張樹永，范樓珍，淳遠(yuǎn)，劉永梅，田福平，白云山，宋淑娥

1山東大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，濟南 250100

2北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，北京 100875

3南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，南京 210023

4復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系，上海 200433

5大連理工大學(xué)化工學(xué)院，遼寧 大連 116024

6陜西師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，西安 710062

1 引言

化學(xué)是一門理論與實驗并重、富有創(chuàng)造性的中心學(xué)科[1]，實驗教學(xué)在化學(xué)類專業(yè)人才培養(yǎng)中占據(jù)不可或缺的地位。相對于其他實驗，物理化學(xué)實驗原理復(fù)雜綜合、使用儀器設(shè)備多種多樣、測量次數(shù)多周期長、數(shù)據(jù)處理和分析要求高[2]，在培養(yǎng)學(xué)生實驗思維和科學(xué)素養(yǎng)方面發(fā)揮著重要作用。《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》[1]和《化學(xué)類專業(yè)化學(xué)實驗教學(xué)建議內(nèi)容》[3]僅列出了實驗教學(xué)知識點，未明確實驗?zāi)芰退刭|(zhì)培養(yǎng)要求[4]。受教育部高等學(xué)?；瘜W(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會委托和立項支持，由山東大學(xué)張樹永教授牽頭，聯(lián)合北京師范大學(xué)范樓珍教授、南京大學(xué)淳遠(yuǎn)教授、復(fù)旦大學(xué)劉永梅副教授、大連理工大學(xué)田福平副教授、陜西師范大學(xué)白云山教授、山東大學(xué)宋淑娥高級工程師組成課題組開展了本建議的研制工作。

本建議是指導(dǎo)性的，它既非物理化學(xué)實驗教學(xué)的最高要求也不是最低要求，所列內(nèi)容也非必須在物理化學(xué)實驗中開設(shè)。各高?？梢栽诮ㄗh的基礎(chǔ)上根據(jù)自身辦學(xué)定位，結(jié)合專業(yè)特色和學(xué)生就業(yè)發(fā)展需要增減相關(guān)內(nèi)容，構(gòu)建各具特色的實驗教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系，滿足人才培養(yǎng)需要。

2 物理化學(xué)實驗?zāi)芰退刭|(zhì)培養(yǎng)要求

實驗教學(xué)可分為四個層次：一是學(xué)科知識層次，包括事實性知識和概念性知識，要求學(xué)生說明相關(guān)概念、原理和注意事項等；二是具體方法層次，屬于程序性知識，學(xué)生能夠按照規(guī)程實際操作儀器設(shè)備，完成實驗；三是方法綜合層次，學(xué)生能夠根據(jù)任務(wù)要求，綜合設(shè)計并完成實驗，對實驗結(jié)果進(jìn)行分析討論，得出有效結(jié)論；四是方法創(chuàng)新層次，相當(dāng)于元認(rèn)知[5,6]，學(xué)生能夠領(lǐng)悟?qū)嶒灡举|(zhì)，改進(jìn)或者創(chuàng)新測量的原理和方法并進(jìn)行應(yīng)用拓展。其中，第一、二層次是實驗教學(xué)的基本要求，本科教學(xué)應(yīng)當(dāng)達(dá)到第三層次并努力達(dá)到第四層次，實現(xiàn)以下目標(biāo)[2-4]：

(1) 能夠闡述相關(guān)物理量和物理化學(xué)參數(shù)的定義及其物理含義；

(2) 說明相關(guān)測量的原理和方法，對不同原理和方法進(jìn)行比較，說明其優(yōu)勢與不足；能夠合理選擇測量的原理和方法，有效減少系統(tǒng)誤差；

(3) 能夠設(shè)計并評價測量方案。能夠根據(jù)系統(tǒng)、測量時間和精度要求等，選擇適宜的測量原理和儀器設(shè)備，設(shè)計實驗方案；能夠從法律、安全和環(huán)保等多個角度對方案進(jìn)行分析評價，提出優(yōu)化的思路和方法，明確方案的可行性和可能存在的問題，明確個人的責(zé)任和義務(wù)；能夠在方案設(shè)計中體現(xiàn)創(chuàng)新性；

(4) 能夠搭建和操作實驗裝置。能夠根據(jù)實驗方案獨立搭建實驗裝置；能夠設(shè)計制作必要的實驗裝置；能夠?qū)x器設(shè)備或?qū)嶒炏到y(tǒng)進(jìn)行檢查和校準(zhǔn)；能夠規(guī)范操作儀器和系統(tǒng)完成實驗；

(5) 能夠規(guī)范觀察和記錄。能夠全面細(xì)致觀察實驗過程，規(guī)范記錄實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)；

(6) 能夠科學(xué)分析數(shù)據(jù)。能夠判斷數(shù)據(jù)的合理性，正確取舍數(shù)據(jù)；能夠?qū)嶒灁?shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出相關(guān)規(guī)律和合理結(jié)論；能夠利用信息技術(shù)展示數(shù)據(jù)和結(jié)論；

(7) 能夠分析和解決問題。能夠分析解決實驗過程中發(fā)現(xiàn)或者發(fā)生的問題，保證實驗順利進(jìn)行。說明測量的影響因素，并通過方案優(yōu)化和數(shù)據(jù)處理，保證測量的準(zhǔn)確度和精密度，減少偶然誤差；能夠?qū)嶒灛F(xiàn)象和規(guī)律進(jìn)行解釋；

(8) 能夠聯(lián)系實際，說明相關(guān)實驗在科學(xué)研究和生產(chǎn)生活中的拓展應(yīng)用；

(9) 能夠自主查閱資料，發(fā)現(xiàn)并借鑒相關(guān)測量原理和方法的最新進(jìn)展，提出改進(jìn)測量裝置和方法的建議。

在實驗過程中還應(yīng)養(yǎng)成科學(xué)精神、科學(xué)素養(yǎng)和研究能力，養(yǎng)成規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灹?xí)慣、實事求是的科學(xué)態(tài)度、分工協(xié)作的團隊精神、堅韌不拔的意志品質(zhì)、勇于探索的創(chuàng)新精神[2]。

3 物理化學(xué)實驗內(nèi)容和教學(xué)要求建議

3.1 建議內(nèi)容概述

本建議的編制，首先根據(jù)《化學(xué)類專業(yè)化學(xué)實驗教學(xué)建議內(nèi)容》“III基本物理量、物理化學(xué)參數(shù)與性質(zhì)的測量”[3]確定需要測量的物理參數(shù)或者性質(zhì)，而后結(jié)合需要掌握的儀器及測量原理，參考國內(nèi)重要實驗教材[7-32]，列舉典型實驗，并在此基礎(chǔ)上明確實驗所需達(dá)成的知識、能力和素質(zhì)目標(biāo)。建議內(nèi)容分為：(I) 基本物理化學(xué)參數(shù)測量；(II) 熱力學(xué)性質(zhì)；(III) 動力學(xué)性質(zhì)；(IV) 電化學(xué)性質(zhì)；(V) 表面與膠體性質(zhì)；(VI) 分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)共6個部分。各部分所包含的參數(shù)和性質(zhì)可參考文后附圖。在選擇實驗原理和方法時，各高?？筛鶕?jù)自身條件和特色，選擇1-2個即可，其他原理和方法可作為學(xué)生設(shè)計實驗或者教師更新實驗的參考，也可作為研討課內(nèi)容。建議中帶“*”的內(nèi)容為拓展內(nèi)容或與科研對接的內(nèi)容，僅供參考。

3.2 具體內(nèi)容與建議

(I) 基本物理化學(xué)參數(shù)的測量

(I-1) 氣體常數(shù)

典型實驗：摩爾氣體常數(shù)的測定[7]

儀器設(shè)備：電子天平 溫度計 氣壓計 具有刻度的密閉容器

實驗建議：(1) 說明利用(pV/n)-T作圖確定氣體常數(shù)的原理；(2) 能夠設(shè)計其他測量氣體常數(shù)的實驗；(3) 說明測量玻爾茲曼常數(shù)的原理。

(I-2) 阿伏伽德羅常數(shù)

典型實驗：阿伏伽德羅常數(shù)的測定[7]

儀器設(shè)備：電子天平 氣量管(堿式滴定管) 氣壓計 溫度計 直流電源 電量計

實驗建議：(1) 能夠說明阿伏伽德羅常數(shù)的定義；(2) 能夠說明通過置換反應(yīng)、電解法、布朗運動法、*X射線衍射法、*黑體輻射法、*光散射法、*油滴法、*單分子膜測量法等測量阿伏伽德羅常數(shù)的原理；(3) 能夠?qū)χ饕獪y量原理和方法進(jìn)行比較。

(I-3) 濃度(含量)

典型實驗：比色法研究甲基紫反應(yīng)動力學(xué)[8]；蔗糖水解速率常數(shù)的測定[9]；乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定[9]；氯離子選擇性電極的測定及其應(yīng)用[11]

儀器設(shè)備：滴定管 分光光度計 旋光儀 電導(dǎo)率儀 阿貝折射儀 離子計 *光譜儀

實驗建議：(1) 能夠說明采用滴定法(酸堿滴定、配合滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定)、重量分析法、分光光度法、旋光度法、折射率法、*濃度計、*濃度(含量)傳感器等測量濃度(含量)的原理和方法；(2) 能夠說明采用物理方法測量濃度(含量)的優(yōu)勢及局限性；(3) 能夠分析提高測量準(zhǔn)確度的方法；(4) 能夠說明采用離子選擇性電極測量離子濃度的原理。

(I-4) pH

典型實驗：電動勢的測定及其應(yīng)用[9]；電勢pH曲線的測定[12]

儀器設(shè)備：pH計 玻璃電極 氫電極 *其他響應(yīng)電極

實驗建議：(1) 能夠說明采用酸堿指示劑、pH試紙、pH計測量pH的原理；(2) 能夠說明pH指示電極(玻璃電極、氫電極)的響應(yīng)原理；(3) 能夠進(jìn)行pH計校正；(4) 能夠說明pH測量的可操作定義；(5) *能夠說明Harned法測量pH的原理。

(I-5) 溶解度/溶度積

典型實驗：光度法測定碘酸銅的溶度積常數(shù)[7]；電動勢的測定及其應(yīng)用[9]；電導(dǎo)法測定難溶鹽的溶解度[13]；電池電動勢法測定氯化銀的溶度積[13]

儀器設(shè)備：電子天平 氣相色譜儀 液相色譜儀 分光光度計 電位差計 電導(dǎo)率儀 溶解度測量儀

實驗建議：(1) 能夠說明采用平衡法(化學(xué)滴定法、重量法、色譜法、分光光度法、電導(dǎo)法、電動勢法)和*動態(tài)法(析晶法)測量溶解度的原理；(2) 能夠說明采用電導(dǎo)法測量難溶鹽溶解度的原理；(3) 能夠說明采用電勢法測量難溶鹽溶度積的原理。

(I-6) 密度

典型實驗：(乙醇-水/NaCl-水)溶液偏摩爾體積的測定[8,11]；溶液法測定極性分子的偶極矩[15]；密度法測定聚合物結(jié)晶度[14]

儀器設(shè)備：密度計(浮力式密度計、*靜壓式密度計、*振動式密度計、*聲速式密度計、*重力式密度計) 密度管(比重管) 密度瓶(比重瓶) 密度天平 密度梯度柱

實驗建議：(1) 能夠說明質(zhì)量體積法(密度計法/比重計法、密度瓶法)、浮力法、密度梯度法、*落滴法、*壓強法、*振動管法、*放射性同位素法、*聲速法測量密度的原理；(2) 能夠?qū)γ芏绕窟M(jìn)行校準(zhǔn)；(3) 能夠說明密度梯度法測量固體密度的原理。

(I-7) 熔點

典型實驗：熔點測定與溫度計校正[16]

儀器設(shè)備：毛細(xì)管 提勒(Thiele)管 數(shù)字熔點測定儀 顯微熔點測定儀 *自動視頻熔點儀 *金屬相圖儀

實驗建議：(1) 能夠說明等壓下純物質(zhì)的熔點為定值的原因；(2) 能夠說明各類方法的測量原理；(3) 能夠說明熔點測量的影響因素及其用途。

(I-8) 沸點

典型實驗：雙液體系沸點-組成圖的繪制[8]

儀器設(shè)備：沸點儀 阿貝折射儀 提勒管 沸點測定儀

實驗建議：(1) 能夠說明常量法、微量法測量沸點的原理；(2) 能夠說明等壓下純物質(zhì)沸點恒定的原因；(3) 能夠說明沸點測量的影響因素和減小誤差的方法。

(I-9) (飽和)蒸氣壓

典型實驗：液體飽和蒸氣壓的測定——靜態(tài)法[9]

儀器設(shè)備：蒸氣壓測定裝置 氣相色譜

實驗建議：(1) 能夠說明動態(tài)法、靜態(tài)法、飽和氣流法、氣相色譜法測量飽和蒸氣壓的原理和方法；(2) 能夠結(jié)合克勞修斯-克拉貝龍方程、氣液平衡、理想氣體方程、拉烏爾定律等說明蒸氣壓與溫度的關(guān)系；(3) 能夠說明外壓與液體飽和蒸氣壓的關(guān)系；(4) 能夠說明相對濕度的概念。

(I-10) 黏度(同I-16)

典型實驗：黏度法測高聚物的相對分子質(zhì)量[9,15]；無機鹽混合溶液黏度的測定[12]

儀器設(shè)備：烏氏黏度計 奧氏黏度計

實驗建議：(1) 能夠辨析特性黏度、比濃黏度、增比黏度等相關(guān)概念；(2) 能夠說明毛細(xì)管黏度法、*恩氏黏度法的測量原理；(3) 能夠測量聚合物的黏均分子量并說明其影響因素。

(I-11) 折射率

典型實驗：乙醇-環(huán)己烷雙液系相圖的繪制[13]；摩爾折射度的測定[15]；揮發(fā)性二組分系統(tǒng)T-x圖的繪制[15]

儀器設(shè)備：阿貝折射儀

實驗建議：(1) 能夠說明阿貝折射儀的工作原理；(2) 能夠說明阿貝折射儀法、掠面入射法、*最小偏角法、*棱鏡耦合法、*反射光譜法、*雙光干涉法、干涉顯微鏡、*光干涉儀等測量折射率的原理并進(jìn)行對比；(3) 能夠說明通過折射率儀測量濃度的原理。

(I-12) 比旋光度

典型實驗：旋光度的測定[16]；蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測定[10]

儀器設(shè)備：旋光儀

實驗建議：(1) 能夠說明旋光性和旋光度等概念；(2) 能夠說明旋光儀的工作原理；(3) 能夠通過旋光度測量濃度并說明其原理。

(I-13) 消光系數(shù)/摩爾吸光系數(shù)

典型實驗：吸光度的測定[12,15]

儀器設(shè)備：分光光度計

實驗建議：(1) 能夠說明朗伯-比爾定律及其應(yīng)用前提；(2) 能夠說明測量消光系數(shù)/摩爾吸光系數(shù)的意義。

(I-14) 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)

典型實驗：示差掃描量熱測定玻璃化轉(zhuǎn)變溫度[17]

儀器設(shè)備：示差掃描量熱儀

實驗建議：(1) 能夠說明Tg的物理意義；(2) 能夠說明采用微分掃描示差量熱法(DSC)、差熱分析法(DTA)、*比容法、*折射法、*核磁共振波譜法測量Tg的原理；(3) 能夠說明Tg對材料性能的影響。

(I-15) 相對分子質(zhì)量

(I-15-1) 氣體的相對分子量

典型實驗：二氧化碳相對分子量的測定[18]

儀器設(shè)備：電子天平 錐形瓶

實驗建議：(1) 能夠能夠進(jìn)行氣體的制備與凈化；(2) 能夠說明測量氣體物質(zhì)分子量的方法及其原理；(3) 能夠分析影響測量精度的因素。

(I-15-2) 其他物質(zhì)相對分子量

典型實驗：凝固點降低法測相對分子質(zhì)量[9]；凝固點降低法測定萘的相對分子質(zhì)量[7]

儀器設(shè)備：凝固點測定儀 精密溫度/溫差測量儀

實驗建議：(1) 能夠說明凝固點降低法、沸點升高法、滲透壓法、*擴散速率法、*超離心法等方法測量分子量的原理；(2) 能夠正確使用冰水浴或冰鹽浴，并根據(jù)不同的待測物選擇適宜的溶劑和冷卻介質(zhì)；(3) 能夠說明研究分子解離或締合現(xiàn)象的原理；(4) 能夠校正過冷現(xiàn)象的影響。

(I-16) 高分子相對分子質(zhì)量及其分布

典型實驗：黏度法測高聚物的相對分子質(zhì)量[8,9]

儀器設(shè)備：烏氏黏度計

實驗建議：(1) 同(I-10)；(2) 能夠說明黏度法、滲透壓法、唐南平衡法、凝膠滲透色譜法、*光散射法、*超離心法測量分子量的原理；(3) 能夠采用滲透壓計、凝膠滲透色譜、*光散射光度計進(jìn)行測量；(4) 能夠比較不同測試原理和方法的適用范圍；(5) 能夠說明高分子的相對分子質(zhì)量及其分布對材料性能的影響。

(I-17) 偏摩爾量

(I-17-1) 偏摩爾體積

典型實驗：乙醇-水/NaCl-水體系偏摩爾體積的測定[8,11]

儀器設(shè)備：密度瓶 恒溫水浴 電子分析天平 密度計

實驗建議：說明多組分系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)與其組成的關(guān)系。

(I-17-2) 偏摩爾混合熱

典型實驗：色譜法測定無限稀溶液的活度系數(shù)[8]；活度系數(shù)的測定[11]

儀器設(shè)備：氣相色譜儀 氫氣發(fā)生器 微量注射器 流量計

實驗建議：說明氣相色譜法測量偏摩爾混合熱的原理。

(I-18) 電離度(電離平衡常數(shù))

典型實驗：醋酸解離常數(shù)的測定[7]；電導(dǎo)法測定弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)[10]；用分光光度法測定弱電解質(zhì)的解離常數(shù)[9]；核磁共振法測定水溶液中反應(yīng)的平衡常數(shù)及反應(yīng)速率常數(shù)[9]

儀器設(shè)備：電導(dǎo)率儀 分光光度計 核磁共振譜儀

實驗建議：能夠說明電導(dǎo)法、pH法、分光光度法、核磁共振法等測量平衡常數(shù)的原理。

(I-19) 分配系數(shù)

典型實驗：化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)及分配系數(shù)的測定[8]；吸光度法測量水楊酸在水和氯仿中的分配系數(shù)[8]；分配系數(shù)測定[19]；藥物溶解度與分配系數(shù)的測定[20]

儀器設(shè)備：分光光度計

實驗建議：(1) 能夠說明分配系數(shù)測量對物質(zhì)分離操作的重要意義；(2) 能夠說明影響分配系數(shù)的因素；(3) 能夠說明分配系數(shù)測定原理與方法；(4) 能夠說明萃取操作的重要應(yīng)用；(5) 能夠說明在氣相色譜和液相色譜中物質(zhì)分離的原理。

(I-20) 活度系數(shù)

典型實驗：色譜法測定無限稀溶液的活度系數(shù)[8]；氣相色譜法測定無限稀釋溶液的活度系數(shù)[9]；用紫外分光光度計測定萘在硫酸銨水溶液中的活度系數(shù)[11]；冰點下降法測定正十六烷中TBP的活度系數(shù)[21]；電解質(zhì)溶液活度系數(shù)的測定[22]

儀器設(shè)備：凝固點測定儀 電勢差計 分光光度計 氣相色譜儀

實驗建議：(1) 能夠說明通過凝固點降低、蒸氣壓、熔點降低、沸點升高、滲透壓、電動勢、色譜等方法測量活度系數(shù)的原理；(2) 能夠說明電解質(zhì)和非電解質(zhì)溶液活度系數(shù)隨濃度變化的不同及原因；(3) 能夠說明消除活度對有離子參與反應(yīng)影響的原理。

(II) 熱力學(xué)性質(zhì)

(II-1) 熱效應(yīng)

熱效應(yīng)主要包括燃燒熱、反應(yīng)熱、溶解熱、*稀釋熱、吸附熱、*升華熱、*熔融熱、*氣化熱等。

(II-1-1) 燃燒熱

典型實驗：燃燒熱的測定[8-13]

儀器設(shè)備：氧彈式量熱計

實驗建議：(1) 能夠說明基準(zhǔn)物質(zhì)選擇的原理，能夠繪制雷諾校正圖并對數(shù)據(jù)進(jìn)行校正；(2) 能夠分析導(dǎo)致燃燒熱測量誤差的原因并進(jìn)行優(yōu)化；(3) 能夠說明通過可逆電池測量燃燒熱的原理；(4) 能夠?qū)腆w樣品和液體樣品的燃燒熱進(jìn)行測量；(5) 能夠?qū)嶒炦M(jìn)行綠色化、實用化改造，如測定蔗糖、食品、生物質(zhì)、煤炭等的燃燒熱；(6) 能夠說明燃燒熱測量的意義。

(II-1-2) 溶解熱和反應(yīng)熱

典型實驗：硝酸鉀溶解熱的測定[13]；溶解熱的測定[8-11]；反應(yīng)焓的測定[10]；反應(yīng)熱量計的應(yīng)用[23]

儀器設(shè)備：反應(yīng)量熱器(杜瓦瓶) 溫度計(感溫元件/測溫儀) 恒流源 加熱器 反應(yīng)管

實驗建議：(1) 能夠說明采用絕熱反應(yīng)裝置測量反應(yīng)熱的原理，能夠采用電熱補償法進(jìn)行測定；(2) 能夠說明溫差校正的方法；(3) 能夠說明影響測量的因素；(4) 能夠?qū)y量原理推廣到中和熱、稀釋熱等的測量；(5) 能夠采用作圖法求稀釋熱。

＊(II-1-3) 相變熱

典型實驗：聚對苯二甲酸乙二醇酯示差掃描量熱分析[24]

儀器設(shè)備：微分示差掃描量熱計

實驗建議：(1) 能夠說明示差掃描量熱法測量相變或化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的原理；(2) 能夠使用示差掃描量熱法測量聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熔融溫度及相關(guān)熱效應(yīng)；(3) 能夠說明相變儲能材料的儲能原理。

＊(II-1-4) 吸附熱

典型實驗：氣相色譜法測定催化劑吸附熱[25]

儀器設(shè)備：氣相色譜儀 氮氣鋼瓶 氮氣表 穩(wěn)壓器 皂膜流量計

實驗建議：(1) 能夠說明測量吸附熱的意義；(2) 能夠說明氣相色譜儀測定吸附熱的原理。

＊(II-1-5) 氣化熱

典型實驗：飽和蒸氣壓法測定乙醇的氣化熱[26]

儀器設(shè)備：液體蒸氣壓測定裝置 數(shù)字式溫度計

實驗建議：能夠說明通過測量蒸氣壓隨溫度的變化測量物質(zhì)氣化熱的原理。

(II-2) 平衡常數(shù)

(II-2-1) 氣/固相反應(yīng)平衡常數(shù)

典型實驗：氨基甲酸銨分解反應(yīng)平衡常數(shù)的測定[8,11]；氣相反應(yīng)平衡常數(shù)的測定[9]；合成氨反應(yīng)平衡常數(shù)的測定[27]

儀器設(shè)備：壓力計 等壓計 緩沖瓶 真空泵 低真空測壓儀 合成氨實驗裝置

實驗建議：(1) 能夠說明反應(yīng)平衡常數(shù)與壓力、溫度及熱力學(xué)函數(shù)的關(guān)系；(2) 能夠說明測量各類反應(yīng)平衡常數(shù)的原理和注意事項。

(II-2-2) 液相反應(yīng)平衡常數(shù)

典型實驗：核磁共振法測定質(zhì)子化反應(yīng)的平衡常數(shù)[9]；分光光度法測定甲基紅電離平衡常數(shù)[11]；碘和碘離子反應(yīng)平衡常數(shù)的測定[14]；電導(dǎo)法測定弱電解質(zhì)的解離平衡常數(shù)[8]；醋酸解離度和解離常數(shù)的測定[18]

儀器設(shè)備：分光光度計 電導(dǎo)率儀 pH計 核磁共振譜儀

實驗建議：(1) 能夠說明分光光度法、電導(dǎo)法、核磁共振法、pH計法測定平衡常數(shù)的原理；(2) 能夠說明分光光度法測量混合組分濃度的原理。

(II-2-3) 配合物(不)穩(wěn)定常數(shù)和配位數(shù)(同VI-3)

典型實驗：配合物組成及不穩(wěn)定常數(shù)的測定[13]；磺基水楊酸合鐵配合物組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定[8]

儀器設(shè)備：分光光度計

實驗建議：(1) 能夠說明用分光光度法測量配合物穩(wěn)定常數(shù)的原理及適用條件；(2) 能夠列舉其他測量配合物穩(wěn)定常數(shù)的方法并進(jìn)行比較。

(II-3) 相圖

典型相圖包括：沸點-組成圖、熔點-組成圖、溶解度-組成圖

(II-3-1) 沸點-組成圖(T-x圖)

典型實驗：揮發(fā)性二組分系統(tǒng)T-x圖的繪制[9]；完全互溶雙液系/環(huán)己烷-乙醇體系沸點-組成圖的繪制[8,10]

儀器設(shè)備：蒸餾裝置 阿貝折射儀

實驗建議：(1) 能夠?qū)囟扔嬤M(jìn)行露莖校正；(2) 能夠繪制T-x圖并指明系統(tǒng)的組成、恒沸混合物組成和最低恒沸點；(3) 能夠用T-x圖說明蒸餾、精餾的原理及其應(yīng)用。

(II-3-2) 熔點-組成圖

典型實驗：二組分簡單共熔系統(tǒng)相圖的繪制(Pb-Sn/Sn-Bi體系)[9,11,13]；二組分固-液相圖的測繪[15]

儀器設(shè)備：電爐(加熱爐、保溫爐) 微分示差掃描量熱儀

實驗建議：(1) 能夠根據(jù)熱分析法(步冷曲線法)、微分示差掃描量熱法的數(shù)據(jù)繪制相圖；(2) 能夠說明相圖中各部分的含義；(3) 能夠根據(jù)相圖預(yù)測系統(tǒng)組成和變化規(guī)律；(4) 能夠處理步冷過程中的過冷現(xiàn)象和氧化現(xiàn)象。

(II-3-3) 溶解度-組成圖

典型實驗：三液系(三氯甲烷-醋酸-水)相圖的繪制[9]；三組分體系等溫相圖的繪制(苯-醋酸-水，環(huán)己烷-乙醇-水)[8]

儀器設(shè)備：具塞錐形瓶 酸堿式滴定管 移液管 分液漏斗

實驗建議：(1) 說明實驗繪制三液系相圖的原理；(2) 能夠繪制等邊三角形相圖；(3) 能夠?qū)θ鄨D進(jìn)行分析說明。

(II-4) 熱分析

典型實驗：差熱分析[8,10-13]；CuSO4?5H2O在空氣氣氛中脫水過程的差熱分析(DTA)測定[9]；差熱-熱重分析及應(yīng)用[11]；TG/DSC-MS聯(lián)用技術(shù)測定CaC2O4?H2O熱分解過程及動力學(xué)計算[11]

儀器設(shè)備：差熱分析儀(DTA) 示差掃描量熱儀(DSC)

實驗建議：(1) 說明差熱分析的原理和參比物的作用；(2) 能夠說明熱分析譜圖變化所對應(yīng)的反應(yīng)或過程；(3) 說明利用DTA進(jìn)行定性定量分析的原理；(4) 說明通過DTA測量熱力學(xué)性質(zhì)的原理；(5) 能夠拓展DTA的應(yīng)用。

(III) 動力學(xué)性質(zhì)

(III-1) 反應(yīng)速率/速率常數(shù)/半衰期

(III-1-1) 均相反應(yīng)

典型實驗：蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測定[9-13]；乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定[8-13]；丙酮碘化反應(yīng)速率常數(shù)及活化能的測定(復(fù)雜反應(yīng)、反應(yīng)機理)[8-10]；比色法研究甲基紫反應(yīng)動力學(xué)[8]；核磁共振法測定水溶液中反應(yīng)的平衡常數(shù)及反應(yīng)速率常數(shù)[9]；弛豫法測定鉻酸根-重鉻酸根離子反應(yīng)的速率常數(shù)[15]

儀器設(shè)備：旋光儀 電導(dǎo)率儀 分光光度計 核磁共振儀 精密酸度計

實驗建議：(1) 能夠說明采用物理量測量濃度的優(yōu)勢與不足；(2) 能夠采用作圖法確定速率常數(shù)；(3) 能夠辨別準(zhǔn)級數(shù)反應(yīng)；(4) 能夠通過實驗驗證反應(yīng)機理；(5) 能夠說明弛豫法測量對峙反應(yīng)速率常數(shù)的原理。

(III-1-2) 多相反應(yīng)/催化劑活性

典型實驗：量氣法測定過氧化氫催化分解反應(yīng)速率常數(shù)[13]；過氧化氫催化分解反應(yīng)動力學(xué)[10]；催化劑活性的測定[11]；乙醇脫水制乙烯反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)的測定[8]；流動法測定γ-Al2O3小球催化劑乙醇脫水的催化性能[9]

儀器設(shè)備：量氣管 平衡管 管式爐 *固定床反應(yīng)裝置 氣體流量計 氣相色譜儀

實驗建議：(1) 能夠準(zhǔn)確控制和測量氣體流速；(2) 能夠說明表征催化劑活性的主要參數(shù)；(3) 能夠說明催化劑活性測量原理和方法；(4) 能夠制備負(fù)載型催化劑。

(III-1-3) 光催化反應(yīng)

典型實驗：納米TiO2光催化降解甲基橙[9]；納米TiO2的制備、光催化活性評價及催化動力學(xué)研究[13]

儀器設(shè)備：光化學(xué)反應(yīng)裝置 分光光度計

實驗建議：(1) 能夠說明光催化降解污染物的原理及其重要意義；(2) 能夠說明提高光化學(xué)反應(yīng)效率的方法；(3) 能夠辨析光化學(xué)反應(yīng)和熱化學(xué)反應(yīng)的不同。

(III-2) 反應(yīng)級數(shù)

典型實驗：丙酮碘化反應(yīng)速率常數(shù)及活化能的測定[8]

儀器設(shè)備：分光光度計 量氣管

實驗建議：(1) 能夠說明采用孤立法、嘗試法、作圖法確定反應(yīng)級數(shù)的原理；(2) 能夠確定反應(yīng)的速率方程；(3) 能夠分析準(zhǔn)級數(shù)反應(yīng)的可能性及其影響；(4) 能夠說明反應(yīng)級數(shù)測量對推測反應(yīng)機理的意義。

(III-3) 活化能

典型實驗：蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測定[9-13]；丙酮碘化反應(yīng)速率常數(shù)及活化能的測定[8]；乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)和活化能的測定[10]；過二硫酸銨與碘化鉀反應(yīng)速率與活化能的測定[10]

儀器設(shè)備：同(III-1-1)

實驗建議：(1) 能夠正確使用Arrhenius圖確定反應(yīng)活化能；(2) 能夠說明影響活化能測量的因素。

(III-4) 米氏常數(shù)

典型實驗：蔗糖酶米氏常數(shù)的測定[8]；分光光度法測定蔗糖酶的米氏常數(shù)[15]

儀器設(shè)備：分光光度計 旋光儀

實驗建議：(1) 能夠說明Michaelis-Menten機理并導(dǎo)出其動力學(xué)方程；(2) 通過線性化方法確定米氏常數(shù)。

(III-5) 自催化

典型實驗：B-Z振蕩反應(yīng)[8,13]

儀器設(shè)備：電化學(xué)工作站 參比電極 Pt電極

實驗建議：(1) 能夠說明振蕩反應(yīng)發(fā)生的機理；(2) 能夠說明振蕩反應(yīng)對非平衡態(tài)、非線性熱力學(xué)研究的意義；(3) 能夠說明B-Z振蕩反應(yīng)的影響因素。

(III-6) 反應(yīng)機理/反應(yīng)分子數(shù)的理論研究

典型實驗：H? + CH4= H2+ CH3?和D? + CH4= HD + CH3?反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)的計算[9]；計算機模擬基元反應(yīng)[11,15]；Diels-Alder反應(yīng)速率常數(shù)的計算[11]

儀器設(shè)備：計算機 量化計算軟件(VASP, Gauss, Materials Studio)

實驗建議：(1) 能夠根據(jù)不同的化學(xué)反應(yīng)選取不同的理論計算模型；(2) 能夠分析計算過程中各參數(shù)的含義及對計算結(jié)果的影響；(3) 能夠基于量子化學(xué)計算從微觀層面說明反應(yīng)過程，形成從微觀角度理解反應(yīng)本質(zhì)的意識；(4) 能夠通過量子化學(xué)計算揭示反應(yīng)通道和決速步驟；(5) 能夠利用分子反應(yīng)碰撞理論和過渡態(tài)理論描述微觀反應(yīng)過程。

(III-7) 熱力學(xué)量的理論計算

典型實驗：甲烷生成熱和燃燒熱的理論計算[9]

儀器設(shè)備：計算機 量化計算軟件(GaussView, Gaussian)

實驗建議：(1) 能夠創(chuàng)建與修改分子結(jié)構(gòu)模型并進(jìn)行量子化學(xué)計算；(2) 能夠基于理想氣體模型，以統(tǒng)計熱力學(xué)方法計算生成熱、燃燒熱等熱力學(xué)量；(3) 能夠分析不同量子化學(xué)方法的計算精度和計算代價；(4) 能夠根據(jù)分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和問題屬性正確選擇計算方法；(5) 能夠說明理論計算的重要意義。

(IV) 電化學(xué)性質(zhì)

(IV-1) 電導(dǎo)率

典型實驗：電導(dǎo)的測定及其應(yīng)用[9]；電導(dǎo)法測定弱電解質(zhì)的解離平衡常數(shù)[10]；電導(dǎo)法測定難溶鹽的溶解度[13]；電導(dǎo)法測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù)[15]；電導(dǎo)法測定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度[15]；電導(dǎo)滴定法測定食醋中總酸含量[28]

儀器設(shè)備：電導(dǎo)率儀 電導(dǎo)電極

實驗建議：(1) 能夠說明電導(dǎo)電極選擇的依據(jù)；(2) 能夠說明電導(dǎo)測量在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品、科研和環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用；(3) 能夠說明電導(dǎo)測量在在國家標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證(QS)、食品安全認(rèn)證體系(HACCP)中的重要意義。

(IV-2) 離子遷移數(shù)

典型實驗：希托夫法測定離子遷移數(shù)[11,13]；離子遷移數(shù)的測定——界面法[11,12]

儀器設(shè)備：希托夫管 恒壓電源 遷移管

實驗建議：(1) 能夠說明希托夫法、界面移動法、電動勢法、分光光度法、*交流阻抗法、*計時電流法測量離子遷移數(shù)的原理并比較其優(yōu)劣；(2) 能夠分析其他傳質(zhì)過程對測量的影響及優(yōu)化辦法。

(IV-3) 電池電動勢/電動勢溫度系數(shù)/熱力學(xué)函數(shù)

典型實驗：電動勢法測定熱力學(xué)函數(shù)[8]；原電池電動勢的測定及原電池?zé)崃W(xué)[10]；電池電動勢法測定氯化銀的溶度積[13]

儀器設(shè)備：電勢差計/恒電位儀 電化學(xué)工作站 電池 恒溫槽

實驗建議：(1) 能夠制作電極并合理組裝電池；(2) 能夠說明采用電勢差計測量電動勢的原理；(3) 能夠說明消除電池中不可逆過程的原理和方法；(4) 能夠說明通過測量電動勢及其溫度系數(shù)測量熱力學(xué)函數(shù)的原理；(5) 能夠說明電化學(xué)方法測量熱力學(xué)函數(shù)的優(yōu)劣及適用條件。

(IV-4) 電極電勢

典型實驗：電極電勢的測定[11]；難溶鹽AgCl溶度積的測定[11]；測定溶液的pH值[11]

儀器設(shè)備：電位差計 電化學(xué)工作站 參比電極 pH計 標(biāo)準(zhǔn)氫電極

實驗建議：(1) 能夠說明參比電極的主要種類、特征和選用原則；(2) 能夠說明可逆電池組裝時應(yīng)注意的問題；(3) 能夠說明消除或者減小液體接界電勢的原理和方法。

(IV-5) 電勢-pH圖(Pourbaix圖)

典型實驗：電勢-pH曲線的測定[8,9,11,12]

儀器設(shè)備：同(IV-4)

實驗建議：(1) 能夠說明圖形化方法的意義；(2) 能夠說明電勢-pH圖中各線、區(qū)、點的物理意義；(3) 能夠根據(jù)電勢-pH圖確定穩(wěn)定物種以及發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的可能性；(4) 能夠用電勢-pH圖說明腐蝕防護原理。

(IV-6) 極化曲線/超電勢

(IV-6-1) 極化曲線

典型實驗：極化曲線的測定[11]；極化曲線和氫超電勢的測定[10]；碳鋼在碳酸銨溶液中的陽極和陰極極化曲線[11]

儀器設(shè)備：恒電位儀/電化學(xué)工作站 三電極電解池 參比電極 輔助電極

實驗建議：(1) 能夠說明準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)恒電勢法測定金屬極化曲線的基本原理；(2) 能夠利用線性化方法得出Tafel關(guān)系。

(IV-6-2) 氫超電勢

典型實驗：極化曲線和氫超電勢的測定[10]；氫超電勢的測定[8,15]

儀器設(shè)備：恒電位儀/電化學(xué)工作站三電極電解池參比電極輔助電極 氫氣發(fā)生器

實驗建議：(1) 能夠利用線性化方法得出Tafel公式并說明斜率和截距的物理意義；(2) 能夠說明影響超電勢的主要因素；(3) 能夠用一分為二的觀點分析氫超電勢的應(yīng)用。

(IV-6-3) 金屬鈍化曲線

典型實驗：鎳在硫酸溶液中的鈍化行為[8]；線性電位掃描法測定鎳在硫酸溶液中的鈍化行為[15]；金屬鐵的鈍化與防腐行為評價測定及應(yīng)用[13]

儀器設(shè)備：同(IV-6-1)

實驗建議：(1) 能夠說明鈍化曲線各個階段所對應(yīng)的表面過程；(2) 能夠說明鈍化的種類，產(chǎn)生鈍化的原因和影響鈍化的因素；(3) 能夠概述鈍化在增強金屬腐蝕防護性能領(lǐng)域的應(yīng)用。

(IV-7) 金屬電鍍

典型實驗：金屬的電鍍實驗[28]

儀器設(shè)備：電鍍槽 直流穩(wěn)壓電源

實驗建議：(1) 能夠說明電鍍、合金鍍、復(fù)合鍍、塑料電鍍的原理；(2) 能夠說明整平劑、光亮劑等電鍍添加劑的作用原理；(3) 能夠說明評價電鍍液分散能力和電流效率的方法；(4) 能夠說明電鍍的重要應(yīng)用。

(IV-8) 金屬腐蝕與防護

典型實驗：金屬鐵的鈍化與防腐行為評價測定及應(yīng)用[13]；緩蝕劑、陰極保護對碳鋼腐蝕防護效果的測定[28]

儀器設(shè)備：電化學(xué)工作站 電導(dǎo)率儀

實驗建議：(1) 能夠說明金屬腐蝕基本理論及防止金屬腐蝕的主要原理和技術(shù)；(2) 能夠說明采用失重法、析氣法、極化曲線法測量金屬腐蝕速率的原理；(3) 能夠說明介質(zhì)、介質(zhì)濃度等對金屬腐蝕速率的影響；(4) 能夠分析不同材料發(fā)生腐蝕的原因；(5) 能夠說明防止金屬腐蝕的原理和方法及腐蝕防護對國家安全發(fā)展的重要意義。

(V) 表面與膠體性質(zhì)

(V-1) 液體表面張力

典型實驗：最大泡壓法測定溶液的表面張力[10]；吊環(huán)法測定溶液的表面張力[30]；毛細(xì)管法[30]、滴重法測定液體的表面張力[31]

儀器設(shè)備：表面張力儀

實驗建議：(1) 能夠說明毛細(xì)管法、最大氣泡壓力法、DuNouy環(huán)法、Wilhelmy吊片法、旋轉(zhuǎn)法、滴重法、滴體積法等測量表面張力的原理；(2) 能夠從微觀和分子間作用力的角度說明表面張力產(chǎn)生的原因；(3) 能夠說明表面張力的影響因素；(4) 能夠說明表面張力與溶液表面吸附的關(guān)系。

(V-2) 比表面積/孔徑/孔徑分布/孔體積/孔隙度/吸附等溫線

典型實驗：BET容量法測定固體比表面積[10,15]；溶液吸附法測定固體比表面積[13]；固體比表面積的測定[9]；材料孔結(jié)構(gòu)測定[32]

儀器設(shè)備：全自動物理吸附儀 壓汞儀 分光光度計

實驗建議：(1) 能夠說明BET法、Langmuir法、溶液吸附法、壓汞法測量固體比表面積的原理；(2) 能夠分析吸附等溫線得出孔體積、孔徑分布等物理量；(3) 能夠說明增加物質(zhì)比表面積的主要方法及其原理；(4) 能夠說明吸附劑再生的原理和方法；(5) 能夠說明采用雙電層電容測量電極(電催化劑)比表面積的原理。

(V-3) 吸附量

(V-3-1) 氣-固界面

典型實驗：BET容量法測定固體的比表面積[10,15]

儀器設(shè)備：吸附儀 吸附天平 氣相色譜儀

實驗建議：(1) 能夠說明容量法、重量法、動態(tài)法(色譜法)測量吸附量的原理；(2) 能夠根據(jù)測量要求選擇適宜的測量方法；(3) 能夠比較不同測量方法的優(yōu)劣及其適用性；(4) 能夠分析影響吸附量測量的因素；(5) 能夠說明增強吸附劑吸附能力的原理和方法。

(V-3-2) 液-固界面

典型實驗：溶液吸附法測定固體物質(zhì)比表面[13]

儀器設(shè)備：分光光度計

實驗建議：(1) 能夠說明溶液吸附法測量比表面積的原理；(2) 能夠選擇不同方法測量金屬離子、揮發(fā)性有機物、生物分子等的吸附量；(3) 能夠分析影響吸附量測量的因素；(4) 能夠設(shè)計吸附方案處理重金屬離子、有機揮發(fā)物等污染。

(V-4) 溶液表面過剩濃度

典型實驗：溶液中的吸附作用和表面張力的測定[9]

儀器設(shè)備：表面張力儀(最大氣泡壓力法)

實驗建議：(1) 能夠說明測量溶液表面過剩量的原理；(2) 能夠說明表面過剩量與表面張力變化的關(guān)系；(3) 能夠從微觀和分子間作用力的角度說明表面過剩量隨濃度的變化趨勢。

(V-5) 膠體電泳速率/淌度/電動電勢

典型實驗：Fe(OH)3溶膠的制備及ζ電勢測定[13]；溶膠的制備及ζ電勢與電解質(zhì)聚沉值的測定[10]；膠體電泳速度的測定[9]；電滲 電泳實驗[15]

儀器設(shè)備：電泳儀 *顯微電泳儀

實驗建議：(1) 能夠制備和純化膠體；(2) 能夠分析影響膠體粒子電泳速度的因素；(3) 能夠評估膠體粒子的帶電性質(zhì)，說明改變膠體粒子帶電性質(zhì)的方法及其原理；(4) 能夠設(shè)計納米粒子制備方法，說明納米材料在疾病檢測、高性能催化劑開發(fā)等方面的應(yīng)用。

(V-6) 臨界膠束濃度(CMC)

典型實驗：表面活性劑的類型鑒別及臨界膠束濃度CMC的測定[10]；電導(dǎo)法測定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度[15]；水溶性表面活性劑臨界膠束濃度的測定[8]

儀器設(shè)備：表面張力儀 電導(dǎo)率儀

實驗建議：(1) 能夠說明表面張力法、電導(dǎo)法、染料法、增溶法、滲透壓法、熒光法、pH法、流變法、濁度法、*光散射法測量CMC的原理；(2) 能夠說明影響臨界膠束濃度的因素；(3) 能夠說明臨界膠束濃度測量的意義與應(yīng)用。

(V-7) 接觸角/潤濕角

典型實驗：固-液界面接觸角的測量[8]；碳酸鈣納米顆粒的制備及表面疏水化[8]

儀器設(shè)備：接觸角測量儀

實驗建議：(1) 能夠說明影像分析法、力測量法、*插板法、*透過測量法測量接觸角的原理；(2) 能夠分析影響接觸角的因素；(3) 能夠運用接觸角測量正確評估固液界面性質(zhì)；(4) 能夠設(shè)計方案解決玻璃防霧、固體表面疏水處理等實際問題。

(V-8) 流變性質(zhì)

典型實驗：非牛頓型流體流變曲線的繪制[8,15]

儀器設(shè)備：旋轉(zhuǎn)黏度計

實驗建議：(1) 能夠說明旋轉(zhuǎn)黏度計測量原理；(2) 能夠根據(jù)流變曲線判定流體特性；(3) 能夠說明流體結(jié)構(gòu)組成與流變參數(shù)的關(guān)系；(4) 能夠說明流體特性研究在設(shè)計瀝青、潤滑油等產(chǎn)品，評價品質(zhì)中的應(yīng)用。

(V-9) 粒度/粒徑

典型實驗：粒度測定[11]

儀器設(shè)備：激光粒度儀 超聲波清洗器

實驗建議：(1) 能夠說明粒度測量的原理；(2) 能夠說明影響粒度測量的因素；(3) 能夠列舉其他測量粒度或者粒徑的方法并比較其優(yōu)劣。

(VI) 分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

(VI-1) 磁化率

典型實驗：磁化率的測定[9,10,12,13,15]

儀器設(shè)備：古埃磁天平 特斯拉計

實驗建議：(1) 能夠說明古埃(Gouy)法測量磁化率的原理；(2) 能夠使用標(biāo)準(zhǔn)樣品(莫爾鹽)進(jìn)行儀器標(biāo)定；(3) 能夠計算化合物的永久磁矩和未成對電子數(shù)；(4) 能夠根據(jù)未成對電子數(shù)判斷配鍵類型；(5) 能夠分析影響實驗測量準(zhǔn)確度的因素。

(VI-2) 偶極矩

典型實驗：偶極矩測量[8-10,12,13]；溶液法測定極性分子的偶極矩[15]

儀器設(shè)備：小電容測量儀(介電常數(shù)測量儀) 阿貝折射儀 偶極矩儀 密度管

實驗建議：(1) 能夠說明采用介電常數(shù)法(溶液法、氣相法、電橋法、共振法和拍頻法)測量分子偶極矩的實驗原理；(2) 能夠?qū)ε紭O矩測量誤差進(jìn)行分析；(3) 能夠說明測量偶極矩對研究分子結(jié)構(gòu)的意義。

(VI-3) 配位數(shù)/配合物組成

典型實驗：配合物組成及不穩(wěn)定常數(shù)的測定[13]；磺基水楊酸合鐵配合物組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定[7]

儀器設(shè)備：分光光度計

實驗建議：(1) 能夠說明分光光度法測量配位數(shù)的原理并分析產(chǎn)生實驗誤差的原因；(2) 能夠根據(jù)配合物特征選取適宜的測量方法。

(VI-4) 晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)

典型實驗：X射線粉末衍射分析[8,10]；X射線粉末法分析晶體結(jié)構(gòu)[9,12]；X射線粉末法物相分析[15]

儀器設(shè)備：X射線衍射儀

實驗建議：(1) 能夠說明粉末法(照相法/德拜法、衍射儀法)、單晶法(勞厄Laue)法、周轉(zhuǎn)晶體法、四元衍射儀法測量晶體參數(shù)的原理；(2) 能夠說明腐蝕性法、激光定向法、X射線衍射法確定晶面取向的原理；(3) 能夠確定各晶面指標(biāo)并計算晶胞常數(shù)；(4) 能夠計算晶胞中所含原子、分子或離子的數(shù)目；(5) 能夠使用PDF卡片及檢索工具對樣品進(jìn)行物相分析；(6) 能夠分析實驗誤差。

(VI-5) 分子微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)

典型實驗：紅外光譜測定HCl的結(jié)構(gòu)參數(shù)[8,9]；紅外光譜法測定簡單分子的結(jié)構(gòu)參數(shù)[15]

儀器設(shè)備：紅外光譜儀 氣體樣品池

實驗建議：(1) 能夠說明分子光譜產(chǎn)生的原理；(2) 能夠?qū)t外光譜進(jìn)行解析并計算解離能、轉(zhuǎn)動慣量、力常數(shù)和平衡鍵距等分子結(jié)構(gòu)參數(shù)；(3) 能夠分析實驗誤差。

4 物理化學(xué)實驗教學(xué)建議

物理化學(xué)實驗中涉及大量中小型儀器設(shè)備的使用，主要包括《化學(xué)類專業(yè)化學(xué)實驗教學(xué)建議內(nèi)容》[3]“V儀器設(shè)備與軟件”中的1-6以及9 (1)所列儀器設(shè)備。這些儀器設(shè)備的原理和使用相對復(fù)雜，又不宜占用大量實驗時間進(jìn)行學(xué)習(xí)和練習(xí)，建議各高校通過建設(shè)線上資源，使用操作視頻、原理講解視頻、虛擬仿真實驗等教學(xué)資源，推動學(xué)生以自主學(xué)習(xí)的方式提前掌握并通過考核。另外，由于物理化學(xué)實驗的原理相對復(fù)雜，臨時講解的效果難以保證，也推薦利用線上資源，安排學(xué)生通過課外自主學(xué)習(xí)的方式提前掌握。即物理化學(xué)實驗應(yīng)該走在信息化建設(shè)的前列，充分利用計算機、軟件和信息化平臺等手段，利用各類教學(xué)資源和手段，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和信息化素養(yǎng)，保證實驗教學(xué)效果。

此外，為了增強學(xué)生分析和解決問題的能力、創(chuàng)新能力，建議增加物理化學(xué)設(shè)計實驗、團隊實驗，增加研討環(huán)節(jié)，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行原理和應(yīng)用的拓展。

致謝：感謝吉林師范大學(xué)趙麗娜教授、浙江工業(yè)大學(xué)唐浩東副教授、同濟大學(xué)王曉崗高級工程師、廈門大學(xué)吳平平老師反饋修改意見。吳平平老師還制作了精美的附圖(見文末)，特別致謝。

附圖: