9.2能源的综合利用 （第二课时）教学设计--2025-2026学年九年级化学沪教版下册

该初中化学教学设计聚焦新能源的类型、特点及氢能的制备与利用，课堂导入先回顾化石燃料的不可再生性与污染问题，再通过“全球新能源发展现状”短视频创设情境，引导学生衔接至新能源开发的学习。 资料亮点在于融合实验探究（如活泼金属与酸制备氢气）、小组讨论（新能源特点、氢能推广挑战）与情境教学，体现科学探究与实践及科学思维，培养学生能源可持续意识，为教师提供多样化活动设计，助力提升课堂互动与学生核心素养。

教学设计 课程基本信息 学科 化学 年级 九年级 学期 下册 课题 9.2能源的综合利用 （第二课时） 教学目标 1.了解常见新能源（太阳能、风能、氢能、地热能、生物质能等）的类型，知道新能源的共同特点（可再生、清洁环保等）。 2.掌握氢能的主要性质、制备原理（如电解水、活泼金属与酸反应）及利用方式，理解氢能作为理想能源的优势与目前存在的挑战。 3.了解太阳能、风能的利用原理及常见应用形式，知道化学技术在新能源转化与储存中的作用。 4.理解能源可持续发展的重要意义，能区分常规能源与新能源的差异，树立“多元能源互补”的能源结构理念。 重难点 （一）教学重点 1.常见新能源的类型及共同特点。 2.氢能的性质、制备原理及作为理想能源的优势。 3.化学在新能源转化与利用中的作用。 （二）教学难点 1.理解氢能制备与储存过程中的化学原理及技术挑战。 2.建立“化学技术推动新能源开发，新能源助力可持续发展”的关联认知。 3.结合实际案例分析新能源开发对社会发展和环境的影响。 教学过程 （一）导入新课（5分钟） 1. 回顾衔接：提问：“上节课我们学习了化石燃料的综合利用，知道化石燃料是不可再生能源，且燃烧会对环境造成污染。随着全球能源需求的增长和环境问题的日益突出，我们该如何解决这些问题？”引导学生回答“开发新能源”。 2. 情境创设：播放一段“全球新能源发展现状”的短视频，展示光伏电站、风电场、氢燃料电池汽车等场景，提问：“这些场景中使用的能源与化石燃料有什么不同？它们具有哪些优势？今天我们就深入学习新能源的开发与利用，探究化学在其中的重要作用。” （二）新课讲授（30分钟） 模块一：认识新能源——类型与共同特点 1. 新能源的分类：展示“常见新能源分类及应用示意图”，引导学生观察并归纳常见新能源的类型：太阳能、风能、氢能、地热能、生物质能（如沼气）、潮汐能等。 2. 共同特点：小组讨论：“与化石燃料相比，新能源具有哪些共同特点？”教师总结补充： 可再生性：多数新能源可以在自然界中不断再生，不会枯竭； 清洁环保：燃烧或利用过程中产生的污染物少，对环境影响小； 能量密度差异大：如氢能能量密度高，太阳能、风能能量密度相对较低； 开发难度不同：部分新能源的开发需要依赖先进的化学技术和设备。 3. 对比梳理：师生共同填写“常规能源与新能源对比表”，强化差异认知： 模块二：重点探究——氢能的制备、性质与利用 1. 氢能的优势：讲解：氢能被称为“21世纪的理想能源”，其优势主要体现在：① 能量密度高，燃烧热值大；② 燃烧产物是水，完全无污染；③ 来源广泛（可通过水制备）。 2. 实验探究1：氢能的制备（活泼金属与酸反应） （1）提出问题：如何通过化学方法制备氢气？ （2）实验设计：学生分组实验，取少量锌粒置于试管中，滴加适量稀硫酸，观察现象；用排水法收集一试管氢气，验纯后，点燃氢气，观察火焰颜色，用干冷的烧杯罩在火焰上方，观察烧杯内壁现象。 （3）实验现象：① 锌粒与稀硫酸反应产生大量气泡；② 氢气燃烧时产生淡蓝色火焰，放热，干冷烧杯内壁出现水雾。 （4）结论总结：活泼金属与酸反应可制备氢气，氢气燃烧生成水，同时释放大量能量。 3. 拓展讲解：氢能的其他制备方法：① 电解水：通过通电使水分解生成氢气和氧气，该方法需要消耗电能，成本较高；② 生物质制氢：利用生物质（如秸秆、沼气）发酵制备氢气，属于可再生制备方式。 4. 实验探究2：氢气的性质（可燃性、还原性） （1）可燃性：回顾上述燃烧实验，强调氢气燃烧前必须验纯，防止发生爆炸（展示氢气爆炸极限示意图，讲解安全注意事项）。 （2）还原性：结合课件动画讲解氢气还原氧化铜的实验原理，说明氢气的还原性可用于冶炼金属，进一步拓展氢能的利用领域。 5. 氢能利用的挑战：小组讨论：“既然氢能是理想能源，为什么目前还没有广泛推广使用？”教师总结：① 制备成本高：无论是电解水还是活泼金属与酸反应，都需要消耗大量能源或原材料，成本较高；② 储存和运输困难：氢气密度小，易泄漏，且难以液化，需要特殊的储存和运输设备；③ 安全性问题：氢气易燃易爆，对使用环境和技术要求较高。 模块三：拓展学习——其他新能源的利用与化学技术支撑 1. 太阳能：结合课件讲解： 利用原理：将太阳能转化为电能（光伏效应）或热能（光热转化）； 化学技术支撑：光伏电池的核心材料是硅，通过化学方法提纯硅、制备光伏材料；太阳能储能电池（如锂电池）的研发依赖化学材料科学； 常见应用：太阳能热水器、光伏电站、太阳能路灯等。 2. 风能：讲解： 利用原理：将风能转化为电能（风力发电）； 化学技术支撑：风力发电机的叶片材料（如复合材料）的研发、电能储存设备（如蓄电池）的制造均依赖化学技术； 常见应用：风电场、小型风力发电机（用于偏远地区供电）。 3. 生物质能：以沼气为例讲解： 利用原理：生物质（如秸秆、畜禽粪便）在厌氧条件下发酵生成沼气（主要成分是甲烷），沼气燃烧释放能量； 化学本质：发酵过程是微生物参与的化学变化，甲烷燃烧是氧化反应，释放热能； 常见应用：农村沼气池（用于做饭、照明）、生物质发电。 模块四：综合应用——能源可持续发展与低碳生活 1. 能源结构转型：展示“我国能源结构转型示意图”，讲解：未来能源发展的趋势是“化石能源清洁化、新能源规模化”，通过多元能源互补，实现能源可持续发展，减少对环境的污染。 2. 小组讨论：“作为中学生，我们可以通过哪些方式践行低碳生活，支持新能源发展？”引导学生回答：① 节约用电、用水，减少能源消耗；② 优先选择新能源交通工具（如电动车、共享单车）；③ 支持使用太阳能热水器等新能源产品；④ 树立环保意识，宣传新能源知识。 3. 教师总结：能源可持续发展需要政府、企业和个人的共同努力，化学技术的创新将为新能源的开发与利用提供核心支撑，而我们每个人的低碳生活习惯，也能为能源节约和环境保护贡献力量。 （三）课堂小结（5分钟） 1. 教师引导学生梳理本节课知识点，形成知识框架： 新能源的类型与特点： 类型：太阳能、风能、氢能、生物质能等 特点：可再生、清洁环保、能量密度差异大 氢能的核心知识： 优势：能量高、无污染、来源广 制备：活泼金属与酸反应、电解水等 性质：可燃性（需验纯）、还原性 挑战：成本高、储存运输难、安全性问题 其他新能源的利用：太阳能（光伏/光热）、风能（发电）、生物质能（沼气） 能源可持续发展：多元能源互补，践行低碳生活 2. 教师强调：重点掌握新能源的类型与特点、氢能的制备与性质；理解化学技术在新能源开发中的核心作用；树立能源可持续发展理念，养成低碳生活习惯。 （四）课堂练习（3分钟） 1.下列能源中，属于新能源且可再生的是（ ） A. 煤 B. 石油 C. 太阳能 D. 天然气 （答案：C） 2.下列关于氢能的说法，错误的是（ ） A. 燃烧产物是水，无污染 B. 来源广泛，可通过电解水制备 C. 储存和运输方便 D. 燃烧热值高 （答案：C） 3.请列举两种新能源，并简要说明它们的利用原理：________、________。 （答案：太阳能：将太阳能转化为电能或热能；风能：将风能转化为电能） （五）布置作业（2分钟） 1.基础作业：完成教材课后练习题；整理本节课新能源相关知识，填写学案中的知识梳理表格。 2.拓展作业：查阅资料，了解“我国氢能产业的发展现状”，撰写一段200字左右的分析短文。 3.实践作业：调查自己家庭或社区的新能源应用情况（如是否使用太阳能热水器、新能源汽车等），分析其优势与不足，提出1-2条推广新能源应用的建议（下节课分享交流）。 学科网（北京）股份有限公司 $