1 《物理化学实验》教学大纲 课程名称：物理化学实验 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Physical Chemistry Experiments 总学时/周学时/学分：24/4/1.5 其中实验/实践学时：24 先修课程：物理化学 后续课程支撑：聚合物反应工程、毕业实习 授课时间：星期三[1-4] 授课地点：12E304 授课对象： 2023 高材 1 班 开课学院：材料科学与工程学院 任课教师姓名/职称：张东东/段若蒙 答疑时间、地点与方式：材料 4B211 高分子办公室现场答疑 课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（）其它（√ ） 使用教材： 徐平如 郭兵. 《物理化学实验指导》 (第一版). 北京：化学工业出版社： 2015 教学参考资料： 1. 刘俊吉 周亚平 李松林 冯霞.《物理化学 (上、下册)》 (第六版) 天津大学物理化学教研室编，北京：高等教育出版社 2017 2. 庄继华 等 修订. 《物理化学实验》 (第三版) 复旦大学 编，北京：高等教育出版社 2004 3. 李晔 韦美菊 主编. 《物理化学实验》 北京科技大学物理化学教研室 组织编写，北京：化学工业出版社，北京， 2013 第一版 4. Paul Monk (Manchester Metropolitan University, UK). Physical Chemistry: Understanding our Chemical World, John Wiley & Sons, Ltd, 2004 课程简介： 物理化学实验是为高分子材料专业本科生开设的一门重要的基础实验课程，它与无机化学实验、分析化学实验和有机化学实验等相互衔接，构成化 学专业完整的实验体系。物理化学实验课程在理解、检验物理化学学科的基本理论，掌握和运用化学中用到的基本物理方法和技能，结合化学知识体系
2 设计实验方法，培养学生的科学思维和综合分析解决问题的能力，引导和提高学生动手能力、自主学习和创新意识，树立科学的世界观、方法论，为毕 业论文工作以及今后开展科学研究工作提供技术基础和综合素质支撑。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1： 热力学部分：液体摩尔汽化热的测定，燃烧热的测定，凝 固点降低法测摩尔质量，挥发性双液系 T-x 图的绘制。 动力学部分：蔗糖水解速率常数的测定。 电化学部分：弱电解质电离度的测定。 表面化学部分：表面张力法测定分子横截面积。 4.2 能够根据对象特征，选择研究路线， 设计实验方案。 4．研究：能够基于科学原理并采用科学方法对高 分子材料与工程领域复杂工程问题进行研究，包括 设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得出 合理有效的结论。 目标 2： 掌握纯液体饱和蒸气压和温度的关系，会求所测温度范围 内的平均摩尔汽化热及正常沸点；掌握用氧弹式量热计测 定固体的燃烧热；掌握凝固点的测量技术测定萘的摩尔质 量；掌握沸点的测定方法，了解和巩固相图、相率的基本 概念，掌握绘制常压下挥发性液系 T-x 图。 掌握旋光计测定蔗糖浓度的原理和旋光计的正确使用方 法；学会使用旋光计测定蔗糖水解速率常数。 学会使用电导率仪测定弱电解质的电导率；利用离子独立 定律计算弱电解质的电离度。 动手搭建表面张力仪；掌握最大气泡法测定表面张力的方 法；测定正丁醇溶液表面吸附量及分子横截面积。 4.3 能够根据实验方案构建实验系统， 安全地开展实验，正确地采集实验数 据，并对实验结果进行分析和解释，通 过信息综合得到合理有效的结论。 4．研究：能够基于科学原理并采用科学方法对高 分子材料与工程领域复杂工程问题进行研究，包括 设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得出 合理有效的结论
3 目标 3： 培养学生使用科学软件绘制、分析实验数据的能力，学会 调研文献，查找实验中误差来源，并对实验结果进行分析 总结，提出改进方案。 5.1 了解高分子材料与工程专业常用的 现代仪器、信息技术工具、工程工具和 模拟软件的使用原理和方法，并理解各 自优势和局限性。 5．使用现代工具：能够针对高分子材料的合成、 制备、成型加工等问题，开发、选择与使用恰当的 技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，对高 分子材料与工程领域复杂工程问题进行预测与模 拟，并能够理解其局限性。 实践教学进程表 周次 实验项目名称 授课教师 学时 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 项目类型（验证/综合 /设计） 教学 方式 支撑课 程目标 2 物 理 化 学 实 验 基 础 知 识 与 要 求 测 定 液 体 摩 尔 汽化热 张东东段 若蒙 4 实验室安全教育；物理化学实验课程的特点及 要求；实验前的准备和实验后的收尾工作；实 验报告的撰写要求 重点：安全教育；物化实验的特点及要求 难点：实验报告的撰写要求 课程思政融入点：要求学生处理实验数据必须 坚持实事求实、严谨的科学态度；要求学生实 验过程中主动思考理论原理，在实验过程中去 验证实验原理，使理论与实践相辅相成。 真空泵和恒温槽的使用；纯液体饱和蒸气压与 温度的关系；用图解法测特定温度范围内液体 的平均摩尔汽化热及正常沸点 重点：纯液体饱和蒸气压与温度的关系 难点：图解法 讲授/演示/验证 实验，1 人一 组，须完成实 验预习报告、 实验报告。实 验报告须有详 细的实验记录 和产率计算。 目标 1 目标 2 目标 3
4 3 燃烧热的测定 张东东段 若蒙 4 熟悉氧弹式量热计的构造、测量原理和使用方 法；学会正确使用氧气 钢瓶和温差计 重点：氧弹式量热计 难点：燃烧热的计算 课程思政融入点：介绍燃烧热的测试和衡算方 法，培养学生的独立思考能力、协作精神、沟 通和交流的能力，引导学生掌握专业本领，拓 展多方面的能力，全面成长成才。 演示/验证 实验，1 人一 组，须完成实 验预习报告、 实验报告。实 验报告须有详 细的实验记录 和产率计算。 目标 1 目标 2 4 凝固点降低法测摩尔质 量 张东东段 若蒙 4 掌握溶液凝固点的测量技术，加深对稀溶液依 数性的理解 重点：用凝固点降低法测定萘摩尔质量 难点：掌握凝固点的测量技术 演示/验证 实验，1 人一 组，须完成实 验预习报告、 实验报告。实 验报告须有详 细的实验记录 和产率计算。 目标 1 目标 2 6 蔗 糖 水 解 速 率 常数的测定 张东东段 若蒙 4 旋光计的使用；反应物浓度与旋光度之间的关 系；正确使用旋光计计算蔗糖在酸存在下的水 解速率常数 重点：旋光计 难点：计算水解速率常数 演示/验证 实验，1 人一 组，须完成实 验预习报告、 实验报告。实 验报告须有详 细的实验记录 目标 1 目标 2
5 和产率计算。 7 弱电解质电离度的测定 张东东段 若蒙 4 了解溶液的电导，电导率和摩尔电导的概念及 三者之间的关系；会正确使用电导率仪 重点：理解弱电解质溶液在一定浓度下的摩尔 电导率和在无限稀释溶液中的摩尔电导率的 区别 难点：计算弱电解质溶液电离常数课程思政融 入点：介绍锂离子电池在现在生活中的全方位 应用，以及诺贝尔奖获得者 Good Enough 的精 彩人生。 演示/验证 实验，1 人一 组，须完成实 验预习报告、 实验报告。实 验报告须有详 细的实验记录 和产率计算。 目标 1 目标 2 8 最大气泡法测定表面张 力 张东东段 若蒙 4 了解表面张力的性质，表面能的意义及表面张 力和吸附的关系；动手搭建表面张力仪；最大 气泡法测定表面张力 重点：掌握最大气泡法测定表面张力的方法； 测定正丁醇溶液表面吸附量及分子横截面积 难点：掌握最大气泡法测定表面张力的方法； 测定正丁醇溶液表面吸附量及分子横截面积 演示/验证 实验，1 人一 组，须完成实 验预习报告、 实验报告。实 验报告须有详 细的实验记录 和产率计算。 目标 1 目标 2 合计 24