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(jì)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(shí)驗(yàn)并重、富有創(chuàng)造性的中心學(xué)科[1]，實(shí)驗(yàn)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(duì)于其他實(shí)驗(yàn)，物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理復(fù)雜綜合、使用儀器設(shè)備多種多樣、測(cè)量次數(shù)多周期長(zhǎng)、數(shù)據(jù)處理和分析要求高[2]，在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)思維和科學(xué)素養(yǎng)方面發(fā)揮著重要作用?！镀胀ǜ叩葘W(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》[1]和《化學(xué)類專業(yè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)建議內(nèi)容》[3]僅列出了實(shí)驗(yàn)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，未明確實(shí)驗(yàn)?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(huì)委托和立項(xiàng)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(jí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)?zāi)芰退刭|(zhì)培養(yǎng)要求

實(shí)驗(yàn)教學(xué)可分為四個(gè)層次：一是學(xué)科知識(shí)層次，包括事實(shí)性知識(shí)和概念性知識(shí)，要求學(xué)生說(shuō)明相關(guān)概念、原理和注意事項(xiàng)等；二是具體方法層次，屬于程序性知識(shí)，學(xué)生能夠按照規(guī)程實(shí)際操作儀器設(shè)備，完成實(shí)驗(yàn)；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(jì)并完成實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)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?yàn)本質(zhì)，改進(jìn)或者創(chuàng)新測(cè)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(shuō)明相關(guān)測(cè)量的原理和方法，對(duì)不同原理和方法進(jìn)行比較，說(shuō)明其優(yōu)勢(shì)與不足；能夠合理選擇測(cè)量的原理和方法，有效減少系統(tǒng)誤差；

(3) 能夠設(shè)計(jì)并評(píng)價(jià)測(cè)量方案。能夠根據(jù)系統(tǒng)、測(cè)量時(shí)間和精度要求等，選擇適宜的測(cè)量原理和儀器設(shè)備，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；能夠從法律、安全和環(huán)保等多個(gè)角度對(duì)方案進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，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(gè)人的責(zé)任和義務(wù)；能夠在方案設(shè)計(jì)中體現(xiàn)創(chuàng)新性；

(4) 能夠搭建和操作實(shí)驗(yàn)裝置。能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案獨(dú)立搭建實(shí)驗(yàn)裝置；能夠設(shè)計(jì)制作必要的實(shí)驗(yàn)裝置；能夠?qū)x器設(shè)備或?qū)嶒?yàn)系統(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(shí)驗(yàn)；

(5) 能夠規(guī)范觀察和記錄。能夠全面細(xì)致觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程，規(guī)范記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)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)?shí)驗(yàn)數(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(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)或者發(fā)生的問題，保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。說(shuō)明測(cè)量的影響因素，并通過(guò)方案優(yōu)化和數(shù)據(jù)處理，保證測(cè)量的準(zhǔn)確度和精密度，減少偶然誤差；能夠?qū)?shí)驗(yàn)現(xiàn)象和規(guī)律進(jìn)行解釋；

(8) 能夠聯(lián)系實(shí)際，說(shuō)明相關(guān)實(shí)驗(yàn)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(cè)量原理和方法的最新進(jìn)展，提出改進(jìn)測(cè)量裝置和方法的建議。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)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?shí)驗(yàn)習(xí)慣、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、分工協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神、堅(jiān)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(cè)量”[3]確定需要測(cè)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(cè)量原理，參考國(guó)內(nèi)重要實(shí)驗(yàn)教材[7-32]，列舉典型實(shí)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上明確實(shí)驗(yàn)所需達(dá)成的知識(shí)、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(cè)量；(II) 熱力學(xué)性質(zhì)；(III) 動(dòng)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(gè)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(shí)驗(yàn)原理和方法時(shí)，各高?？筛鶕?jù)自身?xiàng)l件和特色，選擇1-2個(gè)即可，其他原理和方法可作為學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或者教師更新實(shí)驗(yàn)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(duì)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(cè)量

(I-1) 氣體常數(shù)

典型實(shí)驗(yàn)：摩爾氣體常數(shù)的測(cè)定[7]

儀器設(shè)備：電子天平 溫度計(jì) 氣壓計(jì) 具有刻度的密閉容器

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 說(shuō)明利用(pV/n)-T作圖確定氣體常數(shù)的原理；(2) 能夠設(shè)計(jì)其他測(cè)量氣體常數(shù)的實(shí)驗(yàn)；(3) 說(shuō)明測(cè)量玻爾茲曼常數(shù)的原理。

(I-2) 阿伏伽德羅常數(shù)

典型實(shí)驗(yàn)：阿伏伽德羅常數(shù)的測(cè)定[7]

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

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明阿伏伽德羅常數(shù)的定義；(2) 能夠說(shuō)明通過(guò)置換反應(yīng)、電解法、布朗運(yùn)動(dòng)法、*X射線衍射法、*黑體輻射法、*光散射法、*油滴法、*單分子膜測(cè)量法等測(cè)量阿伏伽德羅常數(shù)的原理；(3) 能夠?qū)χ饕獪y(cè)量原理和方法進(jìn)行比較。

(I-3) 濃度(含量)

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

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

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)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(jì)、*濃度(含量)傳感器等測(cè)量濃度(含量)的原理和方法；(2) 能夠說(shuō)明采用物理方法測(cè)量濃度(含量)的優(yōu)勢(shì)及局限性；(3) 能夠分析提高測(cè)量準(zhǔn)確度的方法；(4) 能夠說(shuō)明采用離子選擇性電極測(cè)量離子濃度的原理。

(I-4) pH

典型實(shí)驗(yàn)：電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定及其應(yīng)用[9]；電勢(shì)pH曲線的測(cè)定[12]

儀器設(shè)備：pH計(jì) 玻璃電極 氫電極 *其他響應(yīng)電極

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明采用酸堿指示劑、pH試紙、pH計(jì)測(cè)量pH的原理；(2) 能夠說(shuō)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(jì)校正；(4) 能夠說(shuō)明pH測(cè)量的可操作定義；(5) *能夠說(shuō)明Harned法測(cè)量pH的原理。

(I-5) 溶解度/溶度積

典型實(shí)驗(yàn)：光度法測(cè)定碘酸銅的溶度積常數(shù)[7]；電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定及其應(yīng)用[9]；電導(dǎo)法測(cè)定難溶鹽的溶解度[13]；電池電動(dòng)勢(shì)法測(cè)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(jì) 電位差計(jì) 電導(dǎo)率儀 溶解度測(cè)量?jī)x

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)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(dòng)勢(shì)法)和*動(dòng)態(tài)法(析晶法)測(cè)量溶解度的原理；(2) 能夠說(shuō)明采用電導(dǎo)法測(cè)量難溶鹽溶解度的原理；(3) 能夠說(shuō)明采用電勢(shì)法測(cè)量難溶鹽溶度積的原理。

(I-6) 密度

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

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

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明質(zhì)量體積法(密度計(jì)法/比重計(jì)法、密度瓶法)、浮力法、密度梯度法、*落滴法、*壓強(qiáng)法、*振動(dòng)管法、*放射性同位素法、*聲速法測(cè)量密度的原理；(2) 能夠?qū)γ芏绕窟M(jìn)行校準(zhǔn)；(3) 能夠說(shuō)明密度梯度法測(cè)量固體密度的原理。

(I-7) 熔點(diǎn)

典型實(shí)驗(yàn)：熔點(diǎn)測(cè)定與溫度計(jì)校正[16]

儀器設(shè)備：毛細(xì)管 提勒(Thiele)管 數(shù)字熔點(diǎn)測(cè)定儀 顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀 *自動(dòng)視頻熔點(diǎn)儀 *金屬相圖儀

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明等壓下純物質(zhì)的熔點(diǎn)為定值的原因；(2) 能夠說(shuō)明各類方法的測(cè)量原理；(3) 能夠說(shuō)明熔點(diǎn)測(cè)量的影響因素及其用途。

(I-8) 沸點(diǎn)

典型實(shí)驗(yàn)：雙液體系沸點(diǎn)-組成圖的繪制[8]

儀器設(shè)備：沸點(diǎn)儀 阿貝折射儀 提勒管 沸點(diǎn)測(cè)定儀

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明常量法、微量法測(cè)量沸點(diǎn)的原理；(2) 能夠說(shuō)明等壓下純物質(zhì)沸點(diǎn)恒定的原因；(3) 能夠說(shuō)明沸點(diǎn)測(cè)量的影響因素和減小誤差的方法。

(I-9) (飽和)蒸氣壓

典型實(shí)驗(yàn)：液體飽和蒸氣壓的測(cè)定——靜態(tài)法[9]

儀器設(shè)備：蒸氣壓測(cè)定裝置 氣相色譜

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明動(dòng)態(tài)法、靜態(tài)法、飽和氣流法、氣相色譜法測(cè)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(shuō)明蒸氣壓與溫度的關(guān)系；(3) 能夠說(shuō)明外壓與液體飽和蒸氣壓的關(guān)系；(4) 能夠說(shuō)明相對(duì)濕度的概念。

(I-10) 黏度(同I-16)

典型實(shí)驗(yàn)：黏度法測(cè)高聚物的相對(duì)分子質(zhì)量[9,15]；無(wú)機(jī)鹽混合溶液黏度的測(cè)定[12]

儀器設(shè)備：烏氏黏度計(jì) 奧氏黏度計(jì)

實(shí)驗(yàn)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(shuō)明毛細(xì)管黏度法、*恩氏黏度法的測(cè)量原理；(3) 能夠測(cè)量聚合物的黏均分子量并說(shuō)明其影響因素。

(I-11) 折射率

典型實(shí)驗(yàn)：乙醇-環(huán)己烷雙液系相圖的繪制[13]；摩爾折射度的測(cè)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(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明阿貝折射儀的工作原理；(2) 能夠說(shuō)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(cè)量折射率的原理并進(jìn)行對(duì)比；(3) 能夠說(shuō)明通過(guò)折射率儀測(cè)量濃度的原理。

(I-12) 比旋光度

典型實(shí)驗(yàn)：旋光度的測(cè)定[16]；蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定[10]

儀器設(shè)備：旋光儀

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明旋光性和旋光度等概念；(2) 能夠說(shuō)明旋光儀的工作原理；(3) 能夠通過(guò)旋光度測(cè)量濃度并說(shuō)明其原理。

(I-13) 消光系數(shù)/摩爾吸光系數(shù)

典型實(shí)驗(yàn)：吸光度的測(cè)定[12,15]

儀器設(shè)備：分光光度計(jì)

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明朗伯-比爾定律及其應(yīng)用前提；(2) 能夠說(shuō)明測(cè)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(shí)驗(yàn)：示差掃描量熱測(cè)定玻璃化轉(zhuǎn)變溫度[17]

儀器設(shè)備：示差掃描量熱儀

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明Tg的物理意義；(2) 能夠說(shuō)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(cè)量Tg的原理；(3) 能夠說(shuō)明Tg對(duì)材料性能的影響。

(I-15) 相對(duì)分子質(zhì)量

(I-15-1) 氣體的相對(duì)分子量

典型實(shí)驗(yàn)：二氧化碳相對(duì)分子量的測(cè)定[18]

儀器設(shè)備：電子天平 錐形瓶

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

(I-15-2) 其他物質(zhì)相對(duì)分子量

典型實(shí)驗(yàn)：凝固點(diǎn)降低法測(cè)相對(duì)分子質(zhì)量[9]；凝固點(diǎn)降低法測(cè)定萘的相對(duì)分子質(zhì)量[7]

儀器設(shè)備：凝固點(diǎn)測(cè)定儀 精密溫度/溫差測(cè)量?jī)x

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明凝固點(diǎn)降低法、沸點(diǎn)升高法、滲透壓法、*擴(kuò)散速率法、*超離心法等方法測(cè)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(cè)物選擇適宜的溶劑和冷卻介質(zhì)；(3) 能夠說(shuō)明研究分子解離或締合現(xiàn)象的原理；(4) 能夠校正過(guò)冷現(xiàn)象的影響。

(I-16) 高分子相對(duì)分子質(zhì)量及其分布

典型實(shí)驗(yàn)：黏度法測(cè)高聚物的相對(duì)分子質(zhì)量[8,9]

儀器設(shè)備：烏氏黏度計(jì)

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 同(I-10)；(2) 能夠說(shuō)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(cè)量分子量的原理；(3) 能夠采用滲透壓計(jì)、凝膠滲透色譜、*光散射光度計(jì)進(jìn)行測(cè)量；(4) 能夠比較不同測(cè)試原理和方法的適用范圍；(5) 能夠說(shuō)明高分子的相對(duì)分子質(zhì)量及其分布對(duì)材料性能的影響。

(I-17) 偏摩爾量

(I-17-1) 偏摩爾體積

典型實(shí)驗(yàn)：乙醇-水/NaCl-水體系偏摩爾體積的測(cè)定[8,11]

儀器設(shè)備：密度瓶 恒溫水浴 電子分析天平 密度計(jì)

實(shí)驗(yàn)建議：說(shuō)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(shí)驗(yàn)：色譜法測(cè)定無(wú)限稀溶液的活度系數(shù)[8]；活度系數(shù)的測(cè)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(jì)

實(shí)驗(yàn)建議：說(shuō)明氣相色譜法測(cè)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(shí)驗(yàn)：醋酸解離常數(shù)的測(cè)定[7]；電導(dǎo)法測(cè)定弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)[10]；用分光光度法測(cè)定弱電解質(zhì)的解離常數(shù)[9]；核磁共振法測(cè)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(jì) 核磁共振譜儀

實(shí)驗(yàn)建議：能夠說(shuō)明電導(dǎo)法、pH法、分光光度法、核磁共振法等測(cè)量平衡常數(shù)的原理。

(I-19) 分配系數(shù)

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

儀器設(shè)備：分光光度計(jì)

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明分配系數(shù)測(cè)量對(duì)物質(zhì)分離操作的重要意義；(2) 能夠說(shuō)明影響分配系數(shù)的因素；(3) 能夠說(shuō)明分配系數(shù)測(cè)定原理與方法；(4) 能夠說(shuō)明萃取操作的重要應(yīng)用；(5) 能夠說(shuō)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(shí)驗(yàn)：色譜法測(cè)定無(wú)限稀溶液的活度系數(shù)[8]；氣相色譜法測(cè)定無(wú)限稀釋溶液的活度系數(shù)[9]；用紫外分光光度計(jì)測(cè)定萘在硫酸銨水溶液中的活度系數(shù)[11]；冰點(diǎn)下降法測(cè)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(cè)定[22]

儀器設(shè)備：凝固點(diǎn)測(cè)定儀 電勢(shì)差計(jì) 分光光度計(jì) 氣相色譜儀

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明通過(guò)凝固點(diǎn)降低、蒸氣壓、熔點(diǎn)降低、沸點(diǎn)升高、滲透壓、電動(dòng)勢(shì)、色譜等方法測(cè)量活度系數(shù)的原理；(2) 能夠說(shuō)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(shuō)明消除活度對(duì)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(shí)驗(yàn)：燃燒熱的測(cè)定[8-13]

儀器設(shè)備：氧彈式量熱計(jì)

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明基準(zhǔn)物質(zhì)選擇的原理，能夠繪制雷諾校正圖并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正；(2) 能夠分析導(dǎo)致燃燒熱測(cè)量誤差的原因并進(jìn)行優(yōu)化；(3) 能夠說(shuō)明通過(guò)可逆電池測(cè)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(cè)量；(5) 能夠?qū)?shí)驗(yàn)進(jìn)行綠色化、實(shí)用化改造，如測(cè)定蔗糖、食品、生物質(zhì)、煤炭等的燃燒熱；(6) 能夠說(shuō)明燃燒熱測(cè)量的意義。

(II-1-2) 溶解熱和反應(yīng)熱

典型實(shí)驗(yàn)：硝酸鉀溶解熱的測(cè)定[13]；溶解熱的測(cè)定[8-11]；反應(yīng)焓的測(cè)定[10]；反應(yīng)熱量計(jì)的應(yīng)用[23]

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

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

＊(II-1-3) 相變熱

典型實(shí)驗(yàn)：聚對(duì)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(jì)

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明示差掃描量熱法測(cè)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(cè)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(shuō)明相變儲(chǔ)能材料的儲(chǔ)能原理。

＊(II-1-4) 吸附熱

典型實(shí)驗(yàn)：氣相色譜法測(cè)定催化劑吸附熱[25]

儀器設(shè)備：氣相色譜儀 氮?dú)怃撈?氮?dú)獗?穩(wěn)壓器 皂膜流量計(jì)

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明測(cè)量吸附熱的意義；(2) 能夠說(shuō)明氣相色譜儀測(cè)定吸附熱的原理。

＊(II-1-5) 氣化熱

典型實(shí)驗(yàn)：飽和蒸氣壓法測(cè)定乙醇的氣化熱[26]

儀器設(shè)備：液體蒸氣壓測(cè)定裝置 數(shù)字式溫度計(jì)

實(shí)驗(yàn)建議：能夠說(shuō)明通過(guò)測(cè)量蒸氣壓隨溫度的變化測(cè)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(shí)驗(yàn)：氨基甲酸銨分解反應(yīng)平衡常數(shù)的測(cè)定[8,11]；氣相反應(yīng)平衡常數(shù)的測(cè)定[9]；合成氨反應(yīng)平衡常數(shù)的測(cè)定[27]

儀器設(shè)備：壓力計(jì) 等壓計(jì) 緩沖瓶 真空泵 低真空測(cè)壓儀 合成氨實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)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(shuō)明測(cè)量各類反應(yīng)平衡常數(shù)的原理和注意事項(xiàng)。

(II-2-2) 液相反應(yīng)平衡常數(shù)

典型實(shí)驗(yàn)：核磁共振法測(cè)定質(zhì)子化反應(yīng)的平衡常數(shù)[9]；分光光度法測(cè)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(cè)定[14]；電導(dǎo)法測(cè)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(cè)定[18]

儀器設(shè)備：分光光度計(jì) 電導(dǎo)率儀 pH計(jì) 核磁共振譜儀

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明分光光度法、電導(dǎo)法、核磁共振法、pH計(jì)法測(cè)定平衡常數(shù)的原理；(2) 能夠說(shuō)明分光光度法測(cè)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(shí)驗(yàn)：配合物組成及不穩(wěn)定常數(shù)的測(cè)定[13]；磺基水楊酸合鐵配合物組成和穩(wěn)定常數(shù)的測(cè)定[8]

儀器設(shè)備：分光光度計(jì)

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明用分光光度法測(cè)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(cè)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(diǎn)-組成圖、熔點(diǎn)-組成圖、溶解度-組成圖

(II-3-1) 沸點(diǎn)-組成圖(T-x圖)

典型實(shí)驗(yàn)：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(diǎn)-組成圖的繪制[8,10]

儀器設(shè)備：蒸餾裝置 阿貝折射儀

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠?qū)囟扔?jì)進(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(diǎn)；(3) 能夠用T-x圖說(shuō)明蒸餾、精餾的原理及其應(yīng)用。

(II-3-2) 熔點(diǎn)-組成圖

典型實(shí)驗(yàn)：二組分簡(jiǎn)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(cè)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(shí)驗(yàn)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(shuō)明相圖中各部分的含義；(3) 能夠根據(jù)相圖預(yù)測(cè)系統(tǒng)組成和變化規(guī)律；(4) 能夠處理步冷過(guò)程中的過(guò)冷現(xiàn)象和氧化現(xiàn)象。

(II-3-3) 溶解度-組成圖

典型實(shí)驗(yàn)：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(shí)驗(yàn)建議：(1) 說(shuō)明實(shí)驗(yàn)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(shuō)明。

(II-4) 熱分析

典型實(shí)驗(yàn)：差熱分析[8,10-13]；CuSO4?5H2O在空氣氣氛中脫水過(guò)程的差熱分析(DTA)測(cè)定[9]；差熱-熱重分析及應(yīng)用[11]；TG/DSC-MS聯(lián)用技術(shù)測(cè)定CaC2O4?H2O熱分解過(guò)程及動(dòng)力學(xué)計(jì)算[11]

儀器設(shè)備：差熱分析儀(DTA) 示差掃描量熱儀(DSC)

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 說(shuō)明差熱分析的原理和參比物的作用；(2) 能夠說(shuō)明熱分析譜圖變化所對(duì)應(yīng)的反應(yīng)或過(guò)程；(3) 說(shuō)明利用DTA進(jìn)行定性定量分析的原理；(4) 說(shuō)明通過(guò)DTA測(cè)量熱力學(xué)性質(zhì)的原理；(5) 能夠拓展DTA的應(yīng)用。

(III) 動(dòng)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(shí)驗(yàn)：蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定[9-13]；乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定[8-13]；丙酮碘化反應(yīng)速率常數(shù)及活化能的測(cè)定(復(fù)雜反應(yīng)、反應(yīng)機(jī)理)[8-10]；比色法研究甲基紫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)[8]；核磁共振法測(cè)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(cè)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(jì) 核磁共振儀 精密酸度計(jì)

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明采用物理量測(cè)量濃度的優(yōu)勢(shì)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(jí)數(shù)反應(yīng)；(4) 能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證反應(yīng)機(jī)理；(5) 能夠說(shuō)明弛豫法測(cè)量對(duì)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(shí)驗(yàn)：量氣法測(cè)定過(guò)氧化氫催化分解反應(yīng)速率常數(shù)[13]；過(guò)氧化氫催化分解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)[10]；催化劑活性的測(cè)定[11]；乙醇脫水制乙烯反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)的測(cè)定[8]；流動(dòng)法測(cè)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(jì) 氣相色譜儀

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠準(zhǔn)確控制和測(cè)量氣體流速；(2) 能夠說(shuō)明表征催化劑活性的主要參數(shù)；(3) 能夠說(shuō)明催化劑活性測(cè)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(shí)驗(yàn)：納米TiO2光催化降解甲基橙[9]；納米TiO2的制備、光催化活性評(píng)價(jià)及催化動(dòng)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(jì)

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明光催化降解污染物的原理及其重要意義；(2) 能夠說(shuō)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(jí)數(shù)

典型實(shí)驗(yàn)：丙酮碘化反應(yīng)速率常數(shù)及活化能的測(cè)定[8]

儀器設(shè)備：分光光度計(jì) 量氣管

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明采用孤立法、嘗試法、作圖法確定反應(yīng)級(jí)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(jí)數(shù)反應(yīng)的可能性及其影響；(4) 能夠說(shuō)明反應(yīng)級(jí)數(shù)測(cè)量對(duì)推測(cè)反應(yīng)機(jī)理的意義。

(III-3) 活化能

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

儀器設(shè)備：同(III-1-1)

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠正確使用Arrhenius圖確定反應(yīng)活化能；(2) 能夠說(shuō)明影響活化能測(cè)量的因素。

(III-4) 米氏常數(shù)

典型實(shí)驗(yàn)：蔗糖酶米氏常數(shù)的測(cè)定[8]；分光光度法測(cè)定蔗糖酶的米氏常數(shù)[15]

儀器設(shè)備：分光光度計(jì) 旋光儀

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明Michaelis-Menten機(jī)理并導(dǎo)出其動(dòng)力學(xué)方程；(2) 通過(guò)線性化方法確定米氏常數(shù)。

(III-5) 自催化

典型實(shí)驗(yàn)：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(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明振蕩反應(yīng)發(fā)生的機(jī)理；(2) 能夠說(shuō)明振蕩反應(yīng)對(duì)非平衡態(tài)、非線性熱力學(xué)研究的意義；(3) 能夠說(shuō)明B-Z振蕩反應(yīng)的影響因素。

(III-6) 反應(yīng)機(jī)理/反應(yīng)分子數(shù)的理論研究

典型實(shí)驗(yàn)：H? + CH4= H2+ CH3?和D? + CH4= HD + CH3?反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算[9]；計(jì)算機(jī)模擬基元反應(yīng)[11,15]；Diels-Alder反應(yīng)速率常數(shù)的計(jì)算[11]

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

實(shí)驗(yàn)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(jì)算模型；(2) 能夠分析計(jì)算過(guò)程中各參數(shù)的含義及對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響；(3) 能夠基于量子化學(xué)計(jì)算從微觀層面說(shuō)明反應(yīng)過(guò)程，形成從微觀角度理解反應(yīng)本質(zhì)的意識(shí)；(4) 能夠通過(guò)量子化學(xué)計(jì)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(guò)渡態(tài)理論描述微觀反應(yīng)過(guò)程。

(III-7) 熱力學(xué)量的理論計(jì)算

典型實(shí)驗(yàn)：甲烷生成熱和燃燒熱的理論計(jì)算[9]

儀器設(shè)備：計(jì)算機(jī) 量化計(jì)算軟件(GaussView, Gaussian)

實(shí)驗(yàn)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(jì)算；(2) 能夠基于理想氣體模型，以統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)方法計(jì)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(jì)算精度和計(jì)算代價(jià)；(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(jì)算方法；(5) 能夠說(shuō)明理論計(jì)算的重要意義。

(IV) 電化學(xué)性質(zhì)

(IV-1) 電導(dǎo)率

典型實(shí)驗(yàn)：電導(dǎo)的測(cè)定及其應(yīng)用[9]；電導(dǎo)法測(cè)定弱電解質(zhì)的解離平衡常數(shù)[10]；電導(dǎo)法測(cè)定難溶鹽的溶解度[13]；電導(dǎo)法測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù)[15]；電導(dǎo)法測(cè)定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度[15]；電導(dǎo)滴定法測(cè)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(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明電導(dǎo)電極選擇的依據(jù)；(2) 能夠說(shuō)明電導(dǎo)測(cè)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(shuō)明電導(dǎo)測(cè)量在在國(guó)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(shí)驗(yàn)：希托夫法測(cè)定離子遷移數(shù)[11,13]；離子遷移數(shù)的測(cè)定——界面法[11,12]

儀器設(shè)備：希托夫管 恒壓電源 遷移管

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明希托夫法、界面移動(dòng)法、電動(dòng)勢(shì)法、分光光度法、*交流阻抗法、*計(jì)時(shí)電流法測(cè)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(guò)程對(duì)測(cè)量的影響及優(yōu)化辦法。

(IV-3) 電池電動(dòng)勢(shì)/電動(dòng)勢(shì)溫度系數(shù)/熱力學(xué)函數(shù)

典型實(shí)驗(yàn)：電動(dòng)勢(shì)法測(cè)定熱力學(xué)函數(shù)[8]；原電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定及原電池?zé)崃W(xué)[10]；電池電動(dòng)勢(shì)法測(cè)定氯化銀的溶度積[13]

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

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠制作電極并合理組裝電池；(2) 能夠說(shuō)明采用電勢(shì)差計(jì)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的原理；(3) 能夠說(shuō)明消除電池中不可逆過(guò)程的原理和方法；(4) 能夠說(shuō)明通過(guò)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)及其溫度系數(shù)測(cè)量熱力學(xué)函數(shù)的原理；(5) 能夠說(shuō)明電化學(xué)方法測(cè)量熱力學(xué)函數(shù)的優(yōu)劣及適用條件。

(IV-4) 電極電勢(shì)

典型實(shí)驗(yàn)：電極電勢(shì)的測(cè)定[11]；難溶鹽AgCl溶度積的測(cè)定[11]；測(cè)定溶液的pH值[11]

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

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

(IV-5) 電勢(shì)-pH圖(Pourbaix圖)

典型實(shí)驗(yàn)：電勢(shì)-pH曲線的測(cè)定[8,9,11,12]

儀器設(shè)備：同(IV-4)

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明圖形化方法的意義；(2) 能夠說(shuō)明電勢(shì)-pH圖中各線、區(qū)、點(diǎn)的物理意義；(3) 能夠根據(jù)電勢(shì)-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(shì)-pH圖說(shuō)明腐蝕防護(hù)原理。

(IV-6) 極化曲線/超電勢(shì)

(IV-6-1) 極化曲線

典型實(shí)驗(yàn)：極化曲線的測(cè)定[11]；極化曲線和氫超電勢(shì)的測(cè)定[10]；碳鋼在碳酸銨溶液中的陽(yáng)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(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)恒電勢(shì)法測(cè)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(shì)

典型實(shí)驗(yàn)：極化曲線和氫超電勢(shì)的測(cè)定[10]；氫超電勢(shì)的測(cè)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(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠利用線性化方法得出Tafel公式并說(shuō)明斜率和截距的物理意義；(2) 能夠說(shuō)明影響超電勢(shì)的主要因素；(3) 能夠用一分為二的觀點(diǎn)分析氫超電勢(shì)的應(yīng)用。

(IV-6-3) 金屬鈍化曲線

典型實(shí)驗(yàn)：鎳在硫酸溶液中的鈍化行為[8]；線性電位掃描法測(cè)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(píng)價(jià)測(cè)定及應(yīng)用[13]

儀器設(shè)備：同(IV-6-1)

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明鈍化曲線各個(gè)階段所對(duì)應(yīng)的表面過(guò)程；(2) 能夠說(shuō)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(qiáng)金屬腐蝕防護(hù)性能領(lǐng)域的應(yīng)用。

(IV-7) 金屬電鍍

典型實(shí)驗(yàn)：金屬的電鍍實(shí)驗(yàn)[28]

儀器設(shè)備：電鍍槽 直流穩(wěn)壓電源

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

(IV-8) 金屬腐蝕與防護(hù)

典型實(shí)驗(yàn)：金屬鐵的鈍化與防腐行為評(píng)價(jià)測(cè)定及應(yīng)用[13]；緩蝕劑、陰極保護(hù)對(duì)碳鋼腐蝕防護(hù)效果的測(cè)定[28]

儀器設(shè)備：電化學(xué)工作站 電導(dǎo)率儀

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)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(shuō)明采用失重法、析氣法、極化曲線法測(cè)量金屬腐蝕速率的原理；(3) 能夠說(shuō)明介質(zhì)、介質(zhì)濃度等對(duì)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(shuō)明防止金屬腐蝕的原理和方法及腐蝕防護(hù)對(duì)國(guó)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(shí)驗(yàn)：最大泡壓法測(cè)定溶液的表面張力[10]；吊環(huán)法測(cè)定溶液的表面張力[30]；毛細(xì)管法[30]、滴重法測(cè)定液體的表面張力[31]

儀器設(shè)備：表面張力儀

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)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(cè)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(shuō)明表面張力產(chǎn)生的原因；(3) 能夠說(shuō)明表面張力的影響因素；(4) 能夠說(shuō)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(shí)驗(yàn)：BET容量法測(cè)定固體比表面積[10,15]；溶液吸附法測(cè)定固體比表面積[13]；固體比表面積的測(cè)定[9]；材料孔結(jié)構(gòu)測(cè)定[32]

儀器設(shè)備：全自動(dòng)物理吸附儀 壓汞儀 分光光度計(jì)

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明BET法、Langmuir法、溶液吸附法、壓汞法測(cè)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(shuō)明增加物質(zhì)比表面積的主要方法及其原理；(4) 能夠說(shuō)明吸附劑再生的原理和方法；(5) 能夠說(shuō)明采用雙電層電容測(cè)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(shí)驗(yàn)：BET容量法測(cè)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(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明容量法、重量法、動(dòng)態(tài)法(色譜法)測(cè)量吸附量的原理；(2) 能夠根據(jù)測(cè)量要求選擇適宜的測(cè)量方法；(3) 能夠比較不同測(cè)量方法的優(yōu)劣及其適用性；(4) 能夠分析影響吸附量測(cè)量的因素；(5) 能夠說(shuō)明增強(qiáng)吸附劑吸附能力的原理和方法。

(V-3-2) 液-固界面

典型實(shí)驗(yàn)：溶液吸附法測(cè)定固體物質(zhì)比表面[13]

儀器設(shè)備：分光光度計(jì)

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明溶液吸附法測(cè)量比表面積的原理；(2) 能夠選擇不同方法測(cè)量金屬離子、揮發(fā)性有機(jī)物、生物分子等的吸附量；(3) 能夠分析影響吸附量測(cè)量的因素；(4) 能夠設(shè)計(jì)吸附方案處理重金屬離子、有機(jī)揮發(fā)物等污染。

(V-4) 溶液表面過(guò)剩濃度

典型實(shí)驗(yàn)：溶液中的吸附作用和表面張力的測(cè)定[9]

儀器設(shè)備：表面張力儀(最大氣泡壓力法)

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明測(cè)量溶液表面過(guò)剩量的原理；(2) 能夠說(shuō)明表面過(guò)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(shuō)明表面過(guò)剩量隨濃度的變化趨勢(shì)。

(V-5) 膠體電泳速率/淌度/電動(dòng)電勢(shì)

典型實(shí)驗(yàn)：Fe(OH)3溶膠的制備及ζ電勢(shì)測(cè)定[13]；溶膠的制備及ζ電勢(shì)與電解質(zhì)聚沉值的測(cè)定[10]；膠體電泳速度的測(cè)定[9]；電滲 電泳實(shí)驗(yàn)[15]

儀器設(shè)備：電泳儀 *顯微電泳儀

實(shí)驗(yàn)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(píng)估膠體粒子的帶電性質(zhì)，說(shuō)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(jì)納米粒子制備方法，說(shuō)明納米材料在疾病檢測(cè)、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(shí)驗(yàn)：表面活性劑的類型鑒別及臨界膠束濃度CMC的測(cè)定[10]；電導(dǎo)法測(cè)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(cè)定[8]

儀器設(shè)備：表面張力儀 電導(dǎo)率儀

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)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(cè)量CMC的原理；(2) 能夠說(shuō)明影響臨界膠束濃度的因素；(3) 能夠說(shuō)明臨界膠束濃度測(cè)量的意義與應(yīng)用。

(V-7) 接觸角/潤(rùn)濕角

典型實(shí)驗(yàn)：固-液界面接觸角的測(cè)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(cè)量?jī)x

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明影像分析法、力測(cè)量法、*插板法、*透過(guò)測(cè)量法測(cè)量接觸角的原理；(2) 能夠分析影響接觸角的因素；(3) 能夠運(yùn)用接觸角測(cè)量正確評(píng)估固液界面性質(zhì)；(4) 能夠設(shè)計(jì)方案解決玻璃防霧、固體表面疏水處理等實(shí)際問題。

(V-8) 流變性質(zhì)

典型實(shí)驗(yàn)：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(jì)

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測(cè)量原理；(2) 能夠根據(jù)流變曲線判定流體特性；(3) 能夠說(shuō)明流體結(jié)構(gòu)組成與流變參數(shù)的關(guān)系；(4) 能夠說(shuō)明流體特性研究在設(shè)計(jì)瀝青、潤(rùn)滑油等產(chǎn)品，評(píng)價(jià)品質(zhì)中的應(yīng)用。

(V-9) 粒度/粒徑

典型實(shí)驗(yàn)：粒度測(cè)定[11]

儀器設(shè)備：激光粒度儀 超聲波清洗器

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明粒度測(cè)量的原理；(2) 能夠說(shuō)明影響粒度測(cè)量的因素；(3) 能夠列舉其他測(cè)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(shí)驗(yàn)：磁化率的測(cè)定[9,10,12,13,15]

儀器設(shè)備：古埃磁天平 特斯拉計(jì)

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)明古埃(Gouy)法測(cè)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(jì)算化合物的永久磁矩和未成對(duì)電子數(shù)；(4) 能夠根據(jù)未成對(duì)電子數(shù)判斷配鍵類型；(5) 能夠分析影響實(shí)驗(yàn)測(cè)量準(zhǔn)確度的因素。

(VI-2) 偶極矩

典型實(shí)驗(yàn)：偶極矩測(cè)量[8-10,12,13]；溶液法測(cè)定極性分子的偶極矩[15]

儀器設(shè)備：小電容測(cè)量?jī)x(介電常數(shù)測(cè)量?jī)x) 阿貝折射儀 偶極矩儀 密度管

實(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)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(cè)量分子偶極矩的實(shí)驗(yàn)原理；(2) 能夠?qū)ε紭O矩測(cè)量誤差進(jìn)行分析；(3) 能夠說(shuō)明測(cè)量偶極矩對(duì)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(shí)驗(yàn)：配合物組成及不穩(wěn)定常數(shù)的測(cè)定[13]；磺基水楊酸合鐵配合物組成和穩(wěn)定常數(shù)的測(cè)定[7]

儀器設(shè)備：分光光度計(jì)

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

(VI-4) 晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)

典型實(shí)驗(yàn)：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(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)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(cè)量晶體參數(shù)的原理；(2) 能夠說(shuō)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(jì)算晶胞常數(shù)；(4) 能夠計(jì)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(duì)樣品進(jìn)行物相分析；(6) 能夠分析實(shí)驗(yàn)誤差。

(VI-5) 分子微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)

典型實(shí)驗(yàn)：紅外光譜測(cè)定HCl的結(jié)構(gòu)參數(shù)[8,9]；紅外光譜法測(cè)定簡(jiǎn)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(shí)驗(yàn)建議：(1) 能夠說(shuō)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(jì)算解離能、轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)誤差。

4 物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)建議

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(duì)復(fù)雜，又不宜占用大量實(shí)驗(yàn)時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)和練習(xí)，建議各高校通過(guò)建設(shè)線上資源，使用操作視頻、原理講解視頻、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)等教學(xué)資源，推動(dòng)學(xué)生以自主學(xué)習(xí)的方式提前掌握并通過(guò)考核。另外，由于物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理相對(duì)復(fù)雜，臨時(shí)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(guò)課外自主學(xué)習(xí)的方式提前掌握。即物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該走在信息化建設(shè)的前列，充分利用計(jì)算機(jī)、軟件和信息化平臺(tái)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(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

此外，為了增強(qiáng)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(jì)實(shí)驗(yàn)、團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)，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(jì)大學(xué)王曉崗高級(jí)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: