破学生认识的时空限制，拓宽学生获取信息的渠道，使学生的视觉、听觉、触觉等多种感觉系统参与信息的收集过程，形成教与学的双向互动，更好地发挥学生思维的想象力和创造性，激发学习兴趣，极大地提高学习效率。
（三）计算机个别辅导教学模式
我们目前采用的主要是班级授课制，很难在全班实现个别化教学，而实现个别化教学，又是化学教学由“应试教育”向素质教育转化的重要途径。由于CAI的课件，主要强调人机交互功能，因此实现一对一的个别化教学有得天独厚的条件。
个别辅导模式，主要是用计算机部分地代替教师，按照程序教学的原则，设计不同的层次递进的教学途径，学生可根据自己的学习水平，选择不同的学习程序，提出需要学习的内容；计算机可向学生提问，并对学生的问题进行分析，作出正确与否的判断，给出高质量的反馈，如遇困难，还可以适当降低学习坡度，使学生循序渐进，得到知识的巩固和自学能力的提高。个别辅导教学模式，是一种适合自学的个别化教学方式。如果程序设计的分支越多，预想情况越丰富，越能帮助反复学习，克服障碍，共同达到教学目标，优化学习过程。
这种教学模式，虽然主要是以学生为主体，但也不能忽视教师的主导作用；教师不仅要指导学生寻找解决问题的方法，而且要针对学生的实际，精心设计程序，使学生能用最短的时间找到解决问题的途径，同时也可以帮助学生总结自己的个性特点、学习风格，从而帮助学生形成良好的学习品质和自学方法，真正实现个别化教育的目标。
个别辅导教学模式，由于受CAI课件的限制及学生计算机使用的熟练程度的影响，很难在短时间内得到大范围的推广，而现有的软件局限性又较多，因此可尝试在选修课教学中，进行小范围的试点，当课件使用比较成熟时再做推广应用。
以上我们只对现有的常用教学模式进行了归类，除此之外，CAI的问题解决、教学游戏及查询和问话等多种基本模式，在个别化教学的课件中都有所表现，在此我们限于篇幅，不再赘述。
三、计算机辅助教学的实践和体会
我校开展计算机辅助教学的时间较长，不仅在化学学科，在其它各科教学中，都设计过丰富的CAI课件，这主要源于计算机硬件的配置和得力于一批对软件开发兴趣浓厚的中青年教师群体。这样一个大的环境也在无形中推动了CAI化学教学的开发和应用。
在CAI化学教学实践中，我们感到主要是CAI课件设计比较困难。现在市售的课件，模式单一，价格较高，教师个人的教学设计和风格不同，课件使教师选择余地较小；教师本人又没有更多时间和精力参与设计程序，而要编程序，难度更大，由此需要有一个CAI教师备课系统，使教师便于选择、存储、检索加工组成课件。
外力对化学反应过程施加各种影响的原理、规律是化学反应动力学的研究目标。研究者通过各种研究，形成反应动力学方程式。反应器的优化与设计均是以该方程式为基础来开展的[3]。在化学反应动力学研究中应用计算机技术，具体包括了：（一）反应模型的建立。目前此类研究并不少见。像刘小云等经过实验得出动力学模型，在检验后实现了数据与模型间一定程度的相互吻合；D.Klvana等将层流方程与六步动力学模型联系起来，并实现了计算机技术的成功模拟；（二）对一些反应动力学参数进行运算。如，熊杰明等人在实验中发现，在应用数值积分法计算动力学参数时准确度较高；若使用微分法计算速率时，因模型和函数间不相契合，则准确度较差；（三）运用模型确定合适的工艺条件。如梅泽民等人已对对峙放热的最佳温度进行了分析；角仕云等通过分析生产硫酸中催、氧化反应的适宜温度，并综合考量催化剂各项系数的意义，推算出反应中催化剂的温度公式。很多教材均涉及到通过消元及变量分离，对动力学方程进行简单的数学处置内容。但因很多动力学方程涉及平行、对峙、连续等一系列的反应，比较复杂。更有一些反应拥有极其复杂的原理、规律。如果对这些复杂的化学反应加以研究、会形成较难求解的微分方程。如果在求解中应用计算机技术，就可以有效的解决这一难题[4]。在很多复杂的化学反应研究领域中，均使用着计算机进行计算模拟。第一，应用计算机对反应中所有物质的浓度改变进行模拟运算。第二，为得出所需物质的饱和度，可计算连续反应的合适时间、实现对反应时间有效把控；第三，为让化学生成物速率达到最高，可对对峙放热、平行反应最优温度加以计算，以有效把控温度，实现最佳试验条件。通过对计算数值进行专业模拟，形成数据档案，有利于合理设计反应器和有效控制化学生产的工艺条件。
二、化学反应工程新领域
（一）计算反应工程
新世纪以来，流体力学、量子力学等基础研究在飞速发展、并日益成熟起来。这样就为在反应工程中有效计算机技术奠定了基础。在分子计算、大尺度集成、操作与过程的模拟、智能化发展等处，都可以看到数学软件在被广泛应用的身影。这样一来，人们得以更加简捷、有效的对化学反应过程全面、立体的模拟，加快了化学反应工程的发展速度[5]。比如，在对发展经济中其着重要作用的石油催、裂化领域，应用计算机技术可大大改善研究效果。在工业石油的催、裂化中，人们通过对重质渣油进行化学处理，将其转化成有经济价值的轻质油、高辛烷值油。若使用MIP反应器，石油裂化、异构化、脱氢反应可不限于一次。这样一来，工程试验的针对性及自由度得以提高，很好的改善了产品的特性及其分布。根据多尺度思路，在几秒内就可以依据宏观模型、对实际设备完成各处的颗粒分布。然后，以此作为初始及边界进行运算、进行细化。该过程主要是用一些层次较低的模型进行模拟的。按照这样的思路，可进行层层细化，反应器内一切细节得以展示。这样一来，试验人员能够据此更精准对反应器进行放大和设计优化。
（二）向分子反应工程的转化
技术及计算技术在不断提高着，使得人们对反应过程的认识逐渐深化。化学设备水平不断提高，让研究人员能够有效观察到分子、原子；随之理论水平的不断提高，也使得人们实现了多尺度的模拟。在化学工程领域，若在分子、原子基础上，可以使得化学合成及反应过程得以有效构建。而现在，在很多领域已经将该设想化为了现实。同时，该方法论能够将其与过程强化论有机联系起来，以最大可能的提高效率，促进了节能减排的发展。此外，若在化学反应工程中运用分子反应工程技术，可以使得前景更为广阔。
三、结论
化学是研究物质的组成、结构、性质和变化规律的学科。化学学科有的概念、原理、物质的微观结构较为抽象，因此，传统的语言文字表述和传统常规的实验使学生较难理解。在高中化学教学中，如：不同聚集状态物质的结构与性质；电解质在水溶液中或熔融状态下产生自由移动的离子的过程；微观结构与物质的多样性；原子核外电子运动；微粒间作用力与物质性质；分子的空间构型；化学平衡和电离平衡；原电池反应原理等理论知识，我们可以借鉴计算机信息技术制作的课件，就能形象直观地展示分子、原子、离子等微观的特征和变化的过程，变抽象为直观。此外，工业采用接触法制作硫酸流程；工业制硝酸的流程；石油分馏产品；钢铁的冶炼，工业合成氨等内容，单一语言表达和挂图展示，学生的感知认识度不高，此时适当地运用多媒体技术，就能使学生有种身临其境的感觉，为传统教学创设了形象性的教学情境。
二、应用计算机信息技术补充传统实验方式，提高实验教学效果
在传统常规实验演示中，由于多种因素，有些实验的过程和现象不显著，从而直接影响了教学的效果。譬如，分子的扩散、气体的产生及固体的溶解等现象，学生观察效果并不明显。假如把这些实验的演示通过多媒体投影仪来展示，充分运用它具有的定格、慢放、放大和重播等功能，来帮助学生观察，学生就能很清晰地看到颜色的变化、沉淀的析出和气体的产生等现象。再譬如，金属钠与水反应实验，由于反应过程较快，学生不易观察，同样可以采用多媒体投影仪来辅助此实验的演示，使整个反应过程清晰起来。另外，像钢铁腐蚀这种现象，需要很长的时间，我们也可以应用计算机信息技术制作课件，来演示这种腐蚀过程。这样不仅增强了实验的直观性，同时也活跃了课堂的教学气氛，提高了演示的效果，有助于学生观察能力的培养。
三、应用计算机信息技术辅助传统实验方式，增强实验的环保安全意识
论文关键词：酸碱溶液稀释，pH的计算方法与规律
稀释实质：稀释前后酸或碱的物质的量不变。一般计算公式：C1V1＝C2V2，据此求出稀释后酸或碱的物质的量的浓度。
一、pH=a酸溶液的稀释常用规律：
（1）强酸溶液稀释时将水看作c(H＋)=10－7mol/L的酸，其计算表达式可以表示为：
c(H＋)稀释=。于是则有：对于pH=a强酸溶液将体积稀释原来的10n倍时，则所得溶液的pH增大n个单位，即pH=a+n；（注意pH一定小于7）。
（2）对于pH=a弱酸溶液将体积稀释原来的10n倍时，则所得溶液的pH则满足如下不等式关系：a＜pH＜a+n；（注意pH一定小于7）。
（3）无限稀释，不论酸的强弱，因水的电离已是影响pH的主要因素，pH均趋向于7（当pH接近6的时候，再加水稀释，由水电离提供的不能再忽略，即强酸的浓度接近于10－7mol/L时，无论稀释多少倍，其pH只能是接近于7，仍要小于7而显酸性。）。
（4）同体积同pH的强酸和弱酸，同倍稀释，强酸的pH变化大化学论文化学论文，弱酸的pH变化小。
例1、稀释下列溶液时，pH值怎样变化？
（1）10mLpH＝4的盐酸，稀释10倍到100mL时，pH＝
（2）pH＝6的稀盐酸稀释至1000倍，pH＝
解析：(1)pH＝4，即[H＋]＝1×10－4mol/L，稀释10倍，即c(H＋)＝1×10－5mol/L，
所以pH＝5。
(2)当强酸、强碱溶液的H＋离子浓度接近水电离出的H＋离子浓度(1×10－7mol/L)时，水电离出的H＋离子浓度就不能忽略不计论文的格式。所以pH＝6的稀盐酸，稀释1000倍时：c(H＋)＝(1×10－6＋999×10－7)/1000＝1.009×10－7 mol/L， pH＝6.99，由此可知溶液接近中性而不会是pH＝9。
例2、 常温下pH=1的两种一元酸溶液A和B，分别加水1000倍稀释，其pH与所加水的体积变化如下图所示，则下列结论中正确的是（ ）
（A）A酸比B酸的电离程度小 （B）B酸比A酸容易电离
（C）B是弱酸，A是强酸 （D）pH=1时，B酸的物质的量浓度比A酸大
解析：如果一元酸是强酸，pH=1时，c(H＋)=1×10－1mol/L，加水稀释103倍后，此时，c(H＋)=1×10－4mol/L，pH=4。如果是一元弱酸，则1＜pH＜4。从图上可以看出A酸为强酸而B酸是弱酸。pH=1时，B酸的物质的量浓度比A酸大。所以(C)和(D)正确。
二、pH=a碱溶液的稀释常用规律：
（1）强碱溶液稀释时将水看作c(H＋)=10－7mol/L的碱，其计算表达式可以表示为：
c(OH－)稀释=。于是则有：对于pH=a强碱溶液将体积稀释到原来的10n倍时，则溶液的pH减小n个单位（最后结果不得小于或等于7）。
（2）对于pH=a弱碱，溶液将体积稀释到原来的10n倍时，a－n＜pH＜a；
（3）无限稀释，不论碱的强弱，因水的电离已是影响pH的主要因素，pH均趋向于7（当pH接近8的时候，再加水稀释，由水电离提供的不能再忽略,即强碱溶液中的［OH－］≤10－8mol/L时化学论文化学论文，则无论稀释多少倍，其pH只能接近于7，仍大于7而显碱性）。
（4）同体积同pH的强碱和弱碱，同倍稀释，强碱的pH变化大，弱碱的pH变化小。
例3、稀释下列溶液时，pH值怎样变化？
(1)pH＝11的NaOH溶液稀释100倍，所得溶液的pH=
(2)pH＝11的NH3H2O溶液稀释100倍，所得溶液的pH=
(3)pH＝9的NaOH溶液稀释1000倍，所得溶液的pH= 解析：(1)pH＝11的NaOH溶液稀释100倍，稀释后所得溶液中c(OH－)仍以NaOH
溶液中c(OH－)占主导，所以可直接利于规律（1）求得所得溶液的pH为9。
（2）因为NH3H2O溶液为弱电解质，存在电离平衡，可直接利于规律（2）求得所得溶液的pH为：9＜pH＜11。
(3)pH＝9的NaOH溶液稀释1000倍时，由水电离提供的OH－ 不能忽略，其pH只能接近于7
例4、把1mL0.2mol/L的NaOH加水稀释成2L溶液，在此溶液中由水电离产生的
OH－，其浓度接近于
（A） 1×10-4 mol/L （B） 1×10-8 mol/L
（C） 1×10-11 mol/L （D） 1×10-10mol/L
解析：温度不变时，水溶液中氢离子的浓度和氢氧根离子的浓度乘积是一个常数。在酸溶液中氢氧根离子完全由水电离产生，而氢离子则由酸和水共同电离产生。当碱的浓度不是极小的情况下，由碱电离产生的氢氧离子总是远大于由水电离产生的(常常忽略水电离的部分)，而水电离产生的氢离子和氢氧根离子始终一样多。所以，碱溶液中的水电离的氢离子的求算通常采用求算氢氧根离子。
稀释后C(OH－) =（1×10-3L×0.2mol/L）/2L = 1×10-4mol/L,
C(H＋) = 1×10-14/1×10-4 = 1×10-10 mol/L,所以答案可选（D）。
三、同体积同pH的一强和一弱，稀释到同pH时，体积大小关系
（1）体积相同，pH相同的强酸溶液与弱酸溶液，分别加水稀释m倍和n倍，稀释后溶液的pH仍相同，则m与n的关系为m＜n，即弱酸溶液稀释的倍数大。
（2）体积相同，物质的量浓度相等浓度的强酸溶液与弱酸溶液，分别加水稀释m倍和n倍，稀释后溶液的pH仍相同，则m与n的关系为m＞n，即强酸溶液稀释的倍数大。
同理：强碱溶液与弱碱溶液化学论文化学论文，上述（1）（2）结论仍成立论文的格式。
例5、体积相同，浓度为0.1mol/L的NaOH溶液、氨水，分别加水稀释m倍和n倍，溶液的pH都变为9，则m与n的关系为（ ）
(A)4m=n (B)m=n(C)m＜n (D)m＞n
解析：若稀释相同倍数，则稀释后NaOH溶液和氨水的物质的量浓度相等，但是NaOH溶液的pH大，要使pH相同，则NaOH溶液稀释的倍数大些，所以m＞n选(D)。
例6、体积相同，pH相同的NaOH溶液、氨水，分别加水稀释m倍和n倍，稀释后溶液的pH仍相同，则m与n的关系为（ ）
(A)4m=n(B)m=n (C)m＜n(D)m＞n
解析：体积相同，pH相同的NaOH溶液、氨水若稀释相同倍数，则稀释后NaOH
溶液的pH变化大（即减小程度大），而氨水的pH变化小（即减小程度小），因为稀释过程中氨水的电离程度增大，要使pH相同，则氨水溶液稀释的倍数大些，所以m＜n选 (C)。
巩固练习
1 、有两瓶pH=2的酸溶液，一瓶是强酸，一瓶是弱酸。现只有石蕊试液、酚酞试液、pH试纸和蒸馏水，而没有其它试剂。简述如何用最简便的实验方法来判别哪瓶是强酸。
2、pH=2的A、B两种酸溶液各1mL，分别加水稀释
到1000mL，其溶液的pH与溶液体积（V）的关系如右图
所示，则下列说法正确的是（ ）
A．A、B两种酸溶液物质的量浓度一定相等
B．稀释后A酸溶液酸性比B酸溶液强
C．a=5时，A是弱酸，B是强酸
D．若A、B都是弱酸，则5>a>2
3、常温下，从pH＝3的弱酸溶液中取出1mL的溶液，加水稀释到100mL，溶液的pH为_________。
4、相同条件下，等体积、等pH的醋酸溶液和盐酸分别加水稀释后，溶液的pH仍相同化学论文化学论文，则所得溶液的体积 （ ）
（A）仍相同（B）醋酸大 （C）盐酸大 （D）无法判断
参考答案及提示
1、答案：各取等体积酸溶液用蒸留水稀释相同倍数（如100倍），然后用pH试纸
分别测其pH，pH变化大的那瓶是强酸。（提示：本题可利用同体积同pH的强酸和
弱酸，同倍稀释，强酸的pH变化大，弱酸的pH变化小这一规律）
2、答案：（D） （提示：由图可以看出，A酸稀释时pH的变化较B酸稀释时pH的变化明显，且稀释后pHA＞pHB，表明A酸的电离程度要比B酸的大，酸性A强于B，故A、B都错误。稀释1000倍后，若A酸溶液的pH从2增大至5，则表示c(H+)减小到原来的1/1000，证明A酸原来就完全电离，所以A是强酸；B酸溶液稀释后的pH＜5，则表示B未完全电离，所以B是弱酸，故C错误）。
3、答案3~5（提示：本题可利用：对于pH=a弱酸溶液将体积稀释原来的10n倍时，
则所得溶液的pH则满足如下不等式关系：a＜pH＜a+n）
4、答案：（B）（提示：由于醋酸是弱酸，当稀释相同倍数时，pH的变化小；若要到相同pH时，必然要体积更大）。
