量子化学的应用
量子化学的应用范文第1篇
有机及配合物电致发光（EL）和非线性光学材料在高新技术中的广泛应用，受到人们的关注并得到积极的研究[1-3]。近30年来，随着量子化学计算方法和分子模拟技术、以及计算机技术的飞速发展，对材料科学的发展产生了深刻影响。利用量子化学计算方法方法研究EL材料的电子结构和光谱性质，以全自由度优化几何结构为基础，计算化合物的电子光谱。对研究此类材料的性质及合成有指导性意义计算结果是实验结果基本吻合。本文主要介绍量子化学在EL材料研究中的应用及进展。
1 量子化学研究EL材料的方法及原理
就量子化学的几种计算方法来看，从头算法虽然有严谨的理论支持，能得到较好的计算结果，但是当遇到诸如酶、聚合物、蛋白质等大分子体系时，计算很耗时，其计算代价无法承受[4]。为了在计算时间和计算精度上找到一个平衡点。采用量子化学半经验方法AMI进行了理论计算包括构型优化、振动分析电子光谱计算。科学家们以从头算法为基础，忽略一些计算量极大，但是对结果影响极小的积分，或者引用一些来自实验的参数，从而近似求解薛定谔方程，就诞生了半经验算法。如：AM1，PM3，MNDO，CNDO，ZDO 等[5，6]。目前，对多类EL材料的研究大部分都是基于量子化学的半经验方法。
2 光谱性能的量子化学半经验计算
EL材料的发光颜色与材料的荧光光谱有密切的关系，荧光即是电子由第一激发单重态跃迁回基态所产生的降级辐射。目前对光谱性能的量子化学计算多半基于量子化学半经验方法PM3和AM1，先对化合物的几何构型进行了全参数优化， 得到其稳定构型，再进行振动分析，在此基础上利用单激发态组态相互作用方法（CIS）计算它们的电子光谱。
比如苏宇，廖显威[7]等人采用量子化学半经验方法PM3对三种黄酮类化合物的荧光光谱进行了理论研究。对各化合物优化后的构型作了振动分析，均未出现虚频率。在此基础上，采用单激发组态相互作用方法（CIS） 计算荧光光谱，所有计算结果与实验值基本吻合。廖显威，李来才[8]采用单激发组态相互作用（CIS）方法，分别计算了4 种稠环芳烃的电子光谱，选了801个组态进行计算，所得结果与实验值基本吻合。他们还对几种含氮芳烃化合物有机EL材料，对FL-4、 FL-7、FL-10 和FL-12的光谱进行研究，计算结果与实验值基本相符合。薛照明，张宣军[9]等用PM3/SCI方法计算了三个分子的电子吸收光谱，测定了三个分子的电子吸收光谱和荧光光谱（DMF溶液）。结果表明理论计算值与实验值相当吻合。高洪泽，石绍庆等利用量子化学半经验AM1及INDO/SCI方法研究了B与8-羟基喹啉的螯合（LiBq4）的电子结构和光谱性质，计算得到基态到各激发态的垂直跃迁能和振子强度，获得电子光谱。分析出由于配体中苯酚环、吡啶环对不同前线轨道的贡献不一样，所以在吡啶环和苯酚环上引入取代基会对光谱发生影响，为分子设计提供理论指导。
3 量子化学对EL材料结构的分析
结构与性能的关系一直是量子化学的主要研究领域，它涉及的范围非常广泛，从无机小分子、有机分子到高聚物和生物大分子，从人为设计的理想模型分子到实用的药物分子和材料分子等[10]。通过结构与性能的研究，人们可以逐类地对一些化学现象进行统一的解释，得出一般性的规律，进而预言一新的化学事实，指导设计新的实验。目前国际上关心的课题主要有：重要新型无机分子、有机分子和原子簇化合物的化学键本质的研究；重金属、稀土元素化合物的成键规律；（半）导体材料、磁性材料、光电材料等。
高洪泽，石绍庆[11]等通过量子化学半经验方法研究了蓝色有机薄膜电致发光材料LiBq4 电子结构，国外研究人员在这方面已做了不少努力，合成了很多类型的蓝色发光材料并且制备了相关器件[12-15]，但多数都没有获得突出的结果。由于LiBq4体系相对分子质量较大，迄今未见有对其进行理论研究的报道.他们通过计算结果表明，各个喹啉环基本保持各自的近平面共轭结构。计算得到的稳定几何结构和的主要键长。为探讨其发光机理及B和Li 元素在其中所起的作用及M ―N键的共价性、离子性对发光的影响，为进一步探索合成与设计具有优良性能的蓝色发光材料提供理论依据和指导。
4 振动分析
判断分子是否处于稳定构型的一个重要方法是看它的振动光谱是否出现虚频率[16]。刘芳玲，张红梅[17]等对萘及其卤代化合物在B3LYP /6-31G水平下优化了4种化合物的几何构型， 在振动分析中，其振动光谱均未出现虚频率， 说明构型优化基本合理性。
量子化学的应用范文第2篇
论文摘要：将量子化学原理及方法引入材料科学、能源以及生物大分子体系研究领域中无疑将从更高的理论起点来认识微观尺度上的各种参数、性能和规律，这将对材料科学、能源以及生物大分子体系的发展有着重要的意义。
量子化学是将量子力学的原理应用到化学中而产生的一门学科，经过化学家们的努力，量子化学理论和计算方法在近几十年来取得了很大的发展，在定性和定量地阐明许多分子、原子和电子尺度级问题上已经受到足够的重视。目前，量子化学已被广泛应用于化学的各个分支以及生物、医药、材料、环境、能源、军事等领域，取得了丰富的理论成果，并对实际工作起到了很好的指导作用。本文仅对量子化学原理及方法在材料、能源和生物大分子体系研究领域做一简要介绍。
一、在材料科学中的应用
（一）在建筑材料方面的应用
水泥是重要的建筑材料之一。1993年，计算量子化学开始广泛地应用于许多水泥熟料矿物和水化产物体系的研究中，解决了很多实际问题。
钙矾石相是许多水泥品种的主要水化产物相之一，它对水泥石的强度起着关键作用。程新等[1,2]在假设材料的力学强度决定于化学键强度的前提下，研究了几种钙矾石相力学强度的大小差异。计算发现，含Ca钙矾石、含Ba钙矾石和含Sr钙矾石的Al-O键级基本一致，而含Sr钙矾石、含Ba钙矾石中的Sr，Ba原子键级与Sr-O，Ba-O共价键级都分别大于含Ca钙矾石中的Ca原子键级和Ca-O共价键级，由此认为，含Sr、Ba硫铝酸盐的胶凝强度高于硫铝酸钙的胶凝强度[3]。
将量子化学理论与方法引入水泥化学领域，是一门前景广阔的研究课题，它将有助于人们直接将分子的微观结构与宏观性能联系起来，也为水泥材料的设计提供了一条新的途径[3]。
（二）在金属及合金材料方面的应用
过渡金属(Fe、Co、Ni)中氢杂质的超精细场和电子结构，通过量子化学计算表明，含有杂质石原子的磁矩要降低，这与实验结果非常一致。闵新民等[4]通过量子化学方法研究了镧系三氟化物。结果表明，在LnF3中Ln原子轨道参与成键的次序是：d＞f＞p＞s，其结合能计算值与实验值定性趋势一致。此方法还广泛用于金属氧化物固体的电子结构及光谱的计算[5]。再比如说，NbO2是一个在810℃具有相变的物质(由金红石型变成四方体心)，其高温相的NbO2的电子结构和光谱也是通过量子化学方法进行的计算和讨论，并通过计算指出它和低温NbO2及其等电子化合物VO2在性质方面存在的差异[6]。
量子化学方法因其精确度高，计算机时少而广泛应用于材料科学中，并取得了许多有意义的结果。随着量子化学方法的不断完善，同时由于电子计算机的飞速发展和普及，量子化学在材料科学中的应用范围将不断得到拓展，将为材料科学的发展提供一条非常有意义的途径[5]。
二、在能源研究中的应用
（一）在煤裂解的反应机理和动力学性质方面的应用
煤是重要的能源之一。近年来随着量子化学理论的发展和量子化学计算方法以及计算技术的进步，量子化学方法对于深入探索煤的结构和反应性之间的关系成为可能。
量子化学计算在研究煤的模型分子裂解反应机理和预测反应方向方面有许多成功的例子,如低级芳香烃作为碳/碳复合材料碳前驱体热解机理方面的研究已经取得了比较明确的研究结果。由化学知识对所研究的低级芳香烃设想可能的自由基裂解路径，由Guassian98程序中的半经验方法UAM1、在UHF/3-21G*水平的从头计算方法和考虑了电子相关效应的密度泛函UB3LYP/3-21G*方法对设计路径的热力学和动力学进行了计算。由理论计算方法所得到的主反应路径、热力学变量和表观活化能等结果与实验数据对比有较好的一致性，对煤热解的量子化学基础的研究有重要意义[7]。（二）在锂离子电池研究中的应用
锂离子二次电池因为具有电容量大、工作电压高、循环寿命长、安全可靠、无记忆效应、重量轻等优点，被人们称之为“最有前途的化学电源”，被广泛应用于便携式电器等小型设备，并已开始向电动汽车、军用潜水艇、飞机、航空等领域发展。
锂离子电池又称摇椅型电池，电池的工作过程实际上是Li+离子在正负两电极之间来回嵌入和脱嵌的过程。因此，深入锂的嵌入-脱嵌机理对进一步改善锂离子电池的性能至关重要。Ago等[8]用半经验分子轨道法以C32H14作为模型碳结构研究了锂原子在碳层间的插入反应。认为锂最有可能掺杂在碳环中心的上方位置。Ago等[9]用abinitio分子轨道法对掺锂的芳香族碳化合物的研究表明，随着锂含量的增加，锂的离子性减少，预示在较高的掺锂状态下有可能存在一种Li-C和具有共价性的Li-Li的混合物。Satoru等[10]用分子轨道计算法，对低结晶度的炭素材料的掺锂反应进行了研究，研究表明，锂优先插入到石墨层间反应，然后掺杂在石墨层中不同部位里[11]。
随着人们对材料晶体结构的进一步认识和计算机水平的更高发展，相信量子化学原理在锂离子电池中的应用领域会更广泛、更深入、更具指导性。
三、在生物大分子体系研究中的应用
生物大分子体系的量子化学计算一直是一个具有挑战性的研究领域，尤其是生物大分子体系的理论研究具有重要意义。由于量子化学可以在分子、电子水平上对体系进行精细的理论研究，是其它理论研究方法所难以替代的。因此要深入理解有关酶的催化作用、基因的复制与突变、药物与受体之间的识别与结合过程及作用方式等，都很有必要运用量子化学的方法对这些生物大分子体系进行研究。毫无疑问，这种研究可以帮助人们有目的地调控酶的催化作用,甚至可以有目的地修饰酶的结构、设计并合成人工酶；可以揭示遗传与变异的奥秘,进而调控基因的复制与突变，使之造福于人类；可以根据药物与受体的结合过程和作用特点设计高效低毒的新药等等，可见运用量子化学的手段来研究生命现象是十分有意义的。
综上所述，我们可以看出在材料、能源以及生物大分子体系研究中，量子化学发挥了重要的作用。在近十几年来，由于电子计算机的飞速发展和普及，量子化学计算变得更加迅速和方便。可以预言，在不久的将来，量子化学将在更广泛的领域发挥更加重要的作用。
参考文献：
[1]程新.[学位论文].武汉:武汉工业大学材料科学与工程学院,1994
[2]程新,冯修吉.武汉工业大学学报,1995,17(4):12
[3]李北星,程新.建筑材料学报,1999,2(2):147
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[5]程新,陈亚明.山东建材学院学报,1994,8(2):1
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[7]王宝俊,张玉贵,秦育红等.煤炭转化,2003,26(1):1
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[9]AgoH,KatoM,YaharaAK.etal.JournaloftheElectrochemicalSociety,1999,146(4):1262
量子化学的应用范文第3篇
一、选择题1.下列关于二甲醚(C2H6O)的说法错误的是( )A.由碳、氢、氧三种元素组成B.相对分子质量为46C. —个二甲醚分子中含有9个原子D.碳、氢、氧三种元素的质量比为2 ： 6 ： 12.下列结论不正确的是( )A.化学反应中一定有能量的变化 B.化学反应中一定会有新物质生成C.化学反应中元素种类一定不发生变化 D.化学反应中一定会伴随着一些现象3.黄曲霉素(化学式为C17H12O6)广泛存在于变质的花生、玉米和谷物等农产品中，下列有关说法错误的是( )A.黄曲霉素有很强的毒性B.其相对分子质量为312C.黄曲霉素中C、H、O三种元素的质量比为17:12:6D.每1个分子由35个原子构成4.碳与浓硝酸发生反应的化学方程式为：C+ 4HNO3浓 CO2+ 4X+2H2O。下列有关该反应的说法不正确的是( )A.HNO3 中 N 的化合价为5 价B.化学方程式中 X 为 NO2C.该化学反应前后，原子个数和分子个数都没有发生变化D.该反应中，C 具有还原性5.下表是元素周期表中第三周期元素的原子结构示意图。依据上表判断，下列结论正确的是( )A.11 号元素的原子，在化学反应中容易得到电子变成离子B.铝元素与硫元素形成化合物的化学式为 Al3S2C.上述元素称为第三周期元素是因为这些元素的原子核外都有三个电子层D.ClCl— ，则 Cl 核内有 18 个质子6.按照物质分类及化合价规律排列的：Mn、S、MnO2、SO2、K2MnO4、 六种物质中，最后一种物质为A.H2S B.Na2SO3 C.CuSO4 D. Cu2S7.下列反应不属于基本反应类型的是A.HC1+NaOH=NaC1+H2O B.2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2C.Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu D.CO+CuO Cu+CO28.根据下图提供的信息，下列说法正确的是( )A.钠原子最外层有11个电子 B.钠的相对原子质量是22.99gC.钠属于非金属元素 D.钠的原子序数为119.路边烧烤除污染环境外，在烧烤肉类食品时还会产生一种致癌物质——苯并(a)芘(化学式C20H12)。有关苯并(a)芘的说法错误的是 ( )A.它由两种元素组成 B.苯并(a)芘中氢元素的质量分数为6%C.它属于有机化合物 D.苯并(a)芘中碳、氢原子的个数比为20:1210.掌握化学用语是学好化学的关键。下列化学用语的意义叙述正确的是A.2H表示两个氢元素 B.CO表示一个一氧化碳分子C.Zn2+表示锌元素的化合价为+2价 D. 表示一个镁离子带两个单位正电荷11.下图呈现的是钾在元素周期表中的一些信息,下列判断正确的是A.原子序数是19 B.它是非金属元素C.原子核内的质子数为39 D. 相对原子质量是1912.经过一段时间的化学学习， 你认为下列不属于化学这门科学研究范畴的是( )A.物质的组成和结构 B.物质的变化和性质C.物质的运动状态 D.物质的用途和制取13.前者决定原子种类，后者决定元素的化学性质的是( )A.核内中子数，外层电子数 B.核内质子数，核外电子数C.核电荷数，最外层电子数 D.相对原子质量，离子所带电荷数14.在H2、H2SO4、H2O、H2O2四种物质的分子中都含有A、氢原子 B、1个氢分子C、2个氢元素 D、氢气15.在原子结构中，决定元素的化学性质的是A、质子数 B、电子数C、中子数 D、最外层电子数二、填空题16.为了探究“水的净化”过程，某化学实验小组从河中取了水样，观察到： A.水样呈黄色，有异味 ，浑浊，有固体小颗粒。现对水样进行如下处理：(1)向水样中加入明矾搅拌溶解，静置一段时间后，进行过滤除去固体小颗粒，再向滤液中加入活性炭，除去水样中的颜色和异味，该过程属于______变化(填“物理”或“化学”)。(2)漂白粉可用水的杀菌消毒，其有效成分是次氯酸钙[Ca(ClO)2]。次氯酸钙可发生如下反应：Ca(ClO)2+X+H2OCaCO3+2HClO，则X的化学式为______________。17.用元素符号或化学式填空：①铁元素 ②水 ③二氧化硫④空气中含量最多的气体 ⑤氨气⑥碱式碳酸铜是由 元素组成。18.(4分)请用化学符号或化学式完成下面的空格。(1)2个氮原子 ; (2)铁离子 ;(3)氢氧化铝中铝元素显+3价 ; (4)由生物细胞中含量占前三位的元素组成的酸的化学式 。19.写出下列化学反应的文字表达式：①碳在氧气中燃烧： ;②铁丝在氧气中燃烧： ;③实验室用氯酸钾制取氧气 ;④红磷在空气中燃烧 ;20.写出下列物质的化学符号氧气 ;四氧化三铁 ;过氧化氢 二氧化硫 .磷 ;铁 .21..用化学用语填空：:(1)两个氮原子______ ; (2)氧化钠的化学式________ ;(3)铁离子的符号________。三、简答题22.据浙江在线《水能灭火，可是昨天这场雨，却在一起火灾中充当了“油“的角色》报道：30米挂车在江南大道上一路撒“火种”13小时，这一切都是因为这辆载有20多吨电石的大货车。据介绍，电石，化学名称碳化钙(CaC2),不可燃，是一种有机合成化学工业的基本原料，化学性质非常活泼，遇水后能激烈分解产生产生乙炔(C2H2)气体和熟石灰，释放出大量的热，请回答：(1)请写出碳化钙遇水后的化学方程式：(2)根据上述信息，你认为应该如何保存电石?23.人体必需的微量元素有铁、氟、锌、硒、碘等.它们在人体内虽然含量少，但对健康至关重要.(1)图1是氟元素的原子结构示意图，其最外层电子数是 ;(2)从图2可知硒元素的原子序数为 ;(3)加碘盐所含KIO3中的I的化合价是 ;(4)写出化学符号：①氟离子 ;②三个铁原子 ;③碘单质(双原子分子) ;(5)葡萄糖酸锌(C12H22O14Zn)由 种元素组成，其中碳元素与氢元素的质量比为 ;(6)硫酸亚铁是一种补铁剂，写出一个由铁单质获得硫酸亚铁的化学方程式： .24.普通干电池在生活中的用途很广，其构造示意图如右图。回答下列问题：(1)普通干电池胜任照明时化学能转化为 。(2)电池中石墨表现出优良的 性能;石墨与金刚石物理性质明显差异的原因是 不同。(3)下图是回收利用废旧普通干电池的一种工艺流程(不考虑废旧电池中实际存在的少量其他物质)。①分离回收铜帽，经净化处理后放入硝酸银溶液中，反应的化学方程式是 。②滤液a中溶质的化学式是 。③实验室中在加热和固体b存在的条件下制取氧气，反应的化学方程式是 。④氯化铵和尿素是重要的化学肥料，请简易鉴别氯化铵和尿素参考答案1.D【解析】试题分析：根据二甲醚的化学式为C2H6O分析。A、C2H6O是由碳、氢、氧三种元素组成的，正确; B、—个二甲醚分子是由2个碳原子、6个氢原子和1个氧原子构成的，则—个二甲醚分子中含有9个原子，正确; C、二甲醚的相对分子质量=12×2+1×6+16=46，正确; D、二甲醚中C、H、O三种元素的质量比为(12×2)：(1×6)：(16×1)≠2 ：6 ：1，错误。故考点：化学式的书写及意义，相对分子质量的概念及其计算，元素质量比的计算2.D【解析】试题分析：A、化学反应中一定有能量的变化，而能量的变化主要表现为热量的变化，正确，B、化学反应的本质就是有新物质生成，正确，C、质量守恒定律告诉我们：化学反应中元素种类一定不发生变化，正确，D、化学反应中可能会伴随着一些现象，而不是一定，错误，故选D考点：化学反应的特点3.C【解析】试题分析：A、黄曲霉素有很强的毒性，正确，B、黄曲霉素(化学式为C17H12O6)相对分子质量为312，正确，C、黄曲霉素中C、H、O三种元素的质量比=17×12:1×12:16×6=17:1:8，错误，D、每1个分子中的原子数=17+12+6=35，正确，故选C考点：根据化学式进行的计算4.C【解析】试题分析： A选项HNO3 中 N 的化合价为5 价，根据化学式中元素的正负化合价的代数和为0，得是正确的叙述;B选项根据质量守恒定律知道，化学方程式中 X 为 NO2是正确的叙述;C选项该化学反应前后，原子个数和分子个数都没有发生变化是错误的叙述，原子没变而分子变化了;D选项该反应中，C 具有还原性是正确的叙述;故选C考点：质量守恒定律、化合价的计算、还原性的判断5.C【解析】试题分析：A.11 号元素的原子，在化学反应中容易得到电子变成离子是错误的叙述，容易失去电子变为离子;B.铝元素与硫元素形成化合物的化学式为 Al3S2 是错误的叙述，根据化合价的代数和为0，可知化学式为Al2S3 C.上述元素称为第三周期元素是因为这些元素的原子核外都有三个电子层是正确的叙述;D.ClCl— ，则 Cl 核内有 18 个质子是错误的叙述，原子转化为离子时电子改变而质子数不变;故选择C考点：原子结构示意图6.C【解析】试题分析：物质的分类是按照单质、氧化物、盐的顺序排列;化合价是由低向高排列，故最后一种物质 为硫酸铜;选择C考点：物质的多样性、化合价的计算7.D【解析】试题分析：四种基本反应类型为化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应;A属于复分解反应;B属于分解反应;C属于置换反应;D属于氧化还原反应不属于四种基本反应类型;故选择D考点：化学反应的分类8.D【解析】试题分析：由原子结构示意图几元素周期表所提供的信息可知，A选项钠原子最外层有1个电子;B.钠的相对原子质量是22.99; C.钠属于金属元素;D选项钠的原子序数为11，根据在原子中，质子数=核外电子数=原子序数=核电荷数可知，是正确的叙述;故选择D考点：元素周期表9.B【解析】试题分析：由苯并(a)芘(化学式C20H12)的化学式可知A.它由两种元素组成是正确的叙述; B.苯并(a)芘中氢元素的质量分数为6%是错误的叙述，应该为4.4%; C.它属于有机化合物是正确的叙述; D.苯并(a)芘中碳、氢原子的个数比为20:12是正确的叙述;故选择B考点：有机物的概念、物质的组成、有关化学式的计算10.B【解析】试题分析：A.2H表示两个氢原子B.CO表示一个一氧化碳分子是正确的叙述; C.Zn2+表示一个锌离子的所带的电荷数为+2;D. 表示镁元素的化合价为+2价;故选择B考点：化学符号的含义11. A【解析】试题分析：根据元素周期表提供的信息可知，A选项原子序数是19是正确的叙述;它属于金属元素;根据在原子中质子数=核外电子数=原子序数，相对原子质量为39.10;故选择A考点：元素周期表提供的信息12.C【解析】试题分析：化学是在分子原子层次上研究物质的组成、结构、性质与变化规律的科学，故不属于化学研究的范围为物质的运动状态，故选择C考点：化学研究的范围13.C【解析】不同元素的原子其核内的质子数不同，所以决定元素种类的是其原子核内的质子数，不同的原子中子数可以相同，所以中子数不能决定元素的种类。稀有气体的原子的最外层都有8个电子(氦是2个)，稀有气体元素的原子既不容易得到电子，也不容易失去电子;金属元素的原子的最外层电子数一般少于4个，在化学反应中容易失去电子。非金属元素的原子的最外层电子数一般大于4个，在化学反应中容易得到电子;所以元素的化学性质是由原子的最外层电子数决定的14.A【解析】：物质是由元素组成的，由微粒构成的;而分子则是由原子构成的，所以四种分子中都含有氧原子，而不能说分子中含有元素、其它分子或其它物质。知识点分析：考查物质的宏观组成与微观构成。15.D【解析】：元素的化学性质决定于原子的最外层电子数。知识点分析：理解结构与性质的关系。16.物理 ， O2【解析】试题分析：(1)活性炭的吸附没有新物质生成，该过程属于物理变化;(2)根据质量守恒定律反应前后原子的种类和数量不变，得出X的化学式为 O2。考点：水的净化、质量守恒定律17.①Fe ②H2O ③SO2 ④N2 ⑤NH3 ⑥Cu、O、C、H【解析】试题分析：①元素符号的书写，铁元素：Fe②化学式的书写，水：H2O③二氧化硫：SO2④空气中含量最多的气体是氮气 ：N2⑤氨气：NH3⑥碱式碳酸铜的化学式Cu2(OH)2CO3，故碱式碳酸铜是由Cu、O、C、H元素组成考点：化学用语的书写18.(1)2N (2)Fe3+ (3) (4)H2CO3【解析】试题分析：(1)表示原子个数，在元素符号前面加数字，故2个氮原子：2N(2) 离子表示方法：在元素符号右上角标明电性和电荷数，数字在前，符号在后。若数字为1时，可省略不写，铁离子带3个单位正电荷，故铁离子：Fe3+(3) 化合价的表示方法：在元素符号正上方标出化合价。符号在前，数字在后。若数字为1时，不能省略。故氢氧化铝中铝元素显+3价：(4) 生物细胞中含量占前三位的元素：氧、碳、氢，故它们组成的酸的化学式为：H2CO3考点：化学用语的书写
量子化学的应用范文第4篇
关键词：CdSe量子点；水热法；荧光；细胞成像
中图分类号：R318
文献标识码：A 文章编号：16749944（2017）10022304
1 引言
量子点（quantum dots），是一种由Ⅱ-Ⅵ族或Ⅲ-Ⅴ族元素组成的，其中Ⅱ-Ⅵ族、Ⅲ-Ⅴ族和Ⅳ-Ⅵ族这三个系列的量子点较为常见， Ⅱ-Ⅵ族量子点由于其制备过程简单，荧光性能优良、光学性质稳定等优势而被广泛用于各领域的科学研究中。
经过多年的研究和改进，量子点的合成方法正在不断地完善。用于生物荧光标记的量子点通常采用胶体化学法来制备，按所用原料不同可分为金属有机溶剂热分解法和水相合成法两种路线。水相合成法相比于金属有机溶剂热分解法具有试剂无毒、价格低廉、实验操作简单、环境友好等优势，且水相法制备量子点无需结构修饰就具有很好的水溶性和生物相容性，这些特性使量子点能很好应用于生物成像的科学研究中。水热法是在特制的密闭反应器（如高压反应釜等）中，通过恒温加热使反应体系在高温高压的环境下反应生成量子点的方法。水热法不但继承和发展了水相法的优点，而且克服了回流法温度不能超过100℃的缺陷，反应温度的提高极大地缩短了量子点的制备时间。水热法还改善了量子点表面缺陷，使量子点的荧光量子产率得到了显著的提高。
量子点在经过适当的结构修饰后，能与细胞表面的分子或肽特异性结合，进而成功地标记靶细胞。1998年Bruchez等人首次成功使用量子点来标记固定细胞，此后经过后人的不断研究，量子点的细胞成像技术不断提高。将量子点引入到活细胞的方式有电穿孔技术、显微注射法，也可以经过细胞自身的内吞作用进入到靶细胞中。量子点相比于传统有机荧光染料具有许多优势，它在生物医学研究中能够解决传统有机荧光染料解决不了的问题，例如量子点的荧光寿命长，漂白性强，这使得用量子点标记的细胞可以在较长的一段时间内进行反复成像，实时监测细胞的动向。量子点具有生物相容性好、低毒等优点使其被广泛应用于细胞成像的研究中。总之，量子点作为新型的荧光探针为生命医学的细胞研究工作提供了强而有力的工具。
2 实验部分
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 实验试剂
柠檬酸钠（Na3C6H5O7・2H2O，上海展云化工有限公司，分析纯AR）；氯化镉（CdCl2・2.5H2O，国药集团化学试剂有限公司，分析纯AR）；硼氢化钠（NaBH4，国药集团化学试剂有限公司，纯度96%）；亚硒酸钠（Na2SeO3，Xiya Reagent，纯度98%）；N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC，C5H9NO3S，上海阿拉丁试剂有限公司，纯度99%）；罗丹明-6G（C28H31N2O3Cl，上海阿拉丁试剂有限公司）；人肝癌细胞（HepG2）（购自上海北诺生物科技有限公司）；DMEM高糖液体培养基（海克隆HyClone）；胎牛血清（FBS，浙江天杭生物科技有限公司）；青霉素钠（C18H17N2O4SNa，biosharp）；硫酸链霉素（C42H84N14O36S3，biosharp）；氯化钠（NaCl，国药集团化学试剂有限公司，分析纯AR）；氯化钾（KCl，国药集团化学试剂有限公司，分析纯AR）；磷酸氢二钠（Na2HPO4・12H2O，国药集团化学试剂有限公司，分析纯AR）；磷酸二氢钾（KH2PO4，国药集团化学试剂有限公司，分析纯AR）；实验中所用的水均为超纯水。
2.1.2 实验仪器
CP214型电子天平（奥豪斯仪器上海有限公司）；85-2型恒温磁力搅拌器（上海司乐仪器有限公司）；DHG-9030型电热恒温鼓风干燥箱（上海一恒科技有限公司）；LS55型荧光分光光度计（PerkinElmer珀金埃尔默企业管理（上海）有限公司）；Lambda35型紫外分光光度计（PerkinElmer珀金埃尔默企业管理（上海）有限公司）；高纯N2（四川天一科技股份有限公司）；ZF-20C暗箱式自动紫外分析仪（上海宝山顾村电光仪器厂）；MF53型倒置荧光显微镜（日本奥林巴斯公司）。
2.2 实验方法与步骤
2.2.1 CdSe量子点的合成
（1）溶液的配制。Na2SeO3溶液的配制：称取Na2SeO3固体0.0413 g，加5 mL超纯水，所配溶液浓度为0.04 mol/L；柠檬酸钠溶液的配制：称取柠檬酸钠固体0.8000 g，加8 mL超纯水，配制成浓度为10%柠檬酸钠溶液；称取NAC固体30 mg和NaBH4固体80 mg，分别用少量超纯水（
（2）注射法制备CdSe量子点。称取一定量的CdCl2于50 mL的圆底烧瓶中，加入上述配置的2 mL柠檬酸钠溶液和37 mL超纯水使其混合均匀，在N2的保护下剧烈搅拌30 min。然后用微量注射器分别吸取上述配制好的全部的NaBH4、NAC和0.8 mL Na2SeO3溶液，，并将这三种溶液快速的注射到圆底烧瓶中，继续搅拌5 min，然后将反应液转移至高压反应釜中，200℃反应40 min，即可得高荧光水溶性的CdSe量子点（Cd∶Se∶NAC∶NaBH4的摩尔比为1∶0.1∶0.57∶6.61，[Cd2+]=8mmol/L）。
2.2.2 CdSe量子点的细胞成像
将HepG2细胞在6孔显微板中进行人工培养，其播种密度为每孔2×104个细胞，培养基为DMEM液体培养基，内含10%FBS和100 U/mL青霉素，100 μg/mL链霉素。经过48 h的培育后，将培养基倒掉并用pH值为7.4的磷酸缓冲液（PBS）洗1次，然后每孔加入1 mL的固定液（醋酸∶甲醇的体积比为1∶3），5 min后将固定液的倒掉，并用PBS洗2～3次。将少量提纯的CdSe量子点用PBS稀释，并加入到6孔显微板中。将6孔显微板置于荧光倒置显微镜上，采用λ=405 nm的光激发，观察CdSe量子点对HepG2细胞的标记情况，并拍摄荧光成像照片。
2.2.3 CdSe量子点的荧光量子产率测定
CdSe量子点的荧光量子产率采用参比法测定，以罗丹明-6G为标准物质，乙醇为溶剂，根据下面的式子计算：
3 结果与讨论
量子点具有很高的比表面积，量子点的质量主要是由量子点的表面性质决定。其合成条件的改变，如反应温度、反应时间、试剂的比例、稳定剂的类型等都会影响所制备的量子点的结构。为了得到高质量的产物，必须严格控制制备过程的反应条件。实验使用荧光分光光度计来表征CdSe量子点的发光性能。在前期实验的基础上，控制实验反应温度为200℃，反应时间为40 min不变，主要研究反应物投料比以及反应物的加入顺序对量子点发光性能的影响。
3.1 亚硒酸钠的影响
实验固定反应温度200℃，反应时间40 min不变，不改变其他反应物的投入量，仅改变Na2SeO3的用量，探讨了Cd∶Se摩尔比为1∶0.24、1∶0.15、1∶0.10、1∶0.07（[Cd2+]=8 mmol/L）对合成CdSe量子点的影响。当Cd∶Se的摩尔比为1∶0.24时，合成的CdSe量子点无荧光且有沉淀生成，推测可能是由于Se含量相对较多时，量子点表面形成了更多的Se悬键，悬键由于自身的热力学不稳定性容易造成激子的非辐射复合而不利于量子点的发光，因此应减少Na2SeO3的投入量。如图1所示，当Na2SeO3的摩尔比减小到0.15时，CdSe量子点开始出现微弱的荧光，进一步减小到0.10时，CdSe量子点的荧光强度显著上升，这是因为当Se含量减少后，Cd2+-NAC复合物逐渐占据Se位点，这对量子点起到表面态钝化作用，有利于提高CdSe量子点发光效率。但当减小至0.07时，CdSe量子点的荧光降低了，这是由于Se2 的投入量过少，进而造成Cd2+过量，过量的Cd2+会与OH-在溶液中形成CdO・nH2O沉淀，过多的沉淀吸附到量子点表面会不利于光激发。因此，本文将选取Cd∶Se的摩尔比为1∶0.10进行后续的研究。
3.2 稳定剂NAC用量的影响
稳定剂的作用在于钝化量子点的表面缺陷，减少非辐射重组，因而其浓度是影响量子点发光性能的重要因素。固定其余条件不变，只改变NAC的量，实验研究了Cd∶NAC的摩尔比为1∶0.48、1∶0.57、1∶0.67（[Cd2+]=8 mmol/L）时对CdSe量子点的影响。由图2所示，随着稳定剂NAC用量的增加，CdSe量子点的荧光强度表现出先增后降的变化趋势，当Cd∶NAC的摩尔比为1∶0.57时合成的CdSe量子点的荧光最强。本文推测当Cd∶NAC的摩尔比为1∶0.48时，由于没有足够的NAC来包裹CdSe量子点而造成大量的表面缺陷，致使CdSe量子点的发光效率降低，但当Cd∶NAC的摩尔比增加大1∶0.67时，由于稳定剂NAC过多，NAC与Cd2+之间会形成更稳定的二硫配合物，游离的Cd2+减少，而未反应的Se2-浓度增大，并导致更多的表面缺陷以致于CdSe量子点的荧光下降。
3.3 硼氢化钠的影响
在其他条件最佳的情况下，只改变的NaBH4投入量，分别考察了Cd∶NaBH4的摩尔比为1∶5.78、1∶6.61、1∶8.26（[Cd2+]=8 mmol/L）对CdSe量子点荧光强度的影响。由图3所示，随着NaBH4用量的增加，CdSe量子点荧光强度先增加后减小，当Cd∶NaBH4的摩尔比为1∶6.61时，CdSe量子点的荧光强度达到最大。NaBH4作为还原剂，其作用在于将亚硒酸钠中的Se4+还原成Se2-，所以反应前体Se2-的浓度与NaBH4的用量有关。硼氢化钠只有在合理的用量下，才能将亚硒酸钠中的Se4+充分还原成Se2-，提高量子点的质量。
3.4 氯化镉加入的先后顺序的影响
经过前面的研究，筛选出反应物最佳的投料比为Cd∶Se∶NAC∶NaBH4的摩尔比为1∶0.1∶0.57∶6.61（[Cd2+]=8 mmol/L），固定该投料比不变，仅改变CdCl2的加入顺序来研究其对合成CdSe量子点的影响。由图4看出，CdCl2的加入顺序对合成CdSe量子点的影响很大，CdSe量子点的荧光强度以及发射波长均发生了显著地改变。因而，可以通过改变反应物的加入顺序来获得不同颜色的CdSe量子点。
3.5 最佳条件下的CdSe量子点的荧光量子产率
以罗丹明-6G为标准物质，乙醇为溶剂，采用参比法测得CdSe量子点的荧光量子产率为39%。CdSe量子点在545 nm处产生了明显的荧光发射峰，峰型窄且对称，说明在投料比为Cd∶Se∶NAC∶NaBH4的摩尔比为1∶0.1∶0.57∶6.61（[Cd2+]=8 mmol/L）的条件下，合成的CdSe量子点粒径分布较均匀，在365 nm紫外光的激发下，量子点发出明亮的绿色。
3.6 CdSe量子点标记HepG2细胞
验采用对生物体无毒性的生物小分子NAC替代毒性较大的巯基乙酸或巯基丙酸作为量子点的稳定剂包覆在量子点的表面，使其能够顺利地侵染HepG2细胞，进行细胞成像研究。如图5所示，被CdSe量子点标记的HepG2细胞呈明亮的绿色荧光，细胞轮廓清晰可见，说明CdSe量子点是一种很好的生物荧光成像探针。
4 结论
实验主要对CdSe量子点的合成进行研究并将其应用于细胞成像。在量子点的合成部分，以在空气中稳定的Na2SeO3作槲源，NAC作为稳定剂，采用水热法一步合成CdSe量子点，操作简单易行。通过改变反应物的投料比以及反应物的加入顺序，优化了CdSe量子点的合成条件。投料比为Cd∶Se∶NAC∶NaBH4的摩尔比为1∶0.1∶0.57∶6.61（[Cd2+]=8 mmol/L），200℃下反应40 min制备得的CdSe量子点光学特性优良、粒径分布均匀、生物相容性好。同时本文成功地将CdSe量子点应用于HepG2细胞成像，为后续的研究奠定了坚实的基础。
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量子化学的应用范文第5篇
一、选择题（共10小题，每小题2分，满分20分）
1．古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富．下列诗句中只涉及物理变化的是（）
A．野火烧不尽，春风吹又生B．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干
C．只要功夫深，铁杵磨成针D．爆竹声中一岁除，春风送暖人屠苏
考点：化学变化和物理变化的判别．.
专题：结合课本知识的信息．
分析：化学变化是指有新物质生成的变化．物理变化是指没有新物质生成的变化．化学变化和物理变化的本质区别是否有新物质生成．
解答：解：A、植物秸秆燃烧能生成水和二氧化碳等物质，属于化学变化；
B、蜡烛燃烧能生成水和二氧化碳，属于化学变化；
C、铁杵磨成针的过程中没有新物质生成，属于物理变化；
D、燃放烟花爆竹能生成二氧化碳等物质，属于化学变化．
故选：C．
点评：解答本题要分析变化过程中是否有新物质生成，如果没有新物质生成就属于物理变化．
2．（2分）由分子构成的物质，发生物理变化和化学变化的本质区别是（）
A．分子重新组合B．原子重新组合
C．物质的状态发生变化D．分子的间隔发生变化
考点：微粒观点及模型图的应用；分子和原子的区别和联系．.
分析：化学变化是指有新物质生成的变化．物理变化是指没有新物质生成的变化．化学变化和物理变化的本质区别是否有新物质生成．
解答：解：由分子构成的物质，发生物理变化时，分子不变，只是分子之间的间隔发生改变．发生化学变化时，分子发生变化，分解成原子，原子重新组合成新分子．
故选B
点评：本题主要考查了分子在物理变化和化学变化中是否发生改变方面的问题．
3．（2分）（2012•广州）AgN03固体见光或受热易分解，故用棕色试剂瓶保存．AgN03受热分解，放出的有刺激性气味的气体可能是（）
A．S02B．N02C．NH3D．N2
考点：质量守恒定律及其应用．.
专题：压轴实验题；化学用语和质量守恒定律．
分析：根据质量守恒定律：化学反应前后元素的种类不变，可初步的判断生成物是什么．然后根据题中放出有刺激性气味的气体可排除氮气；根据反应前AgN03中存在银、氮、氧三种元素，故反应后的生成物中不可能有SO2和NH3．
解答：解：A、AgN03中不含有硫元素，根据质量守恒定律，不可能是S02，故A错误；
B、AgN03中存在银、氮、氧三种元素，N02又有刺激性气味，所以有可能，故B正确；
C、AgN03中不含有氢元素，根据质量守恒定律，不可能是NH3，故C错误；
D、N2无刺激性气味，不可能含有，故D错误；
故选B．
点评：该题主要考查了质量守恒定律的应用，该题还要求学生要善于从题中挖掘出有用的解题信息（例如分解放出有刺激性气味的气体），以及要求学生要学会用排除法做选择题．
4．（2分）化学反应前后，一定不变的是（）
①分子种类；②原子种类；③分子数目；④原子数目；⑤各物质的质量总和．
A．①③⑤B．①②⑤C．②④⑤D．②③⑤
考点：质量守恒定律及其应用；分子、原子、离子、元素与物质之间的关系．.
专题：物质的微观构成与物质的宏观组成；化学用语和质量守恒定律．
分析：根据质量守恒定律：化学反应前后，一定不变的是：原子种类；原子数目；各物质的质量总和．
解答：解：根据质量守恒定律：化学反应前后，一定不变的是：原子种类；原子数目；各物质的质量总和．
故选C．
点评：了解分子、原子、离子、元素与物质之间的关系；掌握质量守恒定律的内容及其应用．
5．（2分）下列说法正确的是（）
A．目前人们已经发现了109种元素，这些元素组成的单质只有109种
B．只含有一种元素的物质一定是纯净物
C．金刚石和石墨的物理性质不同，是因为构成它们的原子不同
D．金刚石和石墨都是碳元素组成的单质
考点：分子、原子、离子、元素与物质之间的关系；碳元素组成的单质．.
专题：物质的微观构成与物质的宏观组成．
分析：A、根据有的元素组成的单质有多种进行解答；
B、根据一种元素的物质可能为混合物进行解答；
C、根据金刚石和石墨的原子排列不同进行解答；
D、根据金刚石和石墨的元素组成进行解答．
解答：A、有的元素组成的单质有多种，例如金刚石和石墨都是碳元素组成的单质，故A错误；
B、只含有一种元素的物质不一定是纯净物，一种元素的物质可能为混合物，故B错误；
C、金刚石和石墨的物理性质不同，是因为构成它们的碳原子的排列方式不同，故C错误；
D、金刚石和石墨都是碳元素组成的单质，它们互称同素异形体，故D正确．
故选D．
点评：由同种元素组成的不同单质互称同素异形体，同素异形体由于结构不同，即原子排列不同，彼此间物理性质有差异；但由于是同种元素形成的单质，所以化学性质相似．
6．（2分）根据下列三种微粒结构示意图，所获取信息正确的是（）
A．①②③化学性质相同B．它们表示三种元素
C．①表示的是原子，②表示的是阴离子D．②表示的元素是金属元素
考点：原子结构示意图与离子结构示意图．.
专题：化学用语和质量守恒定律．
分析：A、根据元素的化学性质跟它的原子的最外层电子数目关系非常密切，最外层电子数相同的元素化学性质相似，据此进行分析判断．
B、元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称，决定元素种类的是质子数（即核电荷数），据此进行分析判断．
C、根据核内质子数与核外电字数的关系分析判断．
D、根据核内质子数判断元素及元素的类别．
解答：解：A、①②③的最外层电子数分别是5、8、3，最外层电子数不同，故它们的化学性质不同，故选项说法错误．
B、决定元素种类的是质子数（即核电荷数），不同种元素最本质的区别是核内质子数不同，三种粒子的核内质子数分别是7、13，表示两种元素，故选项说法错误．
C、在①中核内质子数=核外电子数=7，属于原子；在②中核内质子数＞核外电子数，属于阳离子，故选项说法错误．
D、③的质子数是13属于铝元素，是金属元素，故选项说法正确．
故选：D．
点评：本题难度不大，考查学生对粒子结构示意图及其意义的理解，明确粒子中核内质子数和核外电子数之间的关系是解题的关键．
7．（2分）在反应A+BC+D中，5gA与5gB恰好完全反应，生成8gC，则2.5gA完全反应，生成D的质量为（）
A．2gB．4gC．1gD．2.5g
考点：质量守恒定律及其应用．.
专题：化学用语和质量守恒定律．
分析：根据质量守恒定律，在化学反应中，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和，可以求出生成D的质量．
解答：解：根据质量守恒定律可以知道，5gA和5gB恰好完全反应生成D的质量为：5g+5g﹣8g=2g．
设第二次生成D的质量为x，则
A+BC+D
5g2g
2.5gx
=，解得：x=1g．
故选C．
点评：本题主要考查学生运用质量守恒定律进行推断的能力，需认真分析，找出质量关系，就可以求解．
8．（2分）2011年10月，“碳捕集与封存国际论坛”在重庆召开．重庆合川介绍了把CO2压缩、液化后封存在泥岩中的方法．关于封存CO2的必要性和可行性的叙述中错误的是（）
A．CO2分子间有空隙B．CO2气体较易液化
C．CO2是导致大气污染的主要气体D．大气中C02增加会造成温室效应
考点：二氧化碳对环境的影响；分子的定义与分子的特性．.
专题：碳单质与含碳化合物的性质与用途．
分析：A、任何物质的分子之间都有间隔；
B、二氧化碳较易液化；
C、二氧化碳是温室效应的主要气体；
D、二氧化碳是温室效应的主要气体．
解答：解：A、任何物质的分子之间都有间隔，故A说法正确；
B、二氧化碳较易液化，故B说法正确；
C、二氧化碳是温室效应的主要气体，而不是导致大气污染的主要气体，故C说法错误；
D、二氧化碳是温室效应的主要气体，故D说法正确．
故选C．
点评：二氧化碳在通常状况下是一种无色、无味的气体，能溶于水，密度比空气大（常用向上排空气法收集），固态二氧化碳叫做干冰，易升华．
9．（2分）（2012•百色）关于一氧化碳和二氧化碳的叙述正确的是（）
A．一氧化碳和二氧化碳均有可燃性
B．一氧化碳和二氧化碳均有还原性
C．室内放一盆水能防止一氧化碳中毒
D．固体的二氧化碳叫“干冰”，可用于人工降雨
考点：一氧化碳的化学性质；二氧化碳的化学性质；二氧化碳的用途；一氧化碳的毒性．.
专题：碳单质与含碳化合物的性质与用途．
分析：依据一氧化碳及二氧化碳的性质对问题进行分析即可，一氧化碳不易溶于水，具有还原性与可燃性，而二氧化碳不可燃，其固态形式是干冰，易升华吸热，据此回答判断即可；
解答：解：A、一氧化碳具有可燃性，二氧化碳不能燃烧不具有可燃性；故A不正确；
B、一氧化碳具有还原性，而二氧化碳不具备还原性；故B不正确；
C、一氧化碳不溶解于水也不能与水发生反应，因此室内放一盆水并不能能防止一氧化碳中毒；故C不正确；
D、固态的二氧化碳叫干冰，干冰容易升华吸热，所以常用于人工降雨，故D正确；
故选D．
点评：对比一氧化碳、二氧化碳两气体的性质是本题的考查内容，正确掌握两种物质的性质是解答的基础．
10．（2分）（2012•乐山）“毒胶囊”泛指利用由工业皮革废料为原料生产的含重金属铬（Cr）超标的胶囊，其中含有可能引起人体肾伤害的+6价的铬．下列铬的化合物中铬呈+6价的是（）
A．Cr2（SO4）3B．CrCl2C．Cr2O3D．K2CrO4
考点：有关元素化合价的计算．.
专题：化学式的计算．
分析：根据在化合物中正负化合价代数和为零，结合各选项中的化学式进行解答本题．
解答：解：A、SO4显﹣2，设铬元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：2x+（﹣2）×3=0，则x=+3．
B、氯元素显﹣1，设铬元素的化合价是y，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：y+（﹣1）×2=0，则y=+2．
C、氧元素显﹣2，设铬元素的化合价是z，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：2z+（﹣2）×3=0，则z=+3．
D、钾元素显+1，氧元素显﹣2，设铬元素的化合价是w，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：（+1）×2+w+（﹣2）×4=0，则w=+6．
故选D．
点评：本题难度不大，考查学生利用化合价的原则计算指定元素的化合价的能力．
二、填空题（化学反应方程式每空2分，其余每空1分，共17分）
11．（8分）写出下列反应的化学方程式并填空．
（1）碳在过量氧气中充分燃烧：C+O2CO2该反应属于化合反应．
（2）铁在氧气中燃烧：3Fe+2O2Fe3O4；先在集气瓶里放一些水，目的是防止生成物熔化溅落下来炸裂集气瓶．
（3）实验室加热高锰酸钾制取氧气：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2．
考点：书写化学方程式、文字表达式、电离方程式；反应类型的判定．.
专题：化学用语和质量守恒定律．
分析：首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件，根据化学方程式的书写方法、步骤进行书写即可．
解答：解：（1）碳在过量氧气中充分燃烧生成二氧化碳，反应的化学方程式为：C+O2CO2；该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应．
（2）铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4；为防止生成物熔化溅落下来炸裂集气瓶，集气瓶底预先放少量的水．
（3）高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2．
故答案为：（1）C+O2CO2；化合；（2）3Fe+2O2Fe3O4；防止生成物熔化溅落下来炸裂集气瓶；（3）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2．
点评：本题难度不大，考查学生根据反应原理书写化学方程式的能力，化学方程式书写经常出现的错误有不符合客观事实、不遵守质量守恒定律、不写条件、不标符号等．
12．（4分）为了消除碘缺乏病，我国政府规定居民的食用盐必须是加碘盐．如图是一种市售碘盐包装袋上的部分说明．试回答：
XX牌精制碘盐
配料：氯化钠、碘酸钾（KIO3）
含碘：30mg/kg
食用方法：勿长时间炖炒
贮藏方法：避光、避热、密封、防潮
（1）碘酸钾中碘的化合价为+5；
（2）“含碘量”中的碘是指（填序号）B：
A．碘酸钾B．碘元素C．碘分子D．碘离子
（3）由食用方法和贮藏指南可推测碘酸钾的化学性质之一是受热易分解或受热不稳定（合理即可）．
（4）根据你的生活经验写出碘酸钾的一点物理性质白色固体或可溶于水．
考点：有关元素化合价的计算；物质的元素组成．.
分析：（1）根据在化合物中正负化合价代数和为零，进行解答．
（2）“含碘量”中的“碘”不是以单质、氧化物、分子、原子等形式存在，而是指元素，通常用元素及其所占质量（质量分数）来描述．
（3）根据加碘盐图中标签信息（食用方法和贮藏指南）进行分析解答．
（4）根据食盐的物理性质进行分析推测碘酸钾的物理性质即可．
解答：解：（1）根据在化合物中正负化合价代数和为零，钾元素显+1，氧元素显﹣2，设碘酸钾（KIO3）中碘元素的化合价为x，则（+1）+x+（﹣2）×3=0，x=+5．
（2）“含碘量”中的碘不是以单质、分子、原子、离子等形式存在，这里所指的“碘”是强调存在的元素，与具体形态无关；故选B．
（3）根据加碘盐图中标签信息，勿长时间炖炒、避热等，可得碘酸钾的一种化学性质是：受热易分解或受热不稳定．
（4）从食盐我外观可以推知碘酸钾也是白色固体，食盐能在水中溶解可以知道碘酸钾也能溶于水．
故答案为：（1）+5；（2）B；（3）受热易分解或受热不稳定；（4）白色固体或可溶于水．
点评：本题难度不大，考查同学们灵活运用所学知识（化合价、元素、物理性质与化学性质等）进行解题的能力．
13．（2分）碳是形成化合物种类最多的元素，含碳物质是中学化学研究的重要内容．
（1）“低碳生活”倡导低能量、低消耗，主要是为了减少CO2（填化学式）的排放量．
（2）如图为元素周期表中的一格，下列说法不正确的是C（填标号）．
A．碳元素属于非金属元素
B．碳原子核内质子数为6
C．碳元素的原子结构示意图为
D．碳的相对原子质量为12.01．
考点：二氧化碳对环境的影响；原子结构示意图与离子结构示意图；元素周期表的特点及其应用．.
专题：碳单质与含碳化合物的性质与用途．
分析：（1）“低碳生活”就是减少二氧化碳的排放量；
（2）根据元素周期表中的一个小格中的信息可知元素的名称、元素符号、质子数、相对原子质量等来解答即可．
解答：解：（1）“低碳生活”就是减少二氧化碳的排放量；
故答案为：CO2．
（2）A、因碳的偏旁为“石”，则碳元素为非金属元素，故A说法正确；
B、由信息可知，碳原子的质子数为6，故B说法正确；
C、碳原子的质子数为6，则原子结构中最外层电子数应为4，故C错误；
D、由信息可知，碳原子的相对原子质量为12.01，故D说法正确；
故选C．
点评：本题考查学生利用元素周期表中的一个小格中来获取信息解答习题，考查学生分析信息利用信息的能量，并明确不同位置的数字的意义来解答．
14．（3分）云南地区连续两年春、夏遭遇持续干旱，造成人畜饮水困难，全省各地采取措施积极抗旱．请回答下列问题：
（1）有些村民打井取用地下水，检验地下水是硬水还是软水，可用的物质是肥皂水．
（2）有些村民往盛有浑浊河水中加明矾和漂白粉，然后作为生活用水，其中明矾的作用是加速沉降，为了除去河水中的臭味和颜色，可以加入活性炭进行吸附．
考点：硬水与软水；水的净化；碳单质的物理性质及用途．.
专题：空气与水．
分析：根据已有的硬水和软水的鉴别方法以及净水过程中各物质的作用进行分析解答即可．
解答：解：（1）检验硬水和软水使用的是肥皂水，故填：肥皂水；
（2）明矾溶于水形成的胶体具有吸附性，能将不溶性固体吸附在其表面形成大颗粒易于沉降；活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，故填：加速沉降，活性炭．
点评：掌握水的净化的方法和硬水与软水的鉴别方法是解答本题的关键．
三、简答题（每空1分，共12分）
15．（4分）为了延长白炽灯的使用寿命，灯泡里放有极少量的红磷．其作用是消耗残留的氧气，延长灯泡的使用寿命，反应的化学方程式为4P+5O22P2O5，该反应在基本反应类型中属于化合反应．
考点：氧气的化学性质；反应类型的判定；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式．.
专题：氧气、氢气的性质与用途．
分析：根据氧气具有氧化性，是一种常用的氧化剂，而红磷可以和氧气反应而消耗氧气，从而延长白灯泡的使用寿命进行解答．
解答：解：白炽灯的灯丝在通电之后会放出热量，而使灯丝容易和灯泡中残留的氧气反应，为了防止灯丝和残留的氧气反应，同时消耗掉残留的氧气，延长灯泡的使用寿命，而在灯泡里放入一些红磷，红磷可以和氧气反应生成五氧化二磷，反应的化学方程式为4P+5O22P2O5．该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应．
故答案为：消耗残留的氧气，延长灯泡的使用寿命；4P+5O22P2O5．化合
点评：熟练掌握氧气的化学性质，知道氧气是一种常用的氧化剂，了解任何一种物质都有两面性，例如本题中的氧气可以供给动植物呼吸，但是在某些方面如果处理不当，也会给我们的生活带来麻烦．
16．（8分）下表是元素周期表的一部分：
（1）原子序数是12的元素符号为Mg；Be元素的相对原子质量为9.012；
（2）相对原子质量为22.99的元素属金属（填“金属”或“非金属”）；Ne的化学性质比较稳定（填“稳定”或“不稳定”）；F元素最外层电子数为7；
（3）表中不同种元素最本质的区别是A（填字母）
A．质子数不同B．相对原子质量不同C．中子数不同
（4）为某元素的原子结构示意图，该元素位于周期表中第三周期，在化学反应中易失电子．
考点：元素周期表的特点及其应用；原子结构示意图与离子结构示意图；元素的概念．.
专题：化学用语和质量守恒定律．
分析：（1）根据图中元素周期表可以获得的信息：左上角的数字表示原子序数；字母表示该元素的元素符号；中间的汉字表示元素名称；汉字下面的数字表示相对原子质量，进行分析解答即可．
（2）根据元素的化学性质跟它的原子的最外层电子数目有关，决定元素的化学性质的是原子的最外层电子数，进行分析解答．
（3）根据元素是具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称，决定元素种类的是核电荷数（即核内质子数），据此进行分析解答．
（4）根据周期数等于电子层数进行分析解答．
解答：解：（1）根据元素周期表中的一格中获取的信息，可知原子序数是12的元素符号为Mg；Be元素的相对原子质量为9.012．
（2）相对原子质量为22.99的元素是钠元素，属金属元素，决定元素的化学性质的是原子的最外层电子数，Ne原子的最外层电子数为8，所以它的化学性质比较稳定，F元素最外层电子数为7；
（3）根据决定元素种类的是核电荷数（即核内质子数），所以表中不同种元素最本质的区别是质子数不同；
（4）为某元素的原子结构示意图，该元素有三个电子层，所以位于周期表中第三周期，最外层电子数为3，在化学反应中易失电子形成稳定结构．
故答案为；
（1）Mg；9.012；（2）金属；稳定；7；（3）A；（4）三；失．
点评：本题难度不大，灵活运用元素周期表中元素的信息、明确粒子中核内质子数和核外电子数之间的关系、掌握元素的特征、决定元素化学性质的因素等是即可正确决定本题．
四、实验探究题（化学反应方程式每空2分，其余每空1分，共14分）
17．（7分）实验室开放日，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，设计了如下实验装置进行气体制取和性质的探究，请回答有关问题：
（1）请写出图中标有字母的仪器名称：a长颈漏斗b集气瓶．
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气时，应选用的发生装置和收集装置是BC或BE（填写装置的字母代号，下同），请写出该反应的化学方程式：2KClO32KCl+3O2．
（3）如图F所示，向烧杯中倾倒二氧化碳，下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳具有的性质是不支持燃烧且密度比空气的大，因此，二氧化碳可用于灭火．
考点：常用气体的发生装置和收集装置与选取方法；二氧化碳的化学性质．.
专题：碳单质与含碳化合物的性质与用途；常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化．
分析：（1）依据常用仪器回答；
（2）根据反应物的状态和反应条件选择发生装置，依据氧气的密度和溶解性选择收集装置，并依据反应原理书写方程式；
（3）依据实验现象分析二氧化碳的性质，并据其性质确定其用途．
解答：解：（1）标有字母的仪器分别是长颈漏斗和集气瓶；
（2）用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气时，需要加热，属于固体加热型，故选发生装置B；氧气的密度比空气大且不易溶于水，故可用向上排空气或排水法收集；氯酸钾在二氧化锰的催化作用、加热的条件下生成氯化钾和氧气，方程式是：2KClO32KCl+3O2；
（3）根据题意，向烧杯中倾倒二氧化碳，下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳不支持燃烧且密度比空气大，据此性质，二氧化碳可用于灭火；
故答案为：（1）长颈漏斗、集气瓶；
（2）BC或BE；2KClO32KCl+3O2；
（3）不支持燃烧；灭火．
点评：本题考查了实验室制取氧气的装置选取、反应原理，及根据实验现象分析物质的性质、进而确定物质的用途．
18．（7分）小丽同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”．她设计并完成了下表所示的探究实验：
（1）请填写表中窄格．
实验操作实验现象实验结论和总结
结论总结
实验一取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条产生少量的气泡，木条不复燃过氧化氢分解产生氧气，但是①反应慢二氧化锰是过氧化氢的催化剂
实验二向盛水的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条没有明显的现象②二氧化锰加入水中不产生氧气
实验三③向盛有5mL5%的过氧化氢溶液的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条④产生大量气泡，带火星的木条迅速复燃二氧化锰能加快过氧化氢的分解
（2）指出“实验一”和“实验二”所起到的作用对比．
（3）小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出结沦，她补充设计了两个方面的探究实验．最终达成了实验目的．
第一方面的实验操作中包含了两次称量．目的是：比较二氧化锰在过氧化氢分解前后的质量；第二方面的实验是利用“实验三”反应后试管内的剩余物继续实验．写出接下来的实验操作、现象和结论倒掉反应后的液体，向剩余的固体中重新加入过氧化氢溶液，有大量气泡产生，说明二氧化锰仍能加快过氧化氢的分解速率．
考点：催化剂的特点与催化作用．.
专题：实验性简答题．
分析：根据已有的知识进行分析，催化剂就是能改变其他物质的化学反应速率而本身的质量和化学性质在化学反应前后都不发生改变的物质，要设计实验证明二氧化锰是过氧化氢反应的催化剂，需要从改变过氧化氢的反应速率、二氧化锰自身的质量和化学性质不变的角度设计实验，据此解答．
解答：解：（1）过氧化氢在常温下可以分解产生氧气，但是反应的速率很慢，不能使带火星的木条复燃；水在常温下不能产生氧气，加入二氧化锰也不会反应；要证明二氧化锰能加快过氧化氢的分解，可以在5mL5%的过氧化氢溶液中，加入二氧化锰，观察产生气泡的速率快，伸入带火星的木条，观察到木条复燃，故填：
实验操作实验现象实验结论和总结
结论总结
实验一取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条产生少量的气泡，木条不复燃过氧化氢分解产生氧气，但是①反应慢二氧化锰是过氧化氢的催化剂
实验二向盛水的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条没有明显的现象②二氧化锰加入水中不产生氧气
实验三③向盛有5mL5%的过氧化氢溶液的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条④产生大量气泡，带火星的木条迅速复燃二氧化锰能加快过氧化
（2）设计实验一和实验二的目的是进行实验对比，故填：对比；
（3）实验一、二、三只能说明二氧化锰能改变过氧化氢的反应速率，要是此反应的催化剂，还必须证明反应前后的质量和化学性质没有改变，故前后两次称量固体的质量是为了比较二氧化锰的质量在反应前后是否发生改变；可以将试管内反应后的液体倒掉，向其中加入过氧化氢溶液，观察是否产生大量的气泡，能否使带火星的木条复燃，故填：比较二氧化锰在过氧化氢分解前后的质量；倒掉反应后的液体，向剩余的固体中重新加入过氧化氢溶液，有大量气泡产生，说明二氧化锰仍能加快过氧化氢的分解速率．
点评：本题考查了催化剂的探究，完成此题，可以依据已有的知识进行．
五、计算题（7分）
19．（7分）在标准状况下，6.2g磷在氧气中充分燃烧，需要氧气多少克？这些氧气的体积是多少升？能生成P2O5多少克？（已知标况下ρ=1.43g/L）
考点：根据化学反应方程式的计算．.
专题：有关化学方程式的计算．
分析：红磷燃烧是和氧气反应生成了五氧化二磷，根据该反应的化学方程式和红磷的质量，可计算出需要氧气以及生成的五氧化二磷的质量；然后根据密度公式可计算出这些氧气在标准状况下的体积．
解答：解：设6.2g红磷完全燃烧需要氧气的质量为x，生成五氧化二磷的质量为y
4P+5O22P2O5
124160284
6.2gxy
解得：x=8g，y=14.2g
所需氧气的体积为：=5.6L
量子化学的应用范文第6篇
一、在判断氧化产物或还原产物化合价题目中的应用
在高中化学学习的过程中，氧化还原反应是化学反应中十分重要的内容.教师在教学的过程中要重视对学生兴趣的培养，使学生在学习过程中主动的参与到教学过程中.在传统的教学过程中，在课堂上教师为主，以灌输的形式对学生进行知识的传授，这样的方法容易使学生产生疲倦厌学的情绪，不利于学习效率的提高.因此，教师要转变教学理念，在课堂上多加引导，在做题方面切勿一味求多，而是要重视习题的筛选，使题目更加有针对性，更加有启发性和代表性.这样容易给学生留下深刻的印象且减少学生的学习压力.化合价在氧化还原产物习题中的应用教师应当以下面的典型例题作为引子，启发学生重视化合价在解题中的应用.
例1对于某强氧化剂HRO3与H2SO3反应，其中R元素被还原至较低的价态，若消耗强氧化剂2.4×10-3 mol，需要0.1 mol/L的H2SO3溶液24 mL，则元素R被还原之后的价态是多少？
解析此问题首先要辨出还原剂在反应前后的价态变化，在反应前S元素为+4价，反应后被氧化成H2SO4，S元素价态为+6.之后根据的用量确定反应中电子得失的总数，即失电子（6-4）×24 mL×10-3 mol/L×0.1 mol/L，得电子（5-x）×2.4×10-3 mol.最后使得失电子总数相等，即可得x=+3.
二、在金属与硝酸反应的题目中化合价的应用
在解决一些稍复杂的化学习题时，有时采取直接解答的方法往往无法达到很好的效果，既费时又费力，教师要引导学生及时转换思路，分析题目的特点，从中找出适合题目的简便有效的解题方法.如下题，直接用化合价的升降以及电子守恒原[JP3]理可以简洁清晰地得出正确的答案，在考试中会节省大量的时间.[JP]
例2将3.84 g铜与一定量的浓硝酸混合，进行反应，当反应结束后发现共收集到标准状态下的气体1 mol，如果将装有这些气体的集气瓶放在水槽中，则需要标准状态下的多少氧气才可以使集气瓶被溶液充满？
解析根据电子的得失守恒原理可知，在反应中，铜失去的电子的物质的量与被还原的硝酸得到的电子的物质的量相等，并且之后氧气所得到的电子的物质的量相等.因此，则可列出下式，n（Cu） ×2=n（O2） ×4，也就是3.84/64×2=x/22.4×4，x为所示氧气的标准状态下体积，解得x=0.672L.
三、在判断非常见反应中氧化产物与还原产物的物质的量的比等类型题中的应用
例3当（NH4）2SO4在某种强热的条件下发生分解反应时，其产物为NH3、SO2、N2以及H2O，求解反应生成的SO2、N2的物质的量的比.
解析SO2在该反应中是还原产物，而N2是氧化产物.由电子守恒定律可以知道生成SO2所得到的电子与生成N2所失去的电子的物质的量是相等的.生成1 mol N2得电子6 mol，生成1 mol SO2失电子2 mol，因而二者的物质的量的比为3∶[KG-*2]1.
四、化合价在配平化学反应方程式中的应用技巧
[BP（]在高中化学题的解答过程中很多需要先列出化学反应方程，将其配平后再进行下一步地运算和解题过程，因此化学方程式的配平在高中化学解题中占有重要的位置.而化学合价的合理利用可以使得某些或者某一类的化学方程式的配平过程更加快速准确，下面分析化合价在配平化学反应方程式中的应用.[BP）]
1.利用化合价升降法配平化学反应方程式
[HJ0.95mm]
例4配平以下两个方程式
NaIO3+NaHSO3[FY]NaHSO4+Na2IO4+I2+H2O
对于氧化还原类型的化学方程式，要根据反应中各物质得失电子的数量即化合价的升降来配平.在配平时，首先要分析物质化合价的变化，之后找到二者的最小公倍数.最后利用质量守恒来配平其它化合价未发生变化的元素.
对于方程式NaIO3+NaHSO3[FY]NaHSO4+ Na2IO4+I2+H2O发生化合价变化的是+5价的碘原子得到5个电子化合价降为0，变化差值为5，+4价的硫原子失去两个电子化合价长到+6，升高了2.因而最小公倍数是10，NaIO3前面的系数是2，NaHSO3前面的系数是5，之后再用硫与钠两个元素配平整个反应方程式.
对于方程式Cu2S+HNO3[FY]Cu（NO3）2+CuSO4+N2O3+H2O化合价升高的是铜元素和硫元素，化合价降低的是氮元素，它的化合价从+5价降到+3价.该反应为部分氧化还原反应，因为氮元素并没有完全被还原，因此在配平的过程中要用左右标志的方法.对于化合物Cu2S来说，一共升高的化合价为10，1分子的N2O3降低的化合价为4，二者的最小公倍数是20，因此Cu2S前面的系数是2，N2O3前面的系数为5，之后利用原子守恒法配平其它化学元素.
2.氧化还原反应方程式的配平依据
以上用实例讲解了化合价在配平化学反应方程式中的应用，其遵循的原则是在反应过程中，还原剂失去的电子数量要等于氧化剂得到的电子总数，且反应前后的各元素的原子数要相等.
下面总结配平的方法步骤.首先是先写出反应物和生成物的分子式，并且在化合价发生变化的元素上标出其化合价.其次是列出发生化合价变化的元素在反应前的化合价变化.再次是要使整个反应的得失电子总数相等，即遵循电子守恒原则.最后是用观察法遵循原子守恒的原则将化学反应方程式的所有元素配平.
五、氧化还原反应教学的策略分析
在氧化还原反应这一节内容的学习过程中，化合价这一概念贯穿始终，教师要引导学生了解该类型的反应本质.在教学的过程中，教师要使学生正确地认识并且掌握氧化还原反应的概念，如用以下习题使学生加深对概念的理解.
例5下列反应类型中，一定有元素发生化合价变化的反应是
A.化合反应B.分解反应
C.转换反应D.复分解反应
例6下列关于氧化还原反应的叙述正确的是
A.在氧化还原反应中，失电子的物质化合价降低
B.凡是有化合价变化的化学反应都是氧化还原反应
C.氧化还原反应中一定所有的元素都发生化合价的变化
D.氧化还原反应的本质是电子的转移
量子化学的应用范文第7篇
（一）考点解读
1.通过化学反应实质考查对质量守恒定律的理解
例1 （东营）化学反应前后，下列各项中，肯定没有变化的是（ ）
①原子数目 ②原子种类 ③分子数目 ④分子种类 ⑤元素种类 ⑥物质总质量 ⑦物质种类
A.①②⑤⑥B.①②③⑤
C.①②⑤⑦D.③④⑥⑦
【解析】化学反应的实质是分子首先变成原子，然后原子再进行重新组合成新的分子，因此分子的种类在化学反应前后肯定要发生改变，分子的数目可能发生改变，这样物质的种类在反应前后也必然要改变；而在化学反应前后，原子（元素）的种类、原子的数目、原子的质量以及物质的总质量均不变。
【答案】A
2.通过化学反应前后元素种类不变考查质量守恒定律的应用
例2 （重庆）NH4ClO4（高氯酸铵）可用作火箭推进剂，当它发生分解反应时，不能生成的物质是（ ）
A.CO2B.Cl2
C.O2D.N2
【解析】根据高氯酸铵的化学式，可知此物质是由N、H、Cl、O四种元素组成的，根据质量守恒定律，反应后生成物的组成中也只能含有这四种元素。根据所给四种物质可知，CO2中含有的C元素是高氯酸铵的组成中没有的，因此生成物不可能是CO2。
【答案】A
3.通过化学反应前后质量守恒考查质量守恒定律的应用
例3 （红河）在化学反应A+B=C+D中，已知80gA与24gB恰好完全反应生成42gC，则生成D的质量为（ ）
A.56g B.62g C.52g D.60g
【解析】根据质量守恒定律，参加化学反应的各物质的质量总和一定等于反应后生成的各物质的质量总和。根据题意，参加反应的各物质的质量总和为：80g+24g=104g，则反应后生成C与D的质量总和也一定为104g。由于生成C的质量为42g，则生成D的质量为：104g—42g=62g。
【答案】B
4.通过化学式计算确定物质的组成元素
例4 （南充）3.0g某物质完全燃烧后生成4.4gCO2和1.8g水。则对该物质相关判断正确的是（ ）
A.该物质只含碳、氢元素
B.该物质一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
C.该物质由碳、氢、氧元素组成
D.该物质分子中碳原子和氢原子的个数比为1∶1
【解析】根据题意，该物质完全燃烧后的生成物为二氧化碳和水，据此可判断该物质的组成元素中一定含有C、H两种元素，究竟含不含O元素，须通过计算来判断。4.4gCO2中含C元素的质量为：4.4g×12/44=1.2g；1.8g水中含H元素的质量为：1.8g×2/18=0.2g。由于1.2g+0.2g=1.6g
【答案】C
（二）考点演练
1.化学反应前后肯定发生变化的是（ ）
A.原子数目B.元素种类
C.原子种类D.分子种类
2.下列叙述符合质量守恒定律的是（ ）
A.因为“质量守恒”，所以煤燃烧后产生的煤渣的质量一定和所用煤的质量相等
B.高锰酸钾受热分解后，剩余固体的质量等于原反应物的质量
C.镁带在空气中燃烧后，生成物的质量比镁带的质量增加了
D.100g酒精与100g水混合后，总质量等于200g
3.在化学反应A+B=C+D中，若12gA与一定量的B恰好完全反应，生成28gC和2gD，则参加反应的B的质量为（ ）
A.8g B.18g C.28g D.30g
4.将3g某物质在氧气中充分燃烧生成8.8gCO2和5.4g水，则该物质的组成中（ ）
A.只含C、HB.可能含O
C.一定含OD.一定含有C、H、O
5.为了验证质量守恒定律，甲、乙、丙三位同学各做了一个实验。
（1）甲同学用实验测定的数据有：木炭和燃烧匙的总质量为mg，其燃烧后灰烬和燃烧匙的总质量为ng。m和n的关系为：m
________________________________________
（填“”或“=”，下同）n。
（2）乙同学用实验测定的数据有：光亮的铁钉的质量为xg，其生锈后的质量为yg。x和y的关系为：x
________________________________________
y。
（3）丙同学实验测定的数据有：锌、硫酸铜溶液和烧杯的总质量为ag，其反应后的混合物和烧杯的总质量为bg。a与b的关系为：a
________________________________________
b。
（4）通过对三个实验的分析，你认为用有气体参加或生成的化学反应来验证质量守恒定律时，应
________________________________________
，才能判定参加化学反应的反应物总质量和生成物总质量是否相等。
6.某校课外兴趣小组同学用氯酸钾和二氧化锰混合物加热制氧气，实验完毕后发现混合物固体质量减少了，请你用学过的化学知识解释：
________________________________________
。
考点二 化学方程式的意义及书写
（一）考点解读
1.考查化学方程式表示的意义与读法
例1 （广东）关于2CO+O2点燃2CO2叙述正确的是（ ）
量子化学的应用范文第8篇
无机化学是高等院校中化学工程、应用化学专业、环境专业、给水排水专业等很多专业的一门重要的必修课。无机化学的学习质量如何，直接关系到后续有机化学、物理化学等课程的学习效果，为了提高无机化学的教学效果，笔者不断进行教学方法的探讨和改进，其中之一就是运用比喻。比喻即通过打比方的方法，借助于两种以上不同事物之间的相似点作为中介物，来比拟想要说的某一事物。在化学教学中，以不违背科学性原则为基础，采用适当的比喻，可以促使学生理解化学概念，掌握科学知识，为产生创造性思维奠定基础。概念教学的宏观类比可促进学生对概念的理解。下面笔者简单介绍一些在课堂教学中运用比喻方法，使学生深入理解无机化学知识的实例，其教学效果显著。
一、以形象比喻讲解速度控制步骤
在讲到浓度对化学反应速率的影响时，对于复杂反应，反应是由两个或者是两个以上的基元反应步骤所组成，这些基元反应步骤的集合便是复杂反应的反应机理或者叫反应历程。这些基元步骤中，总有一步是反应步骤中速率最慢的一步，是决定整个反应速率快慢的最关键的一步，称为速率控制步骤，简称“速控步”。单纯地讲速率控制步骤，很多时候学生不容易理解，为了便于学生的理解，笔者引入了“牧羊理论”和“木桶理论”。小时候很多人可能都放过羊，牧羊理论中有一句话叫：择其后者而鞭之。意思就是说牧羊人要想加快整个羊群的奔跑速度，就要用鞭子抽打跑得最慢的那只羊。同样现代管理学中比较流行的“木桶理论”，要知木桶中到底能装多少水，永远取决于最短的那块板，木桶中最短的那块板代表我们的缺点，我们的每位同学如果能够认清自己人生中最短的那块板，并努力改变自己的缺点，将来一定会大有成就。对于化学反应也是如此，认识一个化学反应中最慢的一个步骤的重要性在于能够有效地改善整个化学反应的速率，从而达到更高的产率。通过比喻的运用，加深了学生对概念的理解，同时也对学生进行了综合素质教育。
二、以形象比喻讲解化学键的特点和价键理论
化学键分为离子键、共价键和金属键，离子键的特点是没有饱和性也没有方向性，而共价键的特点是既有饱和性又有方向性。这些抽象的概念学生理解起来特别难，于是笔者把离子键的特点比喻成是男女交普通朋友，一个男生可以有很多个女生朋友，一个女生也可以有很多个男生朋友，在交普通朋友时，只要是能谈得来就可以成为普通朋友，没有方向性也没有饱和性；而把共价键的特点比喻成是男女谈恋爱，一个男生只能与一个女生谈恋爱，一个女生也只能与一个男生谈恋爱，而且还会有自己的择偶标准，有方向性又有饱和性。通过把离子键、共价键比喻成为交朋友，激发学生学习兴趣的同时，也加深了学生对基本概念的理解，提高了课堂教学效果，也有助于学生进一步理解价键理论的特点。
三、以形象比喻讲解四个量子数