7.2 化石能源的合理利用（第一课时） 教学设计---2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

本文围绕“化石能源的合理利用”展开，介绍化石能源形成、组成、性质及合理利用等核心知识。承接生活中能源使用背景，为能源开发利用相关学习奠基，呼应能源主题。通过实验探究、资料分析等环节，渗透化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任等核心素养。 本设计创新点在于结合生活实例与图表数据，采用直观演示、小组讨论等教法。既提升学生对能源问题的批判性思维，又为教师提供清晰授课路径，有效增强课堂互动性，助力突破教学难点。

九年级化学上册同步备课系列（人教版2024） 第七单元 能源的合理利用与开发 化石能源的合理利用（第一课时）（教学设计） 姓名：___________ 班级：__________ 时间：__________ 【新课标要求】 认识化石能源是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化形成的，是不可再生能源。 了解化石能源（煤、石油、天然气）的组成元素、主要成分及性质，知道其在生活和生产中的广泛应用。 通过实验探究和讨论，认识化学反应中的能量变化，理解化石能源作为重要能源的本质，即利用化学反应释放的能量。 认识合理开采和节约使用化石能源的重要性，树立节约能源和保护环境的意识。 【学习目标】 学生能够准确说出三大化石能源（煤、石油、天然气）的名称，知道它们是人类重要的自然资源，对人类生活起着至关重要的作用。 清晰阐述化石能源的形成过程，理解其不可再生性，并能举例说明。 详细描述煤、石油、天然气的组成元素、主要成分，以及石油炼制出的几种主要产品（如汽油、柴油、煤油等）及其用途。 正确书写甲烷燃烧的化学方程式，掌握甲烷的物理性质和化学性质。 【重难点】 化石能源的形成过程、不可再生性及对人类生活的重要作用。 煤、石油、天然气的组成元素、主要成分及用途。 石油炼制的原理及主要产品。 甲烷的性质及燃烧实验。 【课前预习——你相当可以】 查阅资料，了解生活中常见的燃料有哪些，它们分别属于哪种能源类型（化石能源、可再生能源等）。思考这些燃料在使用过程中对环境有哪些影响。 阅读教材中关于化石能源形成过程的内容，尝试用自己的语言描述煤、石油、天然气是如何形成的。 预习教材中有关煤、石油、天然气组成和性质的部分，标记出不理解的地方，准备课堂提问。 思考如果化石能源被过度开采和不合理使用，会给人类社会带来哪些问题。 【新课教学】 （一）导入新课 【教师活动】展示一些生活中常见的场景，如家庭做饭、汽车行驶、工厂生产等，提问：在这些场景中，我们都用到了哪些能源来获取能量？引导学生思考并回答。 【学生活动】观察图片，积极思考并回答问题，列举出如煤气、天然气、汽油、柴油等常见能源。 【教师引导】这些我们生活中常用的能源，很多都来自于化石能源。那么，什么是化石能源？它们是如何形成的？又有哪些重要的用途呢？今天，就让我们一起来深入学习课题 2—— 化石能源的合理利用。 （二）推进新课 1. 化石能源的形成与不可再生性 【教师活动】播放一段关于化石能源形成过程的科普视频，视频中展示古代生物在漫长的地质年代中，经过地壳运动、高温高压等作用逐渐形成煤、石油和天然气的过程。播放结束后，结合视频内容，详细讲解化石能源的形成原理。 【教师讲解】同学们，化石能源是由古代生物的遗骸经过一系列极其复杂的变化形成的。在远古时期，大量的植物和动物死亡后，它们的遗体被埋在地下。随着时间的推移，这些遗体上面覆盖了越来越厚的沉积物。在地下深处，高温、高压以及微生物的作用下，经过数百万年甚至数亿年的漫长过程，逐渐转化为了我们现在所使用的煤、石油和天然气。 【教师提问】既然化石能源的形成需要如此漫长的时间，那么大家想一想，它属于可再生能源还是不可再生能源呢？为什么？ 【学生活动】认真观看视频，倾听教师讲解，思考问题并回答：化石能源属于不可再生能源，因为它的形成需要漫长的地质年代，远远超出了人类的时间尺度，一旦被开采使用，在短时间内无法再次形成。 【教师总结】非常正确。化石能源是不可再生能源，这就意味着我们必须要合理开采和节约使用它们，否则，终有一天，这些宝贵的能源将会枯竭，给人类社会的发展带来巨大的挑战。 2. 煤和石油 【教师活动】展示一块煤和一瓶石油样品，让学生观察它们的外观特征，并提问：大家仔细观察，煤和石油在外观上有什么特点？ 【学生活动】观察煤和石油样品，描述它们的外观特征，如煤是黑色的固体，有光泽，质地较硬；石油是黏稠的液体，颜色从黑色到棕色不等，有特殊气味。 【教师讲解】煤是一种复杂的混合物，主要含有碳元素，此外还含有氢、氧、氮、硫等元素。它被誉为 “工业的粮食”，在工业生产和日常生活中都有着广泛的应用。比如，我们可以利用煤燃烧产生的热量来发电、取暖，还可以将煤作为化工原料，生产出焦炭、煤焦油、煤气等重要的化工产品。 【教师提问】那大家知道煤是如何被加工成这些化工产品的吗？ 【学生活动】思考问题，部分学生可能回答通过燃烧等方式，教师进行引导和纠正。 【教师讲解】将煤隔绝空气加强热，这种加工方法叫做煤的干馏。在干馏过程中，煤会发生化学变化，分解成焦炭、煤焦油、焦炉煤气等多种物质。这一过程就像是把煤这个 “大宝藏” 进行了一次深度挖掘和重新组合，得到了许多对我们非常有用的产品。 【教师活动】接下来，我们再看看石油。石油主要含有碳和氢两种元素，是一种重要的 “工业血液”。它同样是一种混合物，其组成成分比煤更为复杂。石油经过炼制，可以得到多种燃料和化工原料。 【教师展示】展示石油炼制过程的示意图，讲解石油炼制的原理：利用石油中各成分沸点的不同，通过加热和冷凝的方法，将石油分离成不同沸点范围的产品，这个过程叫做石油的分馏。分馏是一种物理变化，因为在这个过程中，石油只是根据沸点不同被分离成了不同的成分，并没有生成新的物质。 【教师提问】大家能说出一些石油炼制后的常见产品及其用途吗？ 【学生活动】结合生活经验和预习知识，回答问题，如汽油用于汽车燃料，柴油用于拖拉机、卡车等大型车辆的燃料，煤油可用于飞机燃料、照明等，润滑油用于机械的润滑等。 3. 天然气 【教师活动】展示一些天然气开采和使用的图片，提问：在我们的生活中，很多家庭都使用天然气作为燃料，那你们知道天然气的主要成分是什么吗？ 【学生活动】回答：天然气的主要成分是甲烷。 【教师讲解】没错，天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的成分就是甲烷，甲烷是一种无色、无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。接下来，我们通过实验来更深入地了解甲烷的性质。 【教师演示】实验：甲烷的燃烧实验。首先，检查甲烷气体的纯度（强调点燃可燃性气体前必须检验纯度的重要性，防止发生爆炸）。然后，点燃从贮气瓶中导出的甲烷气体，在火焰上方罩一个干燥的冷烧杯，让学生观察现象。 【学生活动】认真观察实验现象，看到甲烷燃烧产生明亮的蓝色火焰，干燥的冷烧杯内壁出现水雾。 【教师提问】大家观察到烧杯内壁有水雾出现，这说明了什么呢？ 【学生活动】思考并回答：说明甲烷燃烧生成了水。 【教师活动】接着，迅速把烧杯倒转过来，向烧杯内注入少量澄清石灰水，振荡，让学生继续观察现象。 【学生活动】观察到澄清石灰水变浑浊。 【教师提问】澄清石灰水变浑浊，又能说明什么呢？ 【学生活动】回答：说明甲烷燃烧生成了二氧化碳。 【教师总结】通过这个实验，我们可以得出结论：甲烷燃烧生成了水和二氧化碳。根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，所以我们可以推断出甲烷中一定含有碳元素和氢元素。其燃烧的化学方程式为： 【教师拓展】在我国农村，人们常常利用秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物在密闭的沼气池中发酵产生沼气，沼气的主要成分也是甲烷。沼气作为一种清洁能源，既解决了农村的燃料问题，又改善了农村的环境卫生。此外，在海底还蕴藏着大量的可燃冰，其主要成分是甲烷水合物。可燃冰具有热值高、储量巨大等优点，有望成为未来的新能源。但目前可燃冰的开发和利用还面临一些技术难题和环境风险，需要科学家们进一步研究和探索。 4. 合理利用与开发化石能源 【教师活动】展示我国化石能源储量和年产量的相关数据图表，以及世界化石能源可开采年限的预测图表，引导学生观察并思考问题：从这些图表中，我们能得到什么信息？如果按照目前的开采速度，化石能源还能使用多久？这对我们人类社会的发展意味着什么？ 【学生活动】观察图表，分析数据，思考问题并进行小组讨论。每个小组推选一名代表进行发言，阐述小组讨论的结果。 【学生回答示例】从图表中可以看出，我国的化石能源储量虽然丰富，但年产量也很大，按照目前的开采速度，煤、石油和天然气在未来几十年到几百年内可能会面临枯竭。这说明我们必须要重视化石能源的合理利用和开发，否则将会影响到人类社会的可持续发展。 【教师总结】同学们分析得非常到位。化石能源是我们目前主要的能源来源，但它们是有限的且不可再生。如果我们继续毫无节制地开采和使用，很快就会面临能源危机。因此，我们一方面要合理开采、节约使用化石能源，比如在日常生活中，随手关灯、合理设置空调温度、选择公共交通出行等，从身边的小事做起，减少能源消耗；另一方面，我们还要大力研究和开发新能源，如太阳能、风能、水能、核能等，以缓解能源压力，减少对环境的污染。 （三）课堂小结 【教师活动】引导学生回顾本节课所学的主要内容，提问：通过今天的学习，大家都有哪些收获呢？ 【学生活动】积极发言，总结本节课的重点知识，如化石能源的形成、不可再生性，煤、石油、天然气的组成和用途，甲烷的性质和燃烧实验，以及合理利用和开发化石能源的重要性等。 【教师总结】同学们总结得都很好。今天我们认识了化石能源，了解到它们是人类重要的自然资源，但由于其不可再生性，我们必须要合理开采和节约使用。同时，我们还要关注新能源的开发和利用，为人类社会的可持续发展贡献自己的一份力量。希望大家在今后的生活中，能够将节约能源的意识转化为实际行动。 【随堂检测】 选择题：下列属于化石能源的是（ ） A. 太阳能 B. 风能 C. 煤 D. 地热能 答案：C 解析：化石能源是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化形成的，如煤、石油、天然气。太阳能、风能、地热能属于新能源，不属于化石能源。 填空题：煤主要含有______元素，石油主要含有______元素，天然气的主要成分是______（填化学式）。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$