7.2化石能源的合理利用教案--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该教案聚焦化石能源的组成、综合利用、环境影响及新能源，通过展示煤燃烧、原油图片提问，连接能源利用与环境问题，梳理煤、石油、天然气的元素组成、加工方式及甲烷燃烧等核心知识。 特色在于融合科学思维（对比石油分馏与煤干馏区分变化类型）、科学探究与实践（甲烷燃烧实验及氢气制取）、科学态度与责任（我国煤制油、可燃冰技术），以跨学科案例培养证据推理能力与家国情怀，助力学生树立可持续发展理念，为教师提供清晰教学流程与实践活动设计。

课题2 化石能源的合理利用 教案 一、基本信息 教材版本：人教版 课时安排：1 课 授课年级：九年级 授课科目：化学 二、教学目标（依据 2022 版课标） （一）化学观念 认识煤、石油、天然气三大化石能源，明确其成因、元素组成、综合利用途径，区分不可再生能源。 掌握甲烷燃烧实验现象与反应原理，能根据燃烧产物判断物质元素组成；掌握实验室制氢气的反应方程式。 知晓化石燃料燃烧带来酸雨、温室效应、尾气污染等环境问题，了解降低污染的措施；认识氢能、太阳能、风能、核能等清洁能源。 （二）科学思维 通过石油分馏、煤干馏对比，区分物理变化与化学变化；根据甲烷燃烧产物推理甲烷含碳、氢元素，建立证据推理思维。 通过化石能源储量计算，分析能源枯竭危机，辩证看待化石能源的利与弊。 （三）科学探究与实践 完成甲烷燃烧探究实验，规范记录实验现象、书写化学方程式；能说出氢气的两种实验室收集方法及依据。 结合资料卡片、我国能源工程案例（煤间接液化、可燃冰、华龙一号、海上风电等）开展跨学科分析，落实调查与实践活动。 （四）科学态度与责任 认识我国 “煤多油少” 的能源国情，感受我国能源自主创新技术（煤制油、南海可燃冰、氢能源列车、核电），增强家国情怀。 树立节约化石能源、低碳环保、开发新能源的可持续发展理念。 三、教学重难点 重点 ① 煤、石油、天然气的组成、综合利用；甲烷燃烧实验及化学方程式； ② 化石燃料燃烧的环境危害与防治措施；氢能、各类新能源的优势。 难点 ① 区分石油分馏（物理变化）、煤隔绝空气加强热（干馏，化学变化）； ② 结合国情辩证分析化石能源开发与新能源发展的必要性。 四、教学准备 实验器材：甲烷储气装置、烧杯、澄清石灰水；锌粒、稀硫酸、试管、导管、水槽（制氢气装置）。 五、教学过程 环节 1 情境导入（5min） 教师展示煤燃烧、原油图片，提出核心问题：人类主要能量来自煤、石油、天然气这类化石能源，化石能源如何利用？使用过程中会带来哪些环境问题？如何兼顾能源使用与生态保护？引出课题《化石能源的合理利用》。 板书：课题 2 化石能源的合理利用 环节 2 新知一：化石能源的利用（22min） 1. 化石能源总述 化石能源是古代生物遗骸经复杂变化形成，不可再生能源，包含煤、石油、天然气三类。 （1）煤与石油 ① 煤 组成：复杂混合物，主要含 C，含 H、O、N、S 元素。 直接利用：碳与氧气燃烧放热，作燃料。 综合利用（干馏，化学变化，隔绝空气加强热）：分解得到焦炭、煤焦油、煤气；煤气成分为 CO、H₂、CH₄，可作燃气、化工原料。 国情拓展：我国煤资源丰富，自主研发煤间接液化技术，2022 年建成全球单体最大煤间接液化项目，缓解石油短缺。 ② 石油 原油：地下开采黏稠液体，主要含 C、H 元素。 炼制原理：利用各组分沸点不同加热分离（分馏，物理变化），搭配催化剂得到多种产品。 结合图 7-15 梳理石油炼制产品及用途： 液化石油气（民用燃料）、汽油（汽车）、煤油（飞机）、柴油（农机）、润滑油、石蜡、沥青。 补充注意：液化石油气易燃易爆，钢瓶内压大，使用注意安全，主要成分为丙烷、丁烷、丙烯、丁烯。 石油综合利用：大分子裂解为小分子，制油漆、医药、合成纤维、塑料、化肥、农药等化工产品（图 7-16）。 煤综合利用延伸产物：合成材料、染料、筑路材料、电极、医药、钢铁、气体燃料、化肥（图 7-17）。 （2）天然气 ① 存在与成分：油田伴生资源，主要成分为甲烷（CH₄，碳氢气态化合物）。 ② 历史成就：我国是最早利用天然气国家，明代《天工开物》记载天然气熬制井盐（图 7-19）。 ③ 探究实验 7-2：甲烷燃烧实验 实验编号 实验现象 化学方程式 (1) 干冷烧杯罩火焰上方，烧杯内壁出现水雾 CH₄2O₂CO₂ + 2H₂O (2) 翻转烧杯加澄清石灰水振荡，石灰水变浑浊 CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O 实验注意事项：点燃甲烷前必须检验气体纯度，防止爆炸。 ④ 甲烷其他来源 沼气：秸秆、人畜粪便密闭发酵产生，可做饭、发电，废渣作沼气肥（图 7-21 沼气池示意图）。 可燃冰：海底高压低温形成甲烷水合物，热值高、储量大；2017 年我国南海神狐海域试采成功；弊端：不当开发引发地质灾害、加剧温室效应。 2. 思考与讨论（数据计算分析） 出示表 7-3 2021 年我国化石能源储量、年产量，计算可开采年限： 煤： 年 石油： 年 天然气： 年 结论：石油可开采年限最短，化石能源终将枯竭，必须节约使用、开发新能源。 环节 3 新知二：降低化石能源利用对环境的影响（12min） 1. 化石燃料燃烧带来的环境问题 酸雨：煤燃烧释放、氮氧化物，溶于雨水形成酸雨； 大气尾气污染：汽油 / 柴油燃烧排放 CO、碳氢化合物、氮氧化物、烟尘； 温室效应加剧：大量二氧化碳排放导致全球变暖。 2. 污染防治措施 燃料优化：推广脱硫煤、天然气替代煤炭； 机动车改造：改进发动机、加装尾气催化净化装置、推广电动汽车、加强尾气检测； 能源转型：开发清洁新能源。 3. 清洁高能燃料 —— 氢气 优势：无毒；同等质量放热量远高于甲烷、汽油；燃烧产物只有水，零碳排放、无污染，应用于航天、轨道交通（氢氧火箭发动机、氢能市域列车）。 制取方法 实验室制法：锌与稀硫酸反应Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑收集方法：排水法、向下排空气法（氢气密度远小于空气、难溶于水）。 工业制法：电解水、化石能源制氢；现阶段制取、储运成本高，未大规模普及。 4. 其他新能源 太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能、生物质能（植物、废弃物等）。 结合图 7-28 我国清洁能源工程：滩涂光伏、熔盐光热、海上风电、华龙一号核电；图 7-27 能源消费结构图：煤炭占比逐年下降，天然气、其他清洁能源占比持续上升，能源结构向清洁低碳转型。 环节 4 课堂小结（3min） 三大化石能源：煤（干馏化学变化）、石油（分馏物理变化）、天然气（甲烷），均不可再生； 甲烷燃烧、实验室制氢气化学方程式； 化石燃料三大环境危害及对应治理方案； 氢能、太阳能、风能、核能等清洁能源，节约化石能源、发展新能源是发展方向。 环节 5 课后实践（3min） 调查与研究：查阅家用燃料（天然气、液化气、煤炭等）使用情况，小组讨论，提出家用燃料安全、节约使用建议。 六、板书设计 课题 2 化石能源的合理利用 一、化石能源（不可再生） 煤：混合物（C 为主），干馏（化学变化）→焦炭、煤气 石油（原油，C、H）：分馏（物理变化，沸点分离） 产品：汽油、柴油、液化石油气等；综合利用制塑料、医药 天然气（主要） CH₄2O₂CO₂ + 2H₂O 来源：地下油气田、沼气、海底可燃冰 二、化石燃料的环境问题与治理 污染：酸雨、尾气污染、温室效应 治理：脱硫燃料、尾气净化、以气代煤、开发新能源 三、清洁能源 氢气：Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑产物只有水，高能零污染 新能源：太阳能、风能、核能、生物质能 word理化 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $