7.2化石能源的合理利用第一课时教学设计--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，核心知识点包括煤、石油、天然气的组成、性质、用途及加工变化，甲烷燃烧原理。通过生活燃料来源问题导入，衔接燃烧与灭火、能量变化知识，搭建学习支架。 以任务式探究为主线，结合动态示意图、科普短视频直观呈现化石能源形成，通过甲烷燃烧实验培养科学探究与实践能力，辩证分析能源价值与问题渗透科学态度与责任，帮助学生构建知识体系，提升教师教学效率。

课题 2 化石能源的合理利用 - 第一课时（教学设计） 课题 课时安排 教材分析 本课时是人教版九年级化学上册第七单元课题2第一课时，承接燃烧与灭火、化学反应中的能量变化知识，是化学联系生活、能源与环境的核心内容。教材以煤、石油、天然气三大化石能源为核心，介绍其形成、组成、性质与用途，区分能源加工的物理、化学变化，贴合学生认知规律，为后续新能源开发、绿色化学学习奠定基础，兼具知识性与应用性。 核心 素养目标 化学观念：认识三大化石能源的组成、性质与变化本质，建立结构决定性质、性质决定用途的观念。 科学思维：通过对比、归纳化石能源特点，培养逻辑推理与辩证思维。 科学探究与实践：依托甲烷燃烧实验，掌握产物检验的探究方法。 科学态度与责任：树立节约化石能源、绿色低碳利用的环保意识与社会责任。 重点 和难点 重点：掌握煤、石油、天然气三大化石能源的种类、组成、特点及主要用途，熟知甲烷的物理、化学性质及燃烧反应原理，明确化石能源的不可再生性。 难点：精准区分石油分馏（物理变化）与煤的干馏（化学变化），能依据元素守恒分析甲烷燃烧产物，建立能源合理利用的辩证思维。 教学过程 教学环节 教学活动 设计意图 导入新课 提问：支撑现代社会生产生活的主要燃料是什么？日常使用的天然气、汽油、煤炭从何而来？引导学生结合生活经验发言。随后点明，这些燃料均为化石能源，是人类目前最主要的能源，但其储量有限、利用存在弊端，顺势引入本节课化石能源的相关探究学习。 结合生活实景创设问题情境，贴合学生认知，快速唤醒学生生活经验，激发探究兴趣，自然衔接课堂主题，同时初步渗透化学源于生活、服务生活的学科理念。 讲授新课 任务一：认识化石能源的形成与分类 结合新教材文本内容，组织学生开展自主阅读与小组合作探究活动，明确本节课核心学习对象——化石能源。首先向学生明确教材定义：化石能源是古代生物遗骸经过漫长地质年代复杂变化形成的不可再生能源，是目前人类使用最广泛的能源。为让学生直观理解化石能源的形成过程，教师展示化石能源形成的动态示意图与科普短视频，分别讲解煤、石油、天然气的形成背景。 引导学生小组讨论，结合教材文本完成表格梳理，对比三大化石能源的形成来源、地质年代与初始状态。学生通过阅读教材可知，煤是远古植物遗体埋于地下，经过亿万年高温、高压、隔绝空气的复杂变化形成的固体能源；石油是远古海洋动植物遗体沉积地底，经漫长地质演化形成的黏稠液态混合物；天然气多与石油、煤共生，是主要成分为甲烷的气态化石能源。 在学生小组梳理总结后，教师进行精准点拨，重点强调化石能源的核心属性——不可再生性。通过通俗讲解让学生理解，化石能源的形成需要数亿年地质作用，相对于人类社会发展速度，消耗速度远远快于生成速度，属于不可再生资源。同时结合教材栏目内容，补充我国化石能源分布特点，煤炭资源储量相对丰富，石油、天然气储量不足，对外依存度较高，为后续合理利用能源的学习埋下伏笔。 随后设置课堂小辨析活动，让学生判断“化石能源是取之不尽、用之不竭的资源”这一说法是否正确，并说明理由。各小组代表依次发言，结合不可再生属性阐述观点，教师总结纠错，强化学生对化石能源稀缺性的认知，帮助学生建立初步的资源节约意识。本任务旨在让学生立足教材基础，从宏观层面认识化石能源的起源与分类，夯实基础知识，培养学生自主阅读、归纳总结的学习能力。 任务二：探究煤、石油的组成、加工与用途 本任务聚焦教材核心知识点，分层探究煤和石油的成分、加工方式及实际应用，突破本节课基础重点知识。首先开展自主探究活动，学生结合教材正文与插图，梳理煤的组成成分，明确煤是复杂的混合物，主要含碳元素，还含有氢、氧、氮、硫等少量元素。教师补充讲解，正是因为煤中含有硫、氮元素，直接燃烧会产生二氧化硫、氮氧化物等有害气体，是大气污染的重要诱因，为后续能源合理利用铺垫理论依据。 针对煤的加工利用，结合教材内容重点讲解煤的干馏工艺。通过图文结合的方式，向学生说明煤的干馏是将煤隔绝空气加强热，使其分解的过程，同时展示干馏后的核心产物：焦炭、煤焦油、煤气。组织学生小组合作探究，区分三种产物的用途，焦炭主要用于冶金工业、冶炼金属；煤焦油是重要的化工原料，可制作染料、塑料、药品等；煤气主要成分为一氧化碳、氢气、甲烷，可作生活燃料。教师着重强调，煤的干馏过程有新物质生成，属于化学变化，这是本节课易混核心知识点。 完成煤的探究后，过渡至石油的探究学习。学生自主阅读教材，总结石油的组成特点，石油是黏稠的液态混合物，主要含碳、氢两种元素，杂质含量较少。教师结合生活实际提问：日常使用的汽油、柴油、煤油来自哪里？引发学生思考，进而引出石油的分馏加工技术。讲解石油分馏的原理，利用石油中各成分沸点不同，通过加热蒸馏，将不同沸点的成分逐一分离，得到汽油、柴油、煤油、润滑油等产品。 小组核心探究任务：对比煤的干馏与石油的分馏的变化类型。学生结合变化前后物质种类是否改变展开讨论，最终得出结论：石油分馏只是混合物的分离，无新物质生成，属于物理变化；煤的干馏有新物质生成，属于化学变化。教师针对学生的探究结果进行总结梳理，通过表格对比的形式固化知识点，解决本节课的核心难点问题。同时结合教材拓展内容，介绍石油被誉为“工业的血液”，煤被誉为“工业的粮食”，凸显两大化石能源对工业发展的重要价值。 为深化知识应用，设置情境探究问题：为什么工业上不直接燃烧原煤和原油，而是进行加工处理后再利用？学生结合所学知识分组讨论，得出答案：原煤、原油成分复杂，直接燃烧燃烧不充分、热值低，且会产生大量污染物，加工后产物纯度更高、燃烧更充分、利用率更高、污染更小。通过该问题探究，让学生初步理解化石能源合理加工、高效利用的意义，落实学以致用的学习目标。 任务三：实验探究天然气的性质与燃烧原理 天然气是生活中最常见的清洁化石能源，也是本节课的核心探究重点。本任务以实验探究为核心，结合教材实验内容，引导学生掌握甲烷的性质、燃烧现象与反应原理，落实科学探究核心素养。首先组织学生阅读教材，自主总结甲烷的物理性质，甲烷是无色、无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。教师补充生活常识，家用天然气添加特殊臭味剂，便于燃气泄漏时及时察觉，保障使用安全。 开展课堂演示实验：甲烷的燃烧实验。实验前着重强调实验安全要点，甲烷是可燃性气体，与空气混合遇明火易发生爆炸，因此点燃前必须检验气体纯度。规范展示实验操作：验纯后，点燃甲烷气体，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，观察实验现象；迅速倒转烧杯，加入少量澄清石灰水，振荡，再次观察现象。 引导学生全员观察实验现象，自主记录、小组交流总结：甲烷燃烧产生明亮的蓝色火焰，干冷烧杯内壁出现水雾，证明甲烷燃烧生成水；加入澄清石灰水后，石灰水变浑浊，证明甲烷燃烧生成二氧化碳。教师结合质量守恒定律、元素守恒思想，引导学生推理分析：生成物水和二氧化碳中含有碳、氢、氧三种元素，氧气只提供氧元素，因此甲烷中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素，精准落实本节课难点知识。 基于实验现象，师生共同书写甲烷燃烧的文字表达式与化学方程式，明确反应条件与生成物，掌握核心化学反应原理。同时结合教材知识，拓展天然气的用途，天然气热值高、燃烧产物污染小，是优质的生活燃料、工业燃料，也是重要的化工原料。同时对比煤、石油、天然气的燃烧特点，让学生理解天然气是相对清洁的化石能源。 设置探究思考题：结合甲烷燃烧实验，总结检验可燃物含碳、氢元素的实验方法。学生小组汇总探究，得出通用方法：点燃可燃物，干冷烧杯检验水（证明含氢元素），澄清石灰水检验二氧化碳（证明含碳元素）。教师总结归纳实验探究方法，帮助学生构建系统化的物质元素检验思维，提升学生的科学探究与逻辑推理能力。 任务四：辩证分析化石能源的价值与利用问题 结合教材拓展栏目与生活实际，开展思辨探究活动，引导学生辩证看待化石能源，深化对化石能源合理利用的认知。首先组织学生分组梳理化石能源的重要价值，从生活、工业、农业、交通多个维度总结：化石能源支撑日常生活供暖、烹饪，保障工业生产动力，助力交通运输发展，是现阶段人类社会不可或缺的核心能源，推动社会经济快速发展。 随后引导学生结合前期所学知识，分析化石能源利用存在的问题。各小组从资源、环境两个维度展开讨论：一是资源问题，化石能源不可再生，过度开采、肆意消耗会导致资源枯竭，能源短缺；二是环境问题，煤、石油直接燃烧会产生二氧化硫、氮氧化物、粉尘、一氧化碳等污染物，引发酸雨、雾霾、空气污染，同时大量燃烧化石能源会排放二氧化碳，加剧温室效应。 基于上述问题，开展核心课堂探究：结合教材内容，谈谈如何合理利用化石能源。学生结合所学与生活经验，多角度提出方案：改进燃烧设备，让燃料充分燃烧，提高能源利用率；对化石能源进行深加工、精细化利用，减少资源浪费；减少直接燃烧原煤、原油，使用清洁加工产物；节约能源，杜绝能源浪费；结合技术手段，降低化石能源燃烧的污染物排放。 教师对学生的探究结论进行汇总升华，明确化石能源合理利用的核心原则：高效利用、节约使用、清洁利用。同时结合我国能源政策，补充能源结构优化的意义，让学生认识到，在新能源尚未全面普及的当下，合理利用化石能源是缓解能源危机、保护环境的关键举措，帮助学生建立绿色化学、可持续发展的理念，落实科学态度与责任核心素养。 任务五：课堂总结与知识体系梳理 组织学生以小组为单位，结合本节课教材全部内容，自主梳理知识框架，构建系统化知识体系。引导学生从化石能源的分类、形成、属性、成分、加工变化类型、用途、核心物质甲烷的性质与燃烧原理、合理利用策略多个维度进行总结。各小组绘制简易知识框架图，随后小组代表上台展示分享，互补完善。 教师针对学生的梳理结果进行查漏补缺，重点重申易错、难点知识点：三大化石能源均为混合物、不可再生；煤的干馏为化学变化，石油分馏为物理变化；甲烷的燃烧现象、产物检验与反应原理；化石能源合理利用的核心意义。通过系统性梳理，帮助学生整合零散知识点，形成完整的知识网络，强化课堂学习效果，提升学生归纳总结、知识整合的能力。 本节课整体设计紧扣新课标四维核心素养与新教材编排逻辑，以任务式探究活动为主线，打破传统灌输式教学。立足学生生活认知，从直观感知到理性探究，层层递进开展教学，贴合九年级学生认知规律。通过自主阅读、小组讨论、实验探究、思辨分析等多元活动，既夯实化石能源的基础知识，突破重难点易错点，又培养学生自主学习、科学探究、逻辑推理的核心能力。同时结合能源与环境问题，渗透绿色低碳、节约资源的理念，实现知识传授、能力培养与价值引领的统一，落实化学学科育人目标，让学生学会用化学视角解决生活与社会中的能源问题。 板书设计 作业布置 完成分层作业 教学反思 1 / 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 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 $