华北理工大学：《物理化学-A实验》课程教学大纲

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物理化学-A实验课程名称：课程编号：H04SP009必修课英文名称：PhysicalChemistryExperimentA课程属性：322.0学时：学分：无机化学3、4开课学期：先修课程：环境工程、无机非金属材料工程、材料化学、高分子材料与工程、冶金工程适用专业：物理化学A对应理论课一、课程简介物理化学实验是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相互衔接，构成化工专业完整的实验教学体系。物理化学实验课程在理解、检验化学学科的基本理论，掌握、运用化学中基本的物理方法和技能，训练设计科学的实验方法，培养科学思维和综合分析解决问题的能力，引导学生自觉学习，树立科学的世界观、方法论有着重要的作用。其主要目的是使学生初步了解物理化学的研究方法，掌握物理化学的基本实验技术和技能，学会重要的物理化学性能测定，熟悉物理化学实验现象的观察和记录，实验条件的判断和选择，实验数据的测量和处理，实验结果的分析和归纳等一套严谨的实验方法，从而加深对物理化学基本理论的理解，增强解决实际化学问题的能力。通过实验，使学生掌握物理化学实验基本理论和技术。通过实验，帮助学生加深对物理化学课程中基本理论的理解，培养运用基本理论的能力。培养学生进行物理化学科学研究的初步能力。培养学生严格的、科学的实验态度和实验方法。二、实验项目设置及学时分配项目学时每组项目名称实验开出备注序号分配人数类型要求42验证性必做1碳酸钙分解压的测定必做252验证性乙醇物性常数的测定330必做凝固点降低法测定摩尔质量验证性52必做A二元凝聚物系相图验证性42验证性必做5电动势及电极电势的测定32必做6溶液表面吸附及表面张力的测定验证性742验证性必做过氧化氢的催化分解4必做8乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定2验证性总学时：32选做学时：0三、实验内容、教学要求和所用设备实验项目1：碳酸钙分解压的测定（必做）1、教学内容（1）用静态法测定碳酸钙在不同温度下的分解压。（2）计算在一定温度范围内的碳酸钙分解反应热的平均值。（3）计算标准大气压下碳酸钙的分解温度。2、教学目标（1）了解一种测定平衡压力的方法一一静态法。（2）掌握中、高温的控制和测温方法。（3）初步掌握普通真空操作技术。3、仪器、材料电阻炉温度控制器、管式电阻炉、精密数字压力计、循环水式多用真空泵、石英管、瓷舟、缓冲瓶、三通阀等；粉状碳酸钙（A.R.）4、实验报告或作业书写实验报告，要求报告内容完整，条理清楚，文字简练，结论明确，书写整洁。实验项目2：乙醇物性常数的测定（必做）1、教学内容（1）用静态法测定不同温度下无水乙醇的饱和蒸气压。（2）根据实验数据作出P对T的曲线图及对的图，计算乙醇的摩尔气化热

课程名称：物理化学-A实验课程编号： H04SP009 英文名称： Physical Chemistry Experiment A 课程属性：必修课学时： 32 学分： 2.0 开课学期： 3 、4 先修课程：无机化学适用专业：环境工程、无机非金属材料工程、材料化学、高分子材料与工程、冶金工程对应理论课物理化学A 一、课程简介物理化学实验是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相互衔接，构成化工专业完整的实验教学体系。物理化学实验课程在理解、检验化学学科的基本理论，掌握、运用化学中基本的物理方法和技能，训练设计科学的实验方法，培养科学思维和综合分析解决问题的能力，引导学生自觉学习，树立科学的世界观、方法论有着重要的作用。其主要目的是使学生初步了解物理化学的研究方法，掌握物理化学的基本实验技术和技能，学会重要的物理化学性能测定，熟悉物理化学实验现象的观察和记录，实验条件的判断和选择，实验数据的测量和处理，实验结果的分析和归纳等一套严谨的实验方法，从而加深对物理化学基本理论的理解，增强解决实际化学问题的能力。通过实验，使学生掌握物理化学实验基本理论和技术。通过实验，帮助学生加深对物理化学课程中基本理论的理解，培养运用基本理论的能力。培养学生进行物理化学科学研究的初步能力。培养学生严格的、科学的实验态度和实验方法。二、实验项目设置及学时分配项目序号项目名称学时分配每组人数实验类型开出要求备注 1 碳酸钙分解压的测定 4 2 验证性必做 2 乙醇物性常数的测定 5 2 验证性必做 3 凝固点降低法测定摩尔质量 3 0 验证性必做 4 二元凝聚物系相图 5 2 验证性必做 5 电动势及电极电势的测定 4 2 验证性必做 6 溶液表面吸附及表面张力的测定 3 2 验证性必做 7 过氧化氢的催化分解 4 2 验证性必做 8 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定 4 2 验证性必做总学时： 32 选做学时： 0 三、实验内容、教学要求和所用设备实验项目1：碳酸钙分解压的测定（必做） 1、教学内容（1）用静态法测定碳酸钙在不同温度下的分解压。（2）计算在一定温度范围内的碳酸钙分解反应热的平均值。（3）计算标准大气压下碳酸钙的分解温度。 2、教学目标（1）了解一种测定平衡压力的方法——静态法。（2）掌握中、高温的控制和测温方法。（3）初步掌握普通真空操作技术。 3、仪器、材料电阻炉温度控制器、管式电阻炉、精密数字压力计、循环水式多用真空泵、石英管、瓷舟、缓冲瓶、三通阀等；粉状碳酸钙（A.R.） 4、实验报告或作业书写实验报告，要求报告内容完整，条理清楚，文字简练，结论明确，书写整洁。实验项目2：乙醇物性常数的测定（必做） 1、教学内容（1）用静态法测定不同温度下无水乙醇的饱和蒸气压。（2）根据实验数据作出P对T的曲线图及对的图，计算乙醇的摩尔气化热

（3）用毛细管法测定无水7醇的粘度。2、教学目标（1）掌握静态法测定液体饱和蒸气压的原理和操作方法。（2）理解纯液体的蒸气压与温度的关系（外压与沸点的关系）、克劳修斯-克拉贝龙（Clausius-Clapeyron）方程的意义。（3）学会求平均摩尔气化热。（4）掌握恒温槽、数字压力计、真空泵的便用方法及注意事项。（5）掌握用乌氏粘度计测量溶液粘度的方法。（6）了解粘度的物理意义，测定原理和方法。3、仪器、材料饱和蒸气压测定仪、玻璃恒温水浴、不锈钢缓冲储气罐、循环水式多用真空泵、冷凝管、平衡管等：蒸馏水、无水乙醇（A.R.）4、实验报告或作业书写实验报告，要求报告内容完整，条理清楚，文字简练，结论明确，书写整洁。实验项目3：凝固点降低法测定摩尔质量（必做）1、教学内容（1）测量溶剂苯及不同比例萘苯混合溶液的凝固点。（2）得出苯在溶液中凝固点降低值。（3）计算出溶质萘的摩尔质量。2、教学目标（1）掌握溶液凝固点的测定技术，加深对稀溶液依数性的理解。（2）学会用凝固点降低法测定茶的摩尔质量。（3）掌握数字温差计的使用方法。3、仪器、材料凝固点降低实验装置、数字温差计、电子天平：苯(A.R.）茶(A.R.)4、实验报告或作业书写实验报告，要求报告内容完整，条理清楚，文字简练，结论明确，书写整洁。实验项目4：二元凝聚物系相图（必做）1、教学内容（1）应用热分析法记录Sn-Pb物系的不同样品加热融化后在降温过程的温度变化。（2）做出Sn-Pb物系各样品的冷却曲线。（3）根据冷却曲线绘制Sn-Pb二元凝聚物系相图。2、教学目标（1）了解热分析法的测量技术。（2）熟悉数字控温仪和可控温升降电炉的使用。（3）掌握热分析法绘制Pb-Sn合金相图的方法。3、仪器、材料数字控温仪、可控温升降电炉；Pb-Sn合金（按w(Sn)%计）：0、30、61.9、80、1004、实验报告或作业书写实验报告，要求报告内容完整，条理清楚，文字简练，结论明确，书写整洁。实验项目5：电动势及电极电势的测定（必做）1、教学内容分别组装并测定下列三组原电池的电动势：a:Hg,Hg2CI2|KCI(饱和)H+(待定)，QH2Q/Pt测出电池的电动势Ea，求室温下盐酸溶液的PH值。b:Hg，Hg2CI2|KCI(饱和)AgNO3(0.02mol/L)|Ag测出电池的电动势Eb，求室温下银电极的电极电势。c: Ag,AgCI KCl(0.02mol/L)lAgNO3(0.02mol/L) T Ag测出电池的电动势Ec，求室温下难溶盐氯化银的溶度积。2、教学目标（1）了解对消法测原电池电动势的基本原理、仪器构造。（2）熟悉数字式电位差计的使用方法。3、仪器、材料数字电位差综合测定仪、饱和甘汞电极、铂电极、银电极、氯化银电极、盐桥、电池杯；KCI(饱和）、HCl(0.1000mol/L)、醌、氢醒、AgNO3(0.0200mol/L)、KCl（0.0200mol/L）、NH4NO3、琼脂。4、实验报告或作业书写实验报告，要求报告内容完整，条理清楚，文字简练，结论明确，书写整洁。实验项目6：溶液表面吸附及表面张力的测定（必做）

（3）用毛细管法测定无水乙醇的粘度。 2、教学目标（1）掌握静态法测定液体饱和蒸气压的原理和操作方法。（2）理解纯液体的蒸气压与温度的关系（外压与沸点的关系）、克劳修斯-克拉贝龙（ClausiusClapeyron）方程的意义。（3）学会求平均摩尔气化热。（4）掌握恒温槽、数字压力计、真空泵的使用方法及注意事项。（5）掌握用乌氏粘度计测量溶液粘度的方法。（6）了解粘度的物理意义、测定原理和方法。 3、仪器、材料饱和蒸气压测定仪、玻璃恒温水浴、不锈钢缓冲储气罐、循环水式多用真空泵、冷凝管、平衡管等；蒸馏水、无水乙醇（A.R.） 4、实验报告或作业书写实验报告，要求报告内容完整，条理清楚，文字简练，结论明确，书写整洁。实验项目3：凝固点降低法测定摩尔质量（必做） 1、教学内容（1）测量溶剂苯及不同比例萘苯混合溶液的凝固点。（2）得出苯在溶液中凝固点降低值。（3）计算出溶质萘的摩尔质量。 2、教学目标（1）掌握溶液凝固点的测定技术，加深对稀溶液依数性的理解。（2）学会用凝固点降低法测定萘的摩尔质量。（3）掌握数字温差计的使用方法。 3、仪器、材料凝固点降低实验装置、数字温差计、电子天平；苯（A.R.）、萘（A.R.） 4、实验报告或作业书写实验报告，要求报告内容完整，条理清楚，文字简练，结论明确，书写整洁。实验项目4：二元凝聚物系相图（必做） 1、教学内容（1）应用热分析法记录Sn-Pb物系的不同样品加热融化后在降温过程的温度变化。（2）做出Sn-Pb物系各样品的冷却曲线。（3）根据冷却曲线绘制Sn-Pb二元凝聚物系相图。 2、教学目标（1）了解热分析法的测量技术。（2）熟悉数字控温仪和可控温升降电炉的使用。（3）掌握热分析法绘制Pb-Sn合金相图的方法。 3、仪器、材料数字控温仪、可控温升降电炉； Pb-Sn合金（按w(Sn)﹪计）：0、30、61.9、80、100 4、实验报告或作业书写实验报告，要求报告内容完整，条理清楚，文字简练，结论明确，书写整洁。实验项目5：电动势及电极电势的测定（必做） 1、教学内容分别组装并测定下列三组原电池的电动势： a: Hg, Hg2Cl2︱KCl(饱和)‖H+(待定)，QH2Q︱Pt 测出电池的电动势Ea，求室温下盐酸溶液的PH值。 b: Hg, Hg2Cl2︱KCl(饱和)‖AgNO3(0.02mol/L)︱Ag 测出电池的电动势Eb，求室温下银电极的电极电势。 c: Ag,AgCl︱KCl(0.02mol/L)‖AgNO3(0.02mol/L)︱Ag 测出电池的电动势Ec，求室温下难溶盐氯化银的溶度积。 2、教学目标（1）了解对消法测原电池电动势的基本原理、仪器构造。（2）熟悉数字式电位差计的使用方法。 3、仪器、材料数字电位差综合测定仪、饱和甘汞电极、铂电极、银电极、氯化银电极、盐桥、电池杯； KCl(饱和)、HCl(0.1000mol/L)、醌、氢醌、AgNO3(0.0200mol/L)、KCl（0.0200mol/L）、NH4NO3、琼脂。 4、实验报告或作业书写实验报告，要求报告内容完整，条理清楚，文字简练，结论明确，书写整洁。实验项目6：溶液表面吸附及表面张力的测定（必做）

1、教学内容（1）用最大泡压法测定水和不同浓度乙醇溶液的最大泡压。（2）计算不同浓度乙醇溶液的表面张力，做出一条表面张力对浓度的曲线图。（3）根据曲线上指定浓度的点，作其切线图解法求其吸附量，画出吸附量对浓度的等温吸附曲线。2、教学目标（1）了解最大泡压法测溶液表面张力的基本原理。（2）熟悉数字微压差计和表面张力测定仪的使用。（3）掌握不同浓度乙醇表面张力的测定，学会图解法计算吸附量。3、仪器、材料数字式微压差测定仪、表面张力仪（玻璃）；蒸馏水、无水乙醇（A.R.）4、实验报告或作业书写实验报告，要求报告内容完整，条理清楚，文字简练，结论明确，书写整洁。实验项目7：过氧化氢的催化分解（必做）1、教学内容（1）用量气法测定过氧化氢催化分解放出一定体积的氧气所需时间，用图解法求解反应速率常数k。（2）分别改变反应物浓度和催化剂浓度，验证反应速率常数k、t1/2与反应物浓度无关，与催化剂浓度成正比，验证其为一级反应。2、教学目标（1）熟悉量气法测定过氧化氢催化分解反应速率的方法。（2）学会用图解法求一级反应的速率常数。（3）了解一级反应的特征：一级反应速率常数k、t1/2与反应物浓度无关，与催化剂浓度成正比。3、仪器、材料控温磁力搅拌器、量气管、平衡管、秒表、移液管：H202（1.2-1.5mol/L）、KMnO4(0.0200mol/L)、KI(0，0500mol/L、0.1000mol/L)、H2S04(3mol/L)）4、实验报告或作业书写实验报告，要求报告内容完整，条理清楚，文字简练，结论明确，书写整洁。实验项目8：乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定（必做）1、教学内容（1）电导法测定乙酸乙酯皂化反应在不同时刻的电导率。（2）通过反应中不同时刻电导率的变化间接表示反应物浓度的变化。（3）用图解法求解二级反应的速率常数k，验证其为二级反应。2、教学自标（1）了解二级反应的特点，学会用图解法求解二级反应的速率常数。（2）熟悉电导率仪的使用。（3）掌握乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定。3、仪器、材料电导率仪、超级恒温水浴、秒表、电导池、移液管；新鲜配制：NaOH(0.0200mol/L)、NaOH(0.0100mol/L)、CH3CO0C2H5(0.0200mol/L)、CH3COONa(0.0100mol/L)。4、实验报告或作业书写实验报告，要求报告内容完整，条理清楚，文字简练，结论明确，书写整洁。四、考核方式及要求考查。成绩包括实验中表现和综合考核两部分。实验中表现考核内容包括：迟到现象、态度、纪律；综合成绩考核内容包括：预习报告情况、实验中操作情况、实验数据情况、实验报告内容（实验目的、原理、仪器药品、操作步骤、数据处理及分析），实验综合考核成绩在实验报告中给出。按照“实验成绩一平时成绩×20%十报告成绩×80%公式计算实验成绩。五、主要仪器设备序号设备型号实验室数量设备名称(台/套)化工楼161电阻炉温度控制器管式电阻炉精KSYD-6.3-12(16)Z SK2-1-密数字压力计循环水式多用真空10H DP-A SHZ-D (II)泵2饱和蒸气压测定仪玻璃恒温水化工楼16ZP-BB ZH-2B SHZ-D (III)浴不锈钢缓冲储气罐循环水式多用真空泵

1、教学内容（1）用最大泡压法测定水和不同浓度乙醇溶液的最大泡压。（2）计算不同浓度乙醇溶液的表面张力，做出一条表面张力对浓度的曲线图。（3）根据曲线上指定浓度的点，作其切线图解法求其吸附量，画出吸附量对浓度的等温吸附曲线。 2、教学目标（1）了解最大泡压法测溶液表面张力的基本原理。（2）熟悉数字微压差计和表面张力测定仪的使用。（3）掌握不同浓度乙醇表面张力的测定，学会图解法计算吸附量。 3、仪器、材料数字式微压差测定仪、表面张力仪（玻璃）; 蒸馏水、无水乙醇（A.R.） 4、实验报告或作业书写实验报告，要求报告内容完整，条理清楚，文字简练，结论明确，书写整洁。实验项目7：过氧化氢的催化分解（必做） 1、教学内容（1）用量气法测定过氧化氢催化分解放出一定体积的氧气所需时间，用图解法求解反应速率常数k。（2）分别改变反应物浓度和催化剂浓度，验证反应速率常数k、t1/2与反应物浓度无关，与催化剂浓度成正比，验证其为一级反应。 2、教学目标（1）熟悉量气法测定过氧化氢催化分解反应速率的方法。（2）学会用图解法求一级反应的速率常数。（3）了解一级反应的特征：一级反应速率常数k、t1/2与反应物浓度无关，与催化剂浓度成正比。 3、仪器、材料控温磁力搅拌器、量气管、平衡管、秒表、移液管； H2O2（1.2-1.5mol/L）、KMnO4(0.0200mol/L)、KI(0，0500mol/L、0.1000mol/L)、H2SO4(3mol/L) 4、实验报告或作业书写实验报告，要求报告内容完整，条理清楚，文字简练，结论明确，书写整洁。实验项目8：乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定（必做） 1、教学内容（1）电导法测定乙酸乙酯皂化反应在不同时刻的电导率。（2）通过反应中不同时刻电导率的变化间接表示反应物浓度的变化。（3）用图解法求解二级反应的速率常数k，验证其为二级反应。 2、教学目标（1）了解二级反应的特点，学会用图解法求解二级反应的速率常数。（2）熟悉电导率仪的使用。（3）掌握乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定。 3、仪器、材料电导率仪、超级恒温水浴、秒表、电导池、移液管；新鲜配制：NaOH(0.0200mol/L)、 NaOH(0.0100mol/L)、CH3COOC2H5 (0.0200mol/L)、 CH3COONa(0.0100mol/L)。 4、实验报告或作业书写实验报告，要求报告内容完整，条理清楚，文字简练，结论明确，书写整洁。四、考核方式及要求考查。成绩包括实验中表现和综合考核两部分。实验中表现考核内容包括：迟到现象、态度、纪律；综合成绩考核内容包括：预习报告情况、实验中操作情况、实验数据情况、实验报告内容（实验目的、原理、仪器药品、操作步骤、数据处理及分析），实验综合考核成绩在实验报告中给出。按照“实验成绩＝平时成绩×20％＋报告成绩×80％ ”公式计算实验成绩。五、主要仪器设备序号设备名称设备型号实验室数量 (台/套) 1 电阻炉温度控制器管式电阻炉精密数字压力计循环水式多用真空泵 KSYD-6.3-12(16)Z SK2-1- 10H DP-A SHZ-D（Ⅲ）化工楼 16 2 饱和蒸气压测定仪玻璃恒温水浴不锈钢缓冲储气罐循环水式多用真空泵 ZP-BB ZH-2B SHZ-D（Ⅲ）化工楼 16

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