9.2能源的综合利用教案--2025-2026学年九年级化学沪教版下册

该教案聚焦能源的综合利用，涵盖能源分类、化石燃料组成与利用、清洁能源开发及化学电池能量转化等核心知识点。通过情境引入能源安全重要性，结合图片初识常见能源，铺垫分类概念，搭建从生活到化学视角的学习支架。 此教案以实验探究为特色，如甲烷燃烧实验培养科学探究与实践能力，辩证讨论氢能利弊提升科学思维，融入我国可燃冰、氢能开发进展增强科学态度与责任。助力学生建立化学与社会联系，教师易操作且有效落实核心素养。

第2节能源的综合利用教案 一、教学基本信息 教材版本：沪教版九年级化学下册 课题：第2节能源的综合利用 课时：1课时 课标依据：依据《义务教育化学课程标准（2022年版）》，本课时属于“化学与社会・跨学科实践”主题，旨在引导学生从化学视角认识能源，了解能源开发利用与环境的关系，形成低碳节能、保护环境的态度，增强合理使用能源的意识，树立人与自然和谐共生的科学自然观和绿色发展观。 二、教学目标 化学观念：能从化学视角认识常见能源（化石燃料、太阳能、地热能、风能、电能、核能等），区分可再生能源与不可再生能源；掌握甲烷、乙醇燃烧的化学方程式，理解化石燃料的组成与综合利用方式。 科学思维：通过分析能源利用的利弊，辩证认识化石燃料的合理使用与清洁能源的开发价值；通过甲烷燃烧实验的现象分析，形成基于证据推理物质组成的思维方式。 科学探究与实践：了解甲烷燃烧实验的操作与现象，能根据实验现象推测产物；认识化学电池将化学能转化为电能的简单原理。 科学态度与责任：认识能源安全的重要性，了解化石燃料燃烧对环境的影响，树立低碳节能、合理利用能源的意识，关注我国可燃冰、氢能等新能源的开发进展，增强社会责任感。 三、教学重难点 教学重点：化石燃料的组成、甲烷的燃烧反应；可再生能源与不可再生能源的区分；清洁能源（太阳能、生物质能、氢能）的开发利用。 教学难点：从化学视角理解能源的综合利用；辩证认识氢能开发的利弊；化学电池的能量转化原理。 四、教学准备 多媒体资源：教材相关图片（太阳能、核能、风能、地热能、电能、化石燃料示意图；石油分馏示意图；煤的深加工装置图；可燃冰相关图片；氢能应用场景图；化学电池相关图片等） 实验器材：甲烷燃烧实验装置（导管、烧杯、澄清石灰水、酒精灯）；化学电池实验装置（铜片、锌片、电流表、导线、硫酸铜溶液、烧杯） 学生活动材料：交流讨论任务单 五、教学过程 （一）导入新课（3分钟） 情境引入：能源是自然界给予人类的宝贵财富，与人类进步和社会发展休戚相关，能源安全是国家安全的重要组成部分。 概念铺垫：介绍能源的定义——能够提供能量的物质或资源；并说明能源按可否循环再生分为可再生能源和不可再生能源。 展示教材图9-8（几种能源示意图），引导学生初步认识化石燃料、太阳能、核能、风能、地热能、电能等常见能源，引出本节课主题“能源的综合利用”。 （二）交流讨论：能源的分类（5分钟） 组织学生结合教材图9-8，完成以下讨论： 图中展示的能源里，可再生能源有哪些？不可再生能源有哪些？ 可再生能源：太阳能、风能、地热能、电能（若由可再生能源转化而来） 不可再生能源：化石燃料、核能 补充提问：你还知道哪些可再生能源？（引导学生结合生活经验作答，如生物质能、水能等） （三）化石燃料的合理使用（12分钟） 1.化石燃料的定义与形成 讲解煤、石油、天然气等化石燃料的形成：由被埋入地下的古代生物体，长期在空气不足、高温高压下经过复杂变化逐步形成，属于不可再生能源，是重要的自然资源和化工原料。 2.化石燃料的组成 煤：成分复杂的固态混合物，主要含碳元素，还含有氢、氧、氮、硫等元素。 石油：成分复杂的液态混合物，主要含碳、氢元素，还含有氧、氮、硫等元素。 天然气：主要成分为甲烷（CH₄），含有多种由碳、氢元素组成的气态化合物。 3.甲烷燃烧实验探究 实验步骤： 观察甲烷的颜色、状态；点燃甲烷（点燃前必须验纯）。 在火焰上方罩一个干燥的烧杯，观察烧杯内壁现象。 迅速将烧杯倒转，向烧杯内加入少量澄清石灰水，振荡，观察现象。 实验现象与结论： 实验操作实验现象推测产物火焰上方罩干燥烧杯烧杯内壁出现水雾水（H₂O）倒转烧杯加澄清石灰水振荡澄清石灰水变浑浊二氧化碳（CO₂） 化学方程式：CH₄+2O₂CO₂+2H₂O 4.化石燃料的综合利用 石油的分馏：结合教材图9-9（石油分馏示意图），讲解石油通过分馏可得到石油气、汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青等产品，这些都是含碳原子数不等的碳氢化合物混合物，是生产和交通运输中的常用燃料。 煤的深加工：讲解煤的干馏（隔绝空气加强热），可分解得到焦炭、煤焦油和焦炉煤气等；焦炭是冶金工业的重要原料，煤焦油是化工生产的重要原料，焦炉煤气是重要燃料；煤还可通过液化、气化等方式综合利用，减少污染、提高燃烧效率。 5.化石燃料燃烧的环境影响 讲解化石燃料燃烧的问题：产生大量二氧化碳，加剧温室效应；煤燃烧还会产生氮、硫的氧化物和粉尘，造成大气污染。引导学生思考合理利用化石燃料、开发替代能源的重要性。 6.拓展视野： 可燃冰 介绍可燃冰的性质：外观像冰，是天然气水合物，由天然气与水在高压低温条件下形成；极易燃烧，燃烧后仅生成二氧化碳和水，污染小、热值高。 分布与开发：全球储量极大，主要分布于海洋、极地；我国南海海域和青藏高原资源丰富，2017年5月我国首次海域可燃冰试采成功，目前进入开发试生产阶段；开采难点在于防止甲烷气体大量挥发引发更严重的温室效应。 （四）清洁能源的开发利用（12分钟） 1.太阳能 讲解太阳能的来源：目前人类使用的能源绝大部分来自太阳，化石燃料的能量也来自远古时期生物体吸收的太阳能。 2.太阳能的转化与利用： 转化为热能：如温室、太阳能热水器。 转化为电能：如光伏发电（太阳能电池）。 转化为生物质能：绿色植物通过光合作用固定太阳能，形成生物质。 交流讨论：结合教材数据（太阳每秒照射到地球的能量相当于燃烧500万吨优质煤释放的能量），引导学生提出太阳能的利用途径，如太阳能供暖、太阳能发电、太阳能制氢等。 3.生物质能 定义：太阳能经过光合作用以有机物质形式固定下来的能源，可通过燃烧生物质、转化为沼气或乙醇等方式利用。 乙醇的性质与燃烧：乙醇俗称酒精，化学式为C₂H₆O，无色透明、有特殊香味，易挥发，能与水以任意比例互溶，易燃，燃烧生成二氧化碳和水，放出大量热。 化学方程式：C₂H₆O+3O₂2CO₂+3H₂O 4.拓展视野：乙醇汽油，讲解燃料乙醇的来源（粮食及植物纤维发酵），10%燃料乙醇与90%普通汽油调和得到乙醇汽油，抗爆性好，可降低汽车尾气有害物质排放，具有可再生性。 氢能 氢能的优点：热值高（等质量甲烷燃烧热量的2倍多）、原料来源广（水为原料）、燃烧产物为水，无污染，是理想的“绿色能源”。 5.交流讨论： 写出制取氢气的化学方程式： 锌与稀硫酸反应：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑ 电解水：2H₂O2H₂↑+O₂↑ 利用太阳能制氢的优点：无需消耗电能，利用可再生的太阳能，实现水的分解，绿色环保、节约能源。 氢能的开发与应用：讲解我国氢能的应用进展，如氢燃料电池汽车、有轨电车、氢能无人机等；说明氢能开发的难点在于绿色催化技术、储氢材料的研究。 批判性思维：引导学生辩证分析氢能的利弊，优点为清洁高效、原料广泛；缺点为制取成本高、储存运输困难；提出解决设想，如开发高效太阳能制氢技术、研发新型储氢材料。 （五）化学电池的广泛应用（8分钟） 1.传统电能转化的弊端：依靠燃烧化石燃料发电，化学能转化为热能、机械能再转化为电能，效率低且污染环境。 化学电池的优势：能量转化与储存装置，可将化学能直接转化为电能，具有体积小、使用方便、能量转化效率高等优点。 2．常见化学电池： 干电池：糊状化学物质，使用方便，应用于电筒、电子钟等。 蓄电池：可充电装置，如铅蓄电池，用于车辆电力系统、移动电源等。 锂离子电池：体积小、电压高、寿命长、相对环保，应用于电动汽车、智能设备等。 3.化学电池的能量转化实验： 实验步骤：用砂纸擦去铜片和锌片表面的氧化膜；将铜片、锌片分别连接电流表正负极，插入硫酸铜溶液中。 实验现象：电流表指针偏转，说明化学能转化为电能。 化学电池的应用价值：提高能量转化效率，使生活更便捷，促进社会可持续发展。 （六）课堂小结（3分钟） 梳理本节课核心内容：能源的分类、化石燃料的合理使用与环境影响、清洁能源（太阳能、生物质能、氢能）的开发利用、化学电池的能量转化。 强调核心素养：树立合理利用能源、保护环境的意识，认识化学在能源开发与利用中的重要作用。 （七）布置作业（2分钟） 整理本节课涉及的化学方程式（甲烷燃烧、乙醇燃烧、锌与稀硫酸制氢、电解水），规范书写并背诵。 结合本节课内容，列举3种可再生能源和3种不可再生能源，并说明它们的利用方式。 思考：氢能被称为“绿色能源”，目前难以广泛应用的原因有哪些？提出一条解决思路。 六、板书设计 （一）、能源的分类 可再生能源：太阳能、风能、地热能、生物质能 不可再生能源：化石燃料（煤、石油、天然气）、核能 （二）、化石燃料的合理使用 组成与性质 煤：含C为主，含H、O、N、S等 石油：含C、H为主，含O、N、S等 天然气：主要成分CH₄ 甲烷燃烧：CH₄+2O₂CO₂+2H₂O 综合利用：石油分馏、煤的干馏/液化/气化 环境影响：温室效应、大气污染 拓展：可燃冰（天然气水合物） （三）、清洁能源的开发利用 太阳能：转化为热能、电能、生物质能 生物质能：乙醇燃烧C₂H₆O+3O₂2CO₂+3H₂O；乙醇汽油 氢能： 优点：热值高、原料广、无污染 制取：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；2H₂O2H₂↑+O₂↑ 应用：氢燃料电池汽车、有轨电车 （四）、化学电池的广泛应用 能量转化：化学能→电能 常见电池：干电池、蓄电池、锂离子电池 优势：效率高、体积小、使用方便 附：化学方程式汇总 甲烷完全燃烧：CH₄+2O₂CO₂+2H₂O 乙醇燃烧：C₂H₆O+3O₂CO₂+3H₂O 锌与稀硫酸制取氢气：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑ 电解水制取氢气：2H₂O2H₂↑+O₂↑ 七、教学反思（预设） 本节课需重点关注学生对“化学与能源”关联的理解，通过实验现象分析和能源利用利弊的讨论，培养学生的证据推理与辩证思维能力。确保学生掌握核心化学方程式与能源分类知识，同时渗透绿色化学与可持续发展理念。 数理化word 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $