浙江科技大学：《物理化学》课程教学资源（教学大纲）2017版物理化学实验C教学大纲

物理化学实验C课程教学大纲课程代码：0461A033课程名称：物理化学实验C/ExperimentofPhysicalChemistryC开课学期：4学分/学时：0.5/16（实验：16）课程类别：必修课/基础实验课程适用专业/开课对象：轻化工程/二年级本科生先修/后修课程：高等数学、普通物理、无机及分析化学实验、有机化学实验开课单位：生物与化学工程学院团队负责人：张立庆审核人：姜华昌执笔人：姜华昌审批人：王永江一、课程的性质、目的和任务本课程是利用物理学的研究方法去探讨化学变化的规律性问题。即利用物理仪器和手段间接计算化学反应中所涉及的有关量的变化，从而解决化学反应中能量转化、方向和限度，化学反应速率等问题，并将其用在化学化工科研、生产的单元操作实际中。本课程是为轻化工程专业大二学生开设的学科专业基础必修实验课程，为学生毕业后从事化学、化工等相关领域的生产、科研、质检、工艺研究、技术改造、运行管理等工作提供化学反应中所涉及的有关能量转化、方向和限度、化学反应速率等方面的专业知识。本课程主要介绍恒温系统的工作原理及恒温槽的装配，稀溶液依数性，原电池电动势的测定及数字电位差计的工作原理和使用，皂化反应动力学实验及电导率仪的构造及使用等。以及各实验中注意的问题。通过本课程教学，学生应达到下列教学目标：①熟悉恒温槽的组成及控温原理；②掌握凝固点降低法测定萘的摩尔质量的原理及测量技术；③掌握对消法测定原电池的原理及应用、电位差计的工作原理、典型参比电极的制作等操作技术；④掌握电导率的原理和正确使用及乙酸乙酯皂化反应的反应速率常数、反应活化能的计算；③掌握利用计算机辅助作图进行数据处理的能力和实验结果进行分析讨论的能力以及相关资料查阅，设计实验方案的能力：③掌握基本科学研究方法，观察问题和解决问题的能力及团队合作精神。本课程重点支持以下毕业要求指标点：1.2具备物理、化学等自然科学基本知识，并能用于解决轻化工程领域复杂工程问题。体现在熟悉恒温槽的组成及装配、温差的校正方法、电导率、摩尔质量等物理量的测定和原电池电动势的测定等基本操作技术。通过实验掌握这些基本操作技术，解决轻化工程领域复杂工程问题。2.2能应用物理和化学等基本原理，对轻化工程领域内复杂工程问题进行分析。体现在掌握控温原理，凝固点降低法测定萘的摩尔质量的原理，电位差计、电导率仪的

物理化学实验 C 课程教学大纲 课程代码：0461A033 课程名称：物理化学实验 C/Experiment of Physical Chemistry C 开课学期：4 学分/学时：0.5/16（实验：16） 课程类别：必修课/基础实验课程 适用专业/开课对象：轻化工程/二年级本科生 先修/后修课程：高等数学、普通物理、无机及分析化学实验、有机化学实验 开课单位 ：生物与化学工程学院 团队负责人： 张立庆 审核人：姜华昌 执 笔 人: 姜华昌 审批人：王永江 一、课程的性质、目的和任务 本课程是利用物理学的研究方法去探讨化学变化的规律性问题。即利用物理仪器和手段 间接计算化学反应中所涉及的有关量的变化，从而解决化学反应中能量转化、方向和限度、 化学反应速率等问题，并将其用在化学化工科研、生产的单元操作实际中。本课程是为轻化 工程专业大二学生开设的学科专业基础必修实验课程，为学生毕业后从事化学、化工等相关 领域的生产、科研、质检、工艺研究、技术改造、运行管理等工作提供化学反应中所涉及的 有关能量转化、方向和限度、化学反应速率等方面的专业知识。本课程主要介绍恒温系统的 工作原理及恒温槽的装配，稀溶液依数性，原电池电动势的测定及数字电位差计的工作原理 和使用，皂化反应动力学实验及电导率仪的构造及使用等。以及各实验中注意的问题。通过 本课程教学，学生应达到下列教学目标：①熟悉恒温槽的组成及控温原理； ②掌握凝固点 降低法测定萘的摩尔质量的原理及测量技术；③掌握对消法测定原电池的原理及应用、电位 差计的工作原理、典型参比电极的制作等操作技术；④掌握电导率的原理和正确使用及乙酸 乙酯皂化反应的反应速率常数、反应活化能的计算；⑤掌握利用计算机辅助作图进行数据处 理的能力和实验结果进行分析讨论的能力以及相关资料查阅，设计实验方案的能力；⑥掌握 基本科学研究方法，观察问题和解决问题的能力及团队合作精神。 本课程重点支持以下毕业要求指标点： 1.2 具备物理、化学等自然科学基本知识，并能用于解决轻化工程领域复杂工程问题。 体现在熟悉恒温槽的组成及装配、温差的校正方法、电导率、摩尔质量等物理量的测定 和原电池电动势的测定等基本操作技术。通过实验掌握这些基本操作技术，解决轻化工程领 域复杂工程问题。 2.2 能应用物理和化学等基本原理，对轻化工程领域内复杂工程问题进行分析。 体现在掌握控温原理，凝固点降低法测定萘的摩尔质量的原理，电位差计、电导率仪的

构造原理，乙酸乙酯皂化反应原理：用于分析轻化工程领域内复杂工程问题。4.2能对实验结果进行分析、解释数据，并通过信息综合得到合理有效的结论。体现在乙酸乙酯皂化反应的反应速率常数、反应活化能的计算：根据测得原电池电动势值，计算氯化银的Ksp和缓冲溶液的pH值。并根据获得的实验数据对结果进行分析，得到合理有效的结论。9.1能够在多学科背景下的团队中承担个体或团队成员的角色。体现在本课程所有实验均为两人一组，需要同学之间的相互配合和合作才能完成实验任务，所以要求每个同学在认真预习的前提下，能够承担团队成员的角色。12.1有积极向上的价值观，具备自主学习和终身学习的意识，体现在随着新技术新材料的快速发展，使物理化学实验仪器和手段也有了快速的发展过程。了解物质各物理量的测定方法及应用范围，了解典型的热力学、动力学反应、电化学等反应原理和在轻化工程行业中的应用；理解课外的自学内容，从而培养自主学习和终身学习的意识。12.2掌握良好的学习方法，具有一定的探索知识能力。体现在理解课外的自学内容，根据题目要求和实验内容，查阅相关资料，获得有关理化数，理解相关的实验原理，进行实验方案的设计：在规定的实验时间内完成相关实验操作和数据处理，并对实验结果进行分析讨论。使学生掌握良好的学习方法，并有一定探索知识的能力。二、教学内容、教学基本要求及学时分配1.恒温槽的装配与性能测试及液体粘度的测定（4学时）恒温槽是物化实验常用基本仪器，通过本实验学习，要求学生理解恒温槽灵敏度曲线的意义，掌握恒温槽性能的测试，掌握恒温操作及用乌氏粘度计测量溶液粘度的方法及粘度的物理意义。重点支持毕业要求指标点1.2、2.2、4.2、9.1。2.凝固点降低法测定摩尔分子量（4学时）通过本实验学习，要求学生了解利用凝固点降低法测定萘的摩尔质量的原理；理解稀溶液的依数性：掌握凝固点测量技术。重点支持毕业要求指标点1.2、2.2、9.1。3.原电池电动势的测定（4学时）通过本实验的学习，要求学生了解对消法测定电池电动势的原理及数字电位差计的构造原理，了解标准电池、甘永饱和电极的构造和氯化银电极的制备：理解能斯特方程式的含义和可逆电池的组成及电极反应；掌握可逆电池电动势测定方法和盐桥的制备及使用方法。重点支持毕业要求指标点1.2、2.2、4.2、9.1。4.乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定（4学时）通过本实验的学习，要求学生了解电导率的测量原理；理解动力学一级反应速率方程式的含义及乙酸乙酯的皂化反应速率常数与电导率、温度的关系，理解通过测定乙酸乙酯皂化

构造原理，乙酸乙酯皂化反应原理；用于分析轻化工程领域内复杂工程问题。 4.2 能对实验结果进行分析、解释数据，并通过信息综合得到合理有效的结论。 体现在乙酸乙酯皂化反应的反应速率常数、反应活化能的计算； 根据测得原电池电动 势值，计算氯化银的 Ksp 和缓冲溶液的 pH 值。并根据获得的实验数据对结果进行分析，得 到合理有效的结论。 9.1 能够在多学科背景下的团队中承担个体或团队成员的角色。 体现在本课程所有实验均为两人一组，需要同学之间的相互配合和合作才能完成实验任 务，所以要求每个同学在认真预习的前提下，能够承担团队成员的角色。 12.1 有积极向上的价值观，具备自主学习和终身学习的意识。 体现在随着新技术新材料的快速发展，使物理化学实验仪器和手段也有了快速的发展过 程。了解物质各物理量的测定方法及应用范围，了解典型的热力学、动力学反应、电化学等 反应原理和在轻化工程行业中的应用；理解课外的自学内容，从而培养自主学习和终身学习 的意识。 12.2 掌握良好的学习方法，具有一定的探索知识能力。 体现在理解课外的自学内容，根据题目要求和实验内容，查阅相关资料，获得有关理化 数，理解相关的实验原理，进行实验方案的设计；在规定的实验时间内完成相关实验操作和 数据处理，并对实验结果进行分析讨论。使学生掌握良好的学习方法，并有一定探索知识的 能力。 二、教学内容、教学基本要求及学时分配 1．恒温槽的装配与性能测试及液体粘度的测定（4 学时） 恒温槽是物化实验常用基本仪器，通过本实验学习，要求学生理解恒温槽灵敏度曲线的 意义，掌握恒温槽性能的测试，掌握恒温操作及用乌氏粘度计测量溶液粘度的方法及粘度的 物理意义。 重点支持毕业要求指标点 1.2、2.2、4.2、9.1。 2．凝固点降低法测定摩尔分子量（4 学时） 通过本实验学习，要求学生了解利用凝固点降低法测定萘的摩尔质量的原理；理解稀溶 液的依数性；掌握凝固点测量技术。 重点支持毕业要求指标点 1.2、2.2、9.1。 3．原电池电动势的测定（4 学时） 通过本实验的学习，要求学生了解对消法测定电池电动势的原理及数字电位差计的构造 原理，了解标准电池、甘汞饱和电极的构造和氯化银电极的制备；理解能斯特方程式的含义 和可逆电池的组成及电极反应；掌握可逆电池电动势测定方法和盐桥的制备及使用方法。 重点支持毕业要求指标点 1.2、2.2、4.2、9.1。 4．乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定（4 学时） 通过本实验的学习，要求学生了解电导率的测量原理；理解动力学一级反应速率方程式 的含义及乙酸乙酯的皂化反应速率常数与电导率、温度的关系，理解通过测定乙酸乙酯皂化

反应进程中的电导率的变化，求其反应速率常数和测定不同温度乙酸乙酯的皂化反应速率常数求其反应活化能的方法，掌握电导率仪的使用和乙酸乙酯皂化反应及电导率的测定操作。重点支持毕业要求指标点1.2、2.2、9.1三、教学方法针对卓越工程师教育培养计划的目标，结合物理化学实验课程本身特点，本课程采用的教学方法：验证性实验主要采用讲授法、操作示范法、启发式、研讨法等教学法进行教学，教师通过实验原理等的讲授，结合操作示范，让学生明白实验这么做一做什么一一为什么等问题。教学中，视每个实验内容和学生具备的知识而定，可以是一种或两种教学方法相结合进行教学。在综合、设计性实验中，基本采用启发式和研讨式教学方法教学。（1）启发式教学：如实验3、4等，利用学生的相关知识，引导学生进行思考。如恒温的原理分析，利用实际温度与所需控制温度的差别讨论为何实际温度会在控制温度范围内波动。（2）研讨法教学：恒温槽的控温原理是什么？教师结合实验装置图和控温电路原理图及电工知识进行探讨。请问电镀原理是什么？如何制备氯化银电极？重点支持毕业要求指标点1.2、2.2、3.1、4.2、9.1、12.1、12.2。四、课内外教学环节及基本要求实验环节教学安排及要求见表4-1。表4-1实验教学环节及学时分配表课外重点支持毕业内实验课序教学内容教学基本要求备注号类别学时学时要求指标点4验证恒温槽的装配与装配恒温槽及恒温操作，绘制灵敏度曲1.2、2.2、4.2、9.1性能测试及液体线、测量液体粘度8必做1粘度的测定凝固点降低法测理解稀溶液的依数性：凝固点降低法测1.2、2.2、9.1验证48必做定摩尔分子量定萘的摩尔质量的原理及凝固点的测2量

反应进程中的电导率的变化，求其反应速率常数和测定不同温度乙酸乙酯的皂化反应速率常 数求其反应活化能的方法，掌握电导率仪的使用和乙酸乙酯皂化反应及电导率的测定操作。 重点支持毕业要求指标点 1.2、2.2、9.1。 三、教学方法 针对卓越工程师教育培养计划的目标，结合物理化学实验课程本身特点，本课程采用的 教学方法：验证性实验主要采用讲授法、操作示范法、启发式、研讨法等教学法进行教学， 教师通过实验原理等的讲授，结合操作示范，让学生明白实验这么做——做什么——为什么 等问题。教学中，视每个实验内容和学生具备的知识而定，可以是一种或两种教学方法相结 合进行教学。在综合、设计性实验中，基本采用启发式和研讨式教学方法教学。 （1）启发式教学：如实验 3、4 等，利用学生的相关知识，引导学生进行思考。如恒温 的原理分析，利用实际温度与所需控制温度的差别讨论为何实际温度会在控制温度范围内波 动。 （2）研讨法教学：恒温槽的控温原理是什么？教师结合实验装置图和控温电路原理图 及电工知识进行探讨。 请问电镀原理是什么？如何制备氯化银电极？ 重点支持毕业要求指标点 1.2、2.2、3.1、4.2、9.1、12.1、12.2。 四、课内外教学环节及基本要求 实验环节教学安排及要求见表 4-1。 表 4-1 实验教学环节及学时分配表 序 号 教学内容 教学基本要求 重点支持毕业 要求指标点 实 验 类别 课 内 学时 课 外 学时 备注 1 恒温槽的装配与 性能测试及液体 粘度的测定 装配恒温槽及恒温操作，绘制灵敏度曲 线、测量液体粘度 1.2、2.2、4.2、 9.1 验证 4 8 必做 2 凝固点降低法测 定摩尔分子量 理解稀溶液的依数性；凝固点降低法测 定萘的摩尔质量的原理及凝固点的测 量。 1.2、2.2、9.1 验证 4 8 必做

原电池电动势的验证对消法测定电池电动势的原理及数字1.2、2.2、4测定电位差计的构造原理，标准电池、甘汞4.2、9.1饱和电极的构造和氯化银电极的制备：必做8能斯特方程式的含义和可逆电池的组成、电极反应及电动势的测定1.2、2.2、4.2、验证乙酸乙酯皂化反电导率的测量原理：动力学一级反应速49.1应速率常数的测率方程式的含义及乙酸乙酯的皂化反定应速率常数与电导率、温度的关系：测定乙酸乙酯皂化反应进程中的电导率必做8的变化，求其反应速率常数和测定不同温度乙酸乙酯的皂化反应速率常数求其反应活化能：电导率仪的使用和乙酸乙酯皂化反应及电导率的测定操作小计1632必做课外学习要求：本课程教学内容中学生课外自主学习的内容及要求：课外学习包括预习报告、资料查阅、观看实验视频、实验思考题和实验数据处理。学生针对每次实验的内容进行预习，对于验证性实验要求认真预习与该实验相关的理论知识，了解实验原理和实验方法，了解实验相关仪器设备的构造和工作原理，清楚实验涉及到的物理量的物理意义和计算方法：查阅相关资料或手册，获得实验的相关参数及经验值，写好预习报告，画出实验装置图和原理图：完成实验思考题3~4题；观看实验视频，能做到对本实验的内容和基本操作思路清晰。对于综合设计性实验，预习阶段除了完成上述任务外，还要根据所掌握的知识和题目要求，设计实验方案，教师进行辅导答疑1学时。每次课后学生要完成相关的数据处理，得出实验结果，并对结果与经验值进行对比、分析，总结实验的得与失，完善实验报告。对于综合设计性实验还要讨论方案的合理性。根据上述课前和课后的任务，每位学生要求课外学习时间课内：课外=1:2针对未安排老师授课的实验，要求结合理论知识进行课外学习，加深对理论知识的理解，提高对实验仪器的认识，扩大视野，丰富知识面。重点支持毕业要求指标点1.2、2.2、3.1、4.2、9.1、12.1、12.2。五、考核内容及方式1：考核方式：考核方式为考查。本课程以2人一组分组实验，每个学生独立计分，根据学生预习、实验、数据处理、实验结果及讨论、思考题等各个环节进行综合评定，给出实

3 原电池电动势的 测定 对消法测定电池电动势的原理及数字 电位差计的构造原理，标准电池、甘汞 饱和电极的构造和氯化银电极的制备； 能斯特方程式的含义和可逆电池的组 成、电极反应及电动势的测定 1.2、2.2、 4.2、9.1 验证 4 8 必做 4 乙酸乙酯皂化反 应速率常数的测 定 电导率的测量原理；动力学一级反应速 率方程式的含义及乙酸乙酯的皂化反 应速率常数与电导率、温度的关系；测 定乙酸乙酯皂化反应进程中的电导率 的变化，求其反应速率常数和测定不同 温度乙酸乙酯的皂化反应速率常数求 其反应活化能；电导率仪的使用和乙酸 乙酯皂化反应及电导率的测定操作 1.2、2.2、4.2、 9.1 验证 4 8 必做 小计 16 32 必做 课外学习要求： 本课程教学内容中学生课外自主学习的内容及要求：课外学习包括预习报告、资料查阅、 观看实验视频、实验思考题和实验数据处理。学生针对每次实验的内容进行预习，对于验证 性实验要求认真预习与该实验相关的理论知识，了解实验原理和实验方法，了解实验相关仪 器设备的构造和工作原理，清楚实验涉及到的物理量的物理意义和计算方法；查阅相关资料 或手册，获得实验的相关参数及经验值，写好预习报告，画出实验装置图和原理图；完成实 验思考题 3~4 题；观看实验视频，能做到对本实验的内容和基本操作思路清晰。对于综合设 计性实验，预习阶段除了完成上述任务外，还要根据所掌握的知识和题目要求，设计实验方 案，教师进行辅导答疑 1 学时。每次课后学生要完成相关的数据处理，得出实验结果，并对 结果与经验值进行对比、分析，总结实验的得与失，完善实验报告。对于综合设计性实验， 还要讨论方案的合理性。根据上述课前和课后的任务，每位学生要求课外学习时间课内：课 外=1:2. 针对未安排老师授课的实验，要求结合理论知识进行课外学习，加深对理论知识的理解， 提高对实验仪器的认识，扩大视野，丰富知识面。 重点支持毕业要求指标点 1.2、2.2、3.1、4.2、9.1、12.1、12.2。 五、考核内容及方式 1．考核方式：考核方式为考查。本课程以 2 人一组分组实验，每个学生独立计分，根 据学生预习、实验、数据处理、实验结果及讨论、思考题等各个环节进行综合评定，给出实

验的成绩。主要以学生平时的实验成绩来考核，以实验操作的优劣及实验报告作为主要考核依据。2.成绩评定：计分制：百分制（）；五级分制（V)；两级分制（）总评成绩的内容与构成：实验成绩（100）%，其中预习占20%、实验操作占50%、数据处理等30%。重点支持毕业要求指标点1.2、2.2、3.1、4.1、4.2、9.1。六、持续改进本课程根据学生实验预习环节、课堂讨论、实验环节、平时考核情况和学生、教学督导等反馈，及时对教学中不足之处进行改进，并在下一轮课程教学中改进提高，确保相应毕业要求指标点达成。七、指导教材及参考资料教材：张立庆，李菊清、姜华昌等编，《物理化学实验》，浙江大学出版社，2014.8第1版参考资料：1.罗澄源、向明礼等编，《物理化学实验》，高等教育出版社，2004.11第四版2.刘廷、王岩主编，《物理化学实验》，中国纺织出版社，2006.5版3：武汉大学化学与分子科学学院实验中心编，《物理化学实验》，武汉大学出版社，2004.8版

验的成绩。主要以学生平时的实验成绩来考核，以实验操作的优劣及实验报告作为主要考核 依据。 2．成绩评定： 计分制：百分制（）；五级分制（√）；两级分制（） 总评成绩的内容与构成：实验成绩（100）％，其中预习占 20%、实验操作占 50%、 数据处理等 30%。 重点支持毕业要求指标点 1.2、2.2、3.1、4.1、4.2、9.1。 六、持续改进 本课程根据学生实验预习环节、课堂讨论、实验环节、平时考核情况和学生、教学督导 等反馈，及时对教学中不足之处进行改进，并在下一轮课程教学中改进提高，确保相应毕业 要求指标点达成。 七、指导教材及参考资料 教材： 张立庆，李菊清、姜华昌等编，《物理化学实验》，浙江大学出版社，2014.8 第 1 版 参考资料： 1．罗澄源、向明礼等编，《物理化学实验》，高等教育出版社，2004.11 第四版 2．刘廷、王岩主编，《物理化学实验》，中国纺织出版社，2006.5 版 3．武汉大学化学与分子科学学院实验中心编，《物理化学实验》，武汉大学出版社， 2004.8 版