7.2 化石能源的合理利用（课时1）教学设计--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学教学设计聚焦化石能源的合理利用，涵盖三大化石能源的形成与分类、综合利用及甲烷性质。通过生活燃料情境（液化气钢瓶、燃气灶等）结合能源结构饼图导入，衔接学生经验与学科知识，搭建学习支架。 此资料亮点在于核心素养深度融合，科学探究上通过甲烷燃烧实验推理元素组成，科学思维上对比煤干馏与石油分馏本质，结合乡土素材和古代史料增强代入感。分层作业与思维导图助力学生构建知识体系，提升教师教学效率与学生学习兴趣。

九年级化学上册教案 课题 7.2.1化石能源的合理利用 第1课时 总第2课时 设计者 参研人 授课时间 月 日第 节 素养目标 化学观念 1. 认识煤、石油、天然气三大化石能源是古代生物遗骸经长期变化形成的不可再生混合物，建立物质类别与能源分类观念。 2. 理解煤干馏（化学变化）、石油分馏（物理变化）的本质区别，认识物质转化伴随能量变化。 3. 掌握甲烷的组成、性质与燃烧产物，建立元素守恒观：含 C、H 的燃料燃烧生成 CO₂和 H₂O。 4. 形成能源有限观念，知道化石能源储量有限，树立节约、高效利用化石能源的基本认知。 科学思维 1. 辩证分析思维：能辩证看待化石能源给人类生产生活带来便利，同时储量有限、消耗速度快的矛盾。 2. 证据推理思维：根据甲烷燃烧烧杯水雾、石灰水变浑浊现象，推理甲烷含碳、氢两种元素。 3. 对比归纳思维：对比煤干馏、石油分馏的变化类型、产物、用途，区分物理变化与化学变化；对比天然气、沼气、可燃冰的相同与不同点。 4. 数据模型思维：依托我国化石能源储量、年产量表格数据，推算开采年限，用数据佐证能源紧缺现状。 科学探究与实践 1. 课堂模拟实验探究：完成甲烷燃烧产物检验的实验流程，规范描述实验现象、书写化学方程式。 2. 图表信息提取实践：读取能源结构饼图、石油炼制流程图、沼气结构示意图，归纳能源加工产品与用途。 3. 小组讨论实践：结合生活燃料（液化气、汽油、煤炭），梳理化石能源在衣食住行、工农业中的应用。 4. 拓展实践：课后调查家中使用燃料种类，收集新能源科普资料。 科学态度与责任 1. 科学态度：通过我国古代利用天然气熬盐、南海可燃冰开采史实，体会我国能源技术发展，树立严谨求实、持续探索的科学精神。 2. 资源责任：认识化石能源不可再生，树立节约能源、提高燃料利用率的自觉意识。 3. 社会可持续责任：了解化石能源过度开采的隐患，理解开发清洁替代能源、合理规划能源结构的社会价值。 4. 安全责任：知晓可燃性气体点燃前必须验纯，树立燃气使用安全意识。 教学重难点 教学重点 1. 三大化石能源的形成、类别、不可再生属性； 2. 煤干馏、石油分馏的变化类型与主要产品、用途； 3. 甲烷的物理性质、可燃性，燃烧现象、产物检验与化学方程式； 4. 天然气、沼气、可燃冰的联系与共性。 教学难点 1. 区分煤干馏（化学变化）和石油分馏（物理变化）的本质； 2. 根据燃烧实验现象推理物质元素组成； 3. 结合储量数据理性看待化石能源枯竭问题，建立节约能源的行动意识。 教学准备 多媒体资源 2020 中国能源结构饼图、煤 / 石油天然气形成示意图、石油炼制流程图、甲烷分子模型、甲烷燃烧实验图、海上钻井平台、沼气池结构图、南海可燃冰开采实拍、化石能源储量数据表、课堂检测 PPT。 教具与实物图片 液化石油气钢瓶、煤炭、汽油加油机、燃气灶、沼气灯实景图。 配套纸质资料 小组讨论任务单、甲烷燃烧实验记录表、化石能源储量计算表格、当堂检测卷、分层课后作业。 乡土 / 生活素材 家用液化气、农村沼气使用、本地热电厂燃煤、汽车汽油柴油燃料素材。 教学板块 教与学活动 二次备课 导入新课 任务一：认识化石能源的形成与分类 任务二：煤与石油的综合利用 任务三： 天然气、甲烷性质与应用 任务四：化石能源储量与合理开发利用 课堂练习与小结 教师活动：依次展示液化气钢瓶、燃气灶、汽油、原煤图片，抛出问题： 1. 家里做饭使用什么燃料？ 2. 私家车、货车用什么燃料？ 3. 发电厂、炼钢工厂依靠什么燃料？ 出示 2020 年中国能源结构饼图，指出我国目前主要能源来自煤、石油、天然气，引出课题《7.2 化石能源的合理利用 第 1 课时》，逐条出示本节课素养目标，明确四大学习任务：认识化石能源、了解煤与石油综合利用、探究天然气甲烷、分析化石能源开采现状。 学生活动：结合家庭、生活出行经验自由发言，齐读学习目标，梳理课堂探究主线。 设计意图：依托学生日常所见燃料创设真实情境，直观感知化石能源与生活紧密关联，激发探究兴趣。 教师活动 1. 出示煤、石油天然气形成示意图，讲解形成过程：远古动植物遗骸深埋地下，经亿万年高温高压复杂变化生成化石能源，属于不可再生能源。 2. 展示能源结构饼图，讲解我国能源占比：煤 58%、石油 17%、天然气 10%、可再生能源 15%，说明化石能源仍是我国能源主体。 3. 明确概念：煤、石油、天然气统称化石燃料，均为复杂混合物，核心组成元素为碳、氢。 4. 当堂基础检测 2 道选择题，即时订正： ①不属于化石燃料的是（乙醇）；②判断：化石燃料属于可再生能源（错误）。 学生活动：观察演化示意图，记录化石能源形成条件、不可再生核心特征；独立完成课堂小测，同桌互讲错题。 设计意图：借助可视化演化模型建立宏观认知，用数据图表建立能源结构观念，夯实基础概念。 （一）煤的加工 —— 干馏 教师活动：展示原煤、煤燃烧图片，讲解煤主要含 C，少量 H、O、N、S；隔绝空气加强热发生化学变化，分解得到焦炭（冶金原料）、煤焦油（化工原料）、煤气（CO、H₂、CH4，生活燃气）。 出示检测题：关于煤说法错误的是（煤只含碳氢元素），点拨易错点。 （二）石油的加工 —— 分馏 教师活动：展示原油图片、石油炼制流程图，讲解石油主要含 C、H，是粘稠液态混合物；利用各组分沸点不同加热分离，属于物理变化，得到液化石油气、汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青。 补充：家用液化气是石油加工加压储存在钢瓶中的产品。 小组任务：对比表格填写煤干馏、石油分馏的变化类型、原料、主要产品，区分物理 / 化学变化本质。 学生活动：观察流程图梳理产品用途，小组合作完成对比表格，记录两类加工核心区别。 设计意图：流程图直观展示综合利用价值，对比辨析突破 “干馏、分馏变化类型” 教学难点，建立物质变化观念。 教师活动 1. 史料拓展：出示《天工开物》蜀省盐井图，讲解我国是最早开采利用天然气的国家；展示海上钻井平台图片，说明油气伴生分布特点。 2. 基础信息：天然气是混合物，主要成分为甲烷（CH₄，最简单有机物、纯净物）。 3. 物理性质讲解：无色无味气体、极难溶于水、密度小于空气，展示甲烷分子模型。 4. 探究实验 7-2：甲烷燃烧产物检验 实验步骤：点燃甲烷，上方罩干冷烧杯→翻转加澄清石灰水； 引导学生预判现象，填写实验记录表： 5. 拓展两类甲烷资源： ①沼气：秸秆、粪便密闭发酵生成，可再生，农村用于做饭、照明、施肥，出示沼气池结构图； ②可燃冰：海底低温高压甲烷水合物，储量大、热值高，不可再生，开采不当易引发地质、温室问题，展示南海可燃冰开采素材。 6. 当堂检测：鉴别 H₂和甲烷的方法（点燃，罩涂石灰水烧杯）。 学生活动：观察分子模型、实验示意图，规范记录实验现象、书写方程式；小组讨论天然气、沼气、可燃冰异同点。 设计意图：依托实验证据开展元素推理，落实证据推理核心素养；结合古代科技、我国南海开采素材增强民族自豪感，渗透安全与可持续观念。 教师活动：出示 2021 我国化石能源储量、年产量表格，带领学生简单计算开采年限：煤约 50 年、石油约 18.5 年、天然气约 30.5 年。 组织讨论：化石能源储量有限，我们该如何合理利用？总结两条核心方向：①节约能源，提升燃料利用率；②大力开发新型清洁能源。 学生活动：结合数据交流节约能源生活做法（节约用气、绿色出行等）。 设计意图：用真实数据直观体现能源危机，引导学生从生活出发建立节能责任意识。 1. 师生共建思维导图梳理本课主线：化石能源（煤 / 石油 / 天然气）→形成 & 不可再生→综合利用（干馏 / 分馏）→甲烷性质与应用→能源紧缺与对策。 2. 限时完成 4 道选择 + 1 道填空，统一订正高频错题。 易错专项：课前 2 分钟背诵干馏（化学）、分馏（物理）；默写甲烷燃烧方程式。 分层实操 基础：熟记三大化石燃料、甲烷燃烧现象与方程式； 提高：能区分干馏分馏，根据燃烧产物判断甲烷元素； 拓展：结合表格计算化石开采年限，设计家庭节能方案。 课堂生成：学生提问 “沼气是可再生吗”，讲解秸秆可循环发酵，沼气属于可再生甲烷燃料。 教具优化：甲烷实验全程通风，点燃前提前验纯，保证课堂安全。 板书设计 7.2.1 化石能源的合理利用 一、三大化石能源：煤、石油、天然气 1. 形成：远古生物遗骸亿万年变化 → 不可再生混合物 2. 我国能源结构：煤占比最高 二、化石能源综合利用 1. 煤 —— 干馏（隔绝空气强热，化学变化） 产物：焦炭、煤焦油、煤气（CO、H₂、CH₄） 2. 石油 —— 分馏（沸点不同分离，物理变化） 产物：液化气、汽油、煤油、柴油、沥青等 三、天然气（主要成分：甲烷 CH₄） 1. 物理：无色无味、难溶于水、密度小于空气 2. 化学：可燃性（点燃前验纯） 现象：蓝色火焰，干冷烧杯有水雾，石灰水变浑浊 → 含 C、H 3. 同类含甲烷资源 沼气（可再生，农村燃料）；可燃冰（海底甲烷水合物，不可再生） 四、能源现状与对策 1. 储量有限，几十年后面临枯竭 2. 措施：节约能源、提高利用率；开发新能源 教学反思 本节课大量生活燃料实景、古代天然气史料、南海可燃冰本土素材，学生代入感强，能快速区分三大化石能源。课堂难点集中在干馏、分馏的变化类型区分和根据燃烧现象推理元素组成，部分学生易混淆物理、化学变化判断依据；下节课课前增加对比填空专项训练。 分层作业 基础巩固（全员必做） 1. 下列属于化石燃料的是（） A. 氢气 B. 沼气 C. 石油 D. 乙醇 2. 石油分馏过程属于____变化；煤干馏属于____变化。 3. 写出甲烷完全燃烧的化学方程式：________________。 4. 甲烷燃烧检验产物时，干冷烧杯作用是________。 能力提升（中等难度） 1. 判断并说明理由：天然气、沼气、可燃冰都属于纯净物。 2. 简答：为什么点燃天然气前一定要验纯？ 3. 从资源角度，说说我们生活中如何节约化石能源（写出 2 条）。 拓展探究（选做拔高） 1. 家庭调研：记录家中使用的燃料，简单说明使用优缺点。 2. 查阅资料：收集一条我国开采可燃冰的科技成就，下节课分享。 3. 手绘沼气池简易结构图，标注进料、产气、出料用途。 参考答案 基础巩固 1. C；2. 物理、化学；3.；4. 检验是否生成水 能力提升 1. 错误；天然气、沼气、可燃冰均为混合物，甲烷才是纯净物； 2. 甲烷具有可燃性，与空气混合点燃易发生爆炸； 3. 示例：短途出行骑行、做饭及时关闭燃气阀门。 拓展探究 1. 家用燃料（天然气）优缺点 优点：清洁、热值高、管道取用便捷； 缺点：不可再生，泄漏易爆炸，排放 CO₂。 2. 可燃冰科技成就 2017 年南海神狐海域可燃冰试采，产气时长、总量创世界纪录，攻克海底开采世界级难题，拥有自主核心技术。 3. 沼气池各部分用途 进料口：投放秸秆、粪便等发酵原料； 贮气间：储存沼气； 出料间：存放沼渣沼液，用作有机肥； 导气管：输送沼气供做饭、照明； 活动盖：检修、投料，日常密封。 学科网（北京）股份有限公司 $