陈素彬

(南充职业技术学院农业科学技术系，四川　南充　637000)



利用量子粒子群优化算法配平化学方程式

陈素彬

(南充职业技术学院农业科学技术系，四川南充637000)

为了运用现代信息技术解决化学反应方程式配平的问题，根据质量守恒定律建立了化学方程式的通用数学模型，并将其转换为矩阵方程；运用改进的量子行为粒子群优化算法求解矩阵方程，并以MATLAB编程运行。实验结果表明，该算法能高效地求得化学反应方程式的配平系数，适用于任意化学反应方程式的配平。

化学反应方程式；配平系数；量子行为粒子群优化算法；编程

配平化学反应方程式的传统方法包括观察法、最小公倍数法、归一法、奇数配偶法、待定系数法、联合方程法、矩阵法等[1]，它们有的仅能用于特定类型的化学反应，有的计算复杂、手工求解难度大，不适合复杂的化学反应方程式。为此，我们根据质量守恒定律为化学反应方程式建立一个通用数学模型[2-3]，运用改进的群体智能优化算法对其求解即得配平系数。在此基础上，将模型及其求解过程编写为高级语言程序，从而可用计算机来高效地解决任意化学反应方程式的配平问题。

1　化学方程式的通用数学模型

任意化学反应方程式可表示为：

x1A1+x2A2+…+xmAm=y1B1+y2B2+…+ynBn

其中：A1,A2,…,Am、B1,B2,…,Bn分别为m种反应物和n种生成物；x1,x2，…,xm、y1,y2,…,yn分别为各反应物和生成物的配平系数。

假设反应物和生成物共含有s种元素，并且第i(i=1,2,…,m)种反应物中含有第k(k=1,2,…,s)种元素的原子数为aik，第j(j=1,2,…,n)种生成物中含有第k(k=1,2,…,s)种元素的原子数为bjk。……