第1章 化学化工中的常用软件与网络资源……………………………………………………………………

1.1 化学化工中常用的软件简介………………………………………………………………………………1

1.1.1 化学化工中常用的软件……………………………………………………………………………1

1.1.2 编程软件TBasic简介………………………………………………………………………………2

1.2 化学化工信息与网络资源…………………………………………………………………………………4

1.2.1 互联网上的公共信息检索网站……………………………………………………………………4

1.2.2 化学化工信息与网络资源…………………………………………………………………………4

1.3 电子表格Excel软件与实验数据处理……………………………………………………………………8

1.3.1 用Excel处理实验数据……………………………………………………………………………8

1.3.2 使用Excel软件绘制曲线图………………………………………………………………………9

1.3.3 使用Excel软件绘制直线图………………………………………………………………………10

1.3.4 在同一图中绘制多组曲线…………………………………………………………………………11

1.3.5 同一图中绘制多条光谱线…………………………………………………………………………11

1.4 Origin 绘图与拟合软件简介……………………………………………………………………………13

1.4.1 软件的绘图功能……………………………………………………………………………………13

1.4.2 绘制技巧和绘制特殊风格的图……………………………………………………………………15

1.4.3 直接利用Excel进行线性拟合和绘图……………………………………………………………16

1.4.4 曲线拟合与谱峰标记………………………………………………………………………………17

1.4.5 Origin的多元线性相关分析………………………………………………………………………19

上机计算题…………………………………………………………………………………………………………20

第2章 科技论文写作与处理技巧………………………………………………………………………………22

2.1 科技论文的写作技巧……………………………………………………………………………………22

2.1.1一般论文的格式……………………………………………………………………………………………………22

2.1.2华南理工大学学报论文撰写规范…………………………………………………………………………………23

2.1.3 典型的一篇论文……………………………………………………………………………………………………27

2.2 学位论文的基本格式……………………………………………………………………………………30

2.3 使用Word软件处理科技论文的技巧……………………………………………………………………………………32

2.3.1 科技符号及公式输入………………………………………………………………………………………………32

2.3.2 科技表格及论文排版………………………………………………………………………………………………33

2.3.3 图片处理与屏幕显示对象的截取…………………………………………………………………………………34

2.3.4 Word的使用技巧…………………………………………………………………………………34

2.4 化学结构软件ChemWindow……………………………………………………………………………35

2.4.1 基本绘图工具……………………………………………………………………………………35

2.4.2 绘结构的基本技巧……………………………………………………………………………36

2.4.3 结构的修改与应用技巧…………………………………………………………………………38

2.4.4 文档的保存与引用………………………………………………………………………………39

2.5 ChemOffice 2010版简介………………………………………………………………………………39

2.5.1 ChemDraw简介……………………………………………………………………………………39

2.5.2 Chem3D简介…………………………………………………………………………………………41

上机计算题…………………………………………………………………………………………………………42

第3章 数据评价与实验设计……………………………………………………………………………………43

3.1 误差与数据评价…………………………………………………………………………………………43

3.1.1 误差与相对误差…………………………………………………………………………………43

3.1.2 离散度……………………………………………………………………………………………43

3.1.3 平均值的误差与置信界限………………………………………………………………………44

3.1.4 统计检验…………………………………………………………………………………………46

3.1.5 F分布与F检验……………………………………………………………………………………46

3.2 单因素试验法……………………………………………………………………………………………47

3.3 实验正交表………………………………………………………………………………………………49

3.2.1 正交拉丁方………………………………………………………………………………………49

3.2.2 正交表……………………………………………………………………………………………51

3.2.3 使用SPSS软件生成正交设计表…………………………………………………………………52

3.4 正交实验法与数据分析…………………………………………………………………………………54

3.4.1 正交实验法与数据的直观分析……………………………………………………………………54

3.4.2 正交实验的方差分析………………………………………………………………………………58

3.4.3 不同水平的正交实验………………………………………………………………………………61

3.4.4 使用SPSS软件进行正交实验的方差分析………………………………………………………63

上机计算题……………………………………………………………………………………………………66

典型的正交表(2,3,4水平)……………………………………………………………………………………67

第4章  一元和多元线性与非线性方程组的求解……………………………………………………………71

4.1一元非线性方程的求解…………………………………………………………………………………71

4.1.1对分法……………………………………………………………………………………………71

4.1.2 Newton-Raphson迭代法…………………………………………………………………………72

4.1.3 使用Excel解一元非线性方程…………………………………………………………………73

4.2   多元线性方程组的求解方法…………………………………………………………………………75

4.2.1 使用Excel进行矩阵法求解……………………………………………………………………75

4.2.2 Gauss - Seidel迭代法…………………………………………………………………………76

4.2.3全元素单位矩阵型消去法………………………………………………………………………78

4.3非线性方程组的求解方法………………………………………………………………………………82

   4.3.1 梯度法……………………………………………………………………………………………82

4.3.2 使用Excel的“规划求解”功能求解方程组…………………………………………………84

上机计算题…………………………………………………………………………………………………85

第5章   实验数据模型参数的确定…………………………………………………………………………87

5.1 误差分析………………………………………………………………………………………………87

5.1.1 计算误差…………………………………………………………………………………………87

5.1.2 数据处理运算技巧………………………………………………………………………………88

5.1.3 编程技巧…………………………………………………………………………………………88

5.2 一元线性拟合……………………………………………………………………………………………88

5.2.1 最小二乘原理……………………………………………………………………………………88

5.2.2 一元线性拟合………………………………………………………………………………………89

5.2.3 可化为线性的非线性方程示例……………………………………………………………………91

5.2.4 使用Excel处理一元线性拟合……………………………………………………………………92

5.2.5 使用Origin 8绘制一元线性拟合和预测图………………………………………………………93

5.2.6 求解一元线性拟合问题的BASIC程序…………………………………………………………94

5.3多元线性拟合………………………………………………………………………………………………96

5.3.1 多元线性拟合……………………………………………………………………………………96

5.3.2 使用Excel软件处理多元线性拟合………………………………………………………………98

5.3.3  BASIC计算程序…………………………………………………………………………………99

5.4多元非线性回归…………………………………………………………………………………………104

5.4.1 多元非线性拟合…………………………………………………………………………………104

5.4.2 用Excel处理非线性拟合………………………………………………………………………105

5.4.3用BASIC程序处理非线性拟合…………………………………………………………………106

5.5 插值方法 ………………………………………………………………………………………………109

5.5.1线性插值…………………………………………………………………………………………109

5.5.2 Lagrange插值法…………………………………………………………………………………109

5.5.3 样条(Spline)函数法……………………………………………………………………………110

5.5.4 三次贝塞尔(Bezier)曲线………………………………………………………………………111

上机计算题………………………………………………………………………………………………………112

第6章 数值积分与常微分方程的数值解………………………………………………………………………114

6.1数值积分的计算方法……………………………………………………………………………………114

6.1.1 原理………………………………………………………………………………………………114

6.1.2 应用与BASIC程序………………………………………………………………………………115

6.1.3 使用工具软件计算积分…………………………………………………………………………116

6.2  微分方程的数值解……………………………………………………………………………………117

6.2.1 微分方程组的数值求解方法…………………………………………………………………117

6.2.2 应用与BASIC程序……………………………………………………………………………118

6.2.3 用Excel数值求解动力学微分方程组或其参数………………………………………………120

上机计算题………………………………………………………………………………………………………122

第7章 最优化方法在化学化工中的应用……………………………………………………………………124

7.1 多元函数极值的一维查寻方法…………………………………………………………………………124

7.2 条件极值问题……………………………………………………………………………………………125

7.3 单纯形法及其应用………………………………………………………………………………………126

7.3.1 原理………………………………………………………………………………………………126

7.3.2使用Excel处理求条件极值的最优化方法………………………………………………………127

7.3.3 BASIC程序与应用………………………………………………………………………………128

上机计算题………………………………………………………………………………………………………131

第8章 本征值与本征方程………………………………………………………………………………………132

8.1 一级反应网络动力学与本征方程………………………………………………………………………132

8.1.1 一级反应网络动力学……………………………………………………………………………132

8.1.2本征方程的行列式求解方法……………………………………………………………………133

8.2实对称矩阵的本征值和本征矢的计算方法……………………………………………………………134

8.2.1 分子轨道理论原理………………………………………………………………………………134

8.2.2求一般实矩阵的本征值和本征矢的计算方法……………………………………………………135

8.2.3 Matlab软件简介……………………………………………………………………………………135

8.2.4 Matlab软件涉及的矩阵运算………………………………………………………………………136

8.2.5 Matlab软件在化学中的应用示例…………………………………………………………………137

上机计算题………………………………………………………………………………………………………139

第9章 化学化工过程中的计算机模拟简介…………………………………………………………………140

9.1 化学实验模拟仿真……………………………………………………………………………………140

9.1.1 国内研制的大学化学仿真软件概况……………………………………………………………140

9.1.2 化学实验室(Chemlab)实验仿真软件…………………………………………………………141

9.2 动力学仿真……………………………………………………………………………………………142

上机计算题………………………………………………………………………………………………………144

参考文献…………………………………………………………………………………………………………145

附录  常用的Excel函数及矩阵补充知识………………………………………………………………………146