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

教 学 设 计 人教版化学九年级上册（2024修订版） · 第七单元 能源的合理利用与开发 课题2 课题：化石能源的合理利用（第 1 课时 · 新授课） 学科 / 年级 化学 · 九年级 课型 新授课 教材位置 人教版化学九年级上册（2024修订版） 第七单元 能源的合理利用与开发 课题2 课时 45 分钟 一、教学目标 知识与技能： 能说出煤、石油、天然气等化石能源的主要成分与用途，知道它们是混合物； 能说出化石能源燃烧对环境的影响（如酸雨、温室效应、雾霾），了解减少污染的措施； 知道乙醇、氢气等清洁能源的优点与使用前景，了解能源的合理利用与开发方向。 过程与方法： 通过分析化石能源的组成与利用过程，学习从「资源—利用—环境」的角度分析问题的方法； 通过比较不同能源的优缺点，学习用多角度权衡的方法进行评价。 情感态度： 认识化石能源的有限性与不可再生性，树立节约能源、保护环境的意识； 关注新能源的开发利用，培养可持续发展的观念与社会责任感。 二、教学重难点 重点：化石能源的种类、组成与用途；化石能源利用带来的环境问题及其防治；新能源的开发利用。 难点：一是理解煤、石油、天然气都是混合物（煤主要含碳，还含硫等；石油主要含碳、氢；天然气主要成分是甲烷），因此它们的组成不能用一个化学式表示；二是理解化石燃料燃烧产生污染物的原因（含硫煤燃烧生成二氧化硫导致酸雨；含碳燃料不充分燃烧产生一氧化碳；燃烧产生二氧化碳和烟尘加剧温室效应与雾霾）；三是了解甲烷燃烧的化学方程式与其作为较清洁能源的特点；四是理解能源合理利用的两条路径（节约与提高利用率、开发新能源）。 突破：① 用「资源—利用—环境」的主线串起整课，形成系统认识；② 用污染物与防治措施的对应表把环境问题讲实；③ 用「不同能源优缺点」的对比表引导学生多角度评价；④ 用甲烷燃烧方程式与氢气燃烧方程式对照，突出「清洁能源」的含义（产物只有水）。 三、学情分析 学生对煤、石油、天然气有生活层面的认识（知道它们是燃料、与汽车、取暖有关），但对它们的组成、用途以及使用带来的环境问题缺乏系统了解。常见误区有：认为「天然气、石油是纯净物」；不清楚酸雨与二氧化硫的关系；对新能源（太阳能、风能、氢能等）的认识比较模糊。此外，学生对能源危机和可持续发展的认识需要引导。 四、教学环节 时间分配：情境导入：能源从哪里来 5′ ｜ 化石能源的种类与利用 13′ ｜ 化石能源与环境问题 12′ ｜ 新能源的开发与合理利用 10′ ｜ 小结与作业 5′ —— 合计 45′ 一、情境导入：能源从哪里来 5′ 教师活动 出示一组用能场景图片：汽车加油、家庭用天然气做饭取暖、火力发电厂燃煤发电。提问：这些能源来自哪里？它们是怎么形成的？会不会用完？使用它们会对环境产生什么影响？引出本课：化石能源的合理利用。板书课题。 学生活动 观看图片，思考日常所用能源的来源；对「能源会不会用完」产生兴趣。 设计意图 从学生熟悉的生活用能场景切入，自然引出化石能源及其合理利用的问题。 当堂检验 抽 2 人分别说出一种日常使用的能源及其来源。 二、化石能源的种类与利用 13′ 教师活动 讲解三种主要化石能源。煤——俗称「工业的粮食」，是复杂的混合物，主要含碳元素，还含有硫等元素；用途：作燃料（火力发电、供暖）、炼焦、作化工原料（煤焦油、焦炭等）。石油——俗称「工业的血液」，是复杂的混合物，主要含碳、氢元素；通过分馏可以得到汽油、柴油、煤油、润滑油、沥青等多种产品，也是重要的化工原料。天然气——主要成分是甲烷（CH4），是较清洁的化石燃料；甲烷燃烧的化学方程式为 。强调煤、石油、天然气都是混合物（含多种物质），不能用一个化学式表示；它们都是不可再生能源，形成需要上百万年，储量有限，用一点少一点。介绍能源的分类：化石能源属于不可再生能源；太阳能、风能、水能、生物质能等属于可再生能源。 学生活动 记录三种化石能源的成分与用途；书写甲烷燃烧的化学方程式；理解不可再生能源的含义；区分可再生能源与不可再生能源。 设计意图 把三种化石能源的成分、用途并列讲解，突出「混合物」这一关键点；用「不可再生」引出节约能源的必然性。 当堂检验 抽 3 人分别说出煤、石油、天然气的主要成分或产品，并说出甲烷燃烧方程式。 三、化石能源与环境问题 12′ 教师活动 讲解化石燃料燃烧带来的环境问题。① 酸雨：煤中常含硫，燃烧生成二氧化硫，二氧化硫溶于雨水形成酸雨，危害建筑物、土壤和水体，腐蚀金属和植物。② 温室效应加剧：大量燃烧含碳燃料排放二氧化碳，加剧温室效应，引起全球气候变暖。③ 空气污染与雾霾：燃烧产生的烟尘、一氧化碳、氮氧化物等污染空气，一氧化碳有毒，颗粒物造成雾霾。④ 能源枯竭：化石能源不可再生，大量消耗会导致资源短缺。针对这些问题讲解防治措施：使用脱硫煤、改进燃烧装置使燃料充分燃烧（提供充足氧气、增大接触面积）、开发使用清洁能源、提高能源利用率、加强尾气处理等。用「污染物—危害—防治」对应表帮助学生系统认识。 学生活动 理解化石燃料燃烧造成的环境问题及成因；把污染物与防治措施对应起来；讨论「如何减少化石燃料的污染」。 设计意图 用「污染物—危害—防治」的对应表把环境问题讲成因果链，让学生理解污染的来源与治理思路。 当堂检验 抽 2 人分别说出一种污染物的来源和一种防治措施。 四、新能源的开发与合理利用 10′ 教师活动 讲解清洁能源与新能源。乙醇（酒精）——可由高粱、玉米等发酵制得，属于可再生能源，燃烧的化学方程式为 ，可作燃料（乙醇汽油）。氢气——理想的清洁能源，燃烧的化学方程式为 ，燃烧产物只有水，无污染、热值高；但目前制取成本高、储存和运输困难，限制了广泛使用。其他新能源：太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能、核能、生物质能等。引导学生用「优缺点」的角度比较：如太阳能清洁可再生但受天气影响、能量密度较低；风能清洁但受地域限制；核能能量密度大但存在安全与废料处置问题。归纳能源合理利用的两条路径：一是节约能源、提高利用率；二是开发清洁能源、优化能源结构。 学生活动 记录乙醇和氢气燃烧的化学方程式；比较不同能源的优缺点；理解能源合理利用的两条路径；讨论「理想的能源应具备哪些特点」。 设计意图 用「优缺点」对比训练辩证评价能力；用氢气这一理想能源引出「清洁、可再生、来源广」的能源理想特征。 当堂检验 抽 3 人分别说出乙醇或氢气燃烧的方程式、一种新能源及其优点。 五、小结与作业 5′ 教师活动 用思维导图小结：三类化石能源（煤、石油、天然气，均为混合物、不可再生）＋一个方程式（甲烷燃烧 ）＋四类环境问题（酸雨、温室效应、空气污染、资源枯竭）＋两条合理利用路径（节约与提效、开发新能源）＋一种理想能源（氢气）。结合本册内容布置全册总复习任务。布置作业：① 完成《学习任务单》；② 分层练习（基础层：能源种类与环境问题；提升层：方程式书写；挑战层：撰写「家庭节能方案」）；③ 复习全册，准备期末复习。 学生活动 跟随教师梳理知识框架；记录作业与复习任务。 设计意图 结构化小结帮助形成能源与环境的整体认识；布置全册复习任务，为学期收尾做准备。 当堂检验 无。 五、板书设计 化石能源的合理利用 化石能源不可再生 → 节约 + 开发清洁能源 一、三大化石能源 煤：混合物，主要含碳 　（火力发电、炼焦） 石油：混合物，含碳、氢 　（汽油、柴油、化工原料） 天然气：主要成分甲烷 CH4 二、甲烷燃烧 三、环境问题 酸雨（SO2） 温室效应（CO2） 空气污染、雾霾、CO 四、合理利用 ① 节约、提高利用率 ② 开发清洁 / 新能源 乙醇： 氢气： （产物只有水，最清洁） —— 教学设计 · 第 1 页 —— 学习任务单 化石能源的合理利用 · 课堂用 班级 　姓名 　日期 座号 学习目标：学完我能——□ 能说出煤、石油、天然气等化石能源的主要成分与用途，知道它们是混合物；　□ 能说出化石能源燃烧对环境的影响（如酸雨、温室效应、雾霾），了解减少污染的措施；　□ 通过分析化石能源的组成与利用过程，学习从「资源—利用—环境」的角度分析问题的方法；　□ 通过比较不同能源的优缺点，学习用多角度权衡的方法进行评价。 任务一 · 能源知识 1.填空。 ① 煤、石油、天然气都属于 （填「纯净物」或「混合物」），属于 （填「可再生」或「不可再生」）能源。 ② 天然气的主要成分是 ，它是较清洁的化石燃料。 任务二 · 化学方程式 2.写出下列反应的化学方程式。 ① 甲烷燃烧： ② 乙醇（C2H5OH）燃烧： ③ 氢气燃烧： 任务三 · 环境与措施 3.把污染物与防治措施对应起来。 ① 燃烧含硫煤产生 SO2 形成酸雨： 。 ② 燃料不充分燃烧产生 CO： 。 ③ 大量排放 CO2 加剧温室效应： 。 —— 学习任务单 · 发给学生当堂用 —— 课堂分层练习 化石能源的合理利用 · 附答案（老师用，答案不下发） 班级 　姓名 　日期 时间 10′ ★ 全班必做 1.下列能源属于化石能源的是（　　） A. 太阳能　B. 风能　C. 天然气　D. 氢气 2.天然气的主要成分是甲烷（CH4），其完全燃烧的化学方程式是（　　） A. B. C. CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O（未标条件） D. 3.燃烧含硫的煤会产生二氧化硫，进而形成酸雨。下列关于酸雨的说法不正确的是（　　） A. 酸雨会腐蚀建筑物和金属设备 B. 酸雨会使土壤酸化，危害植物生长 C. 使用脱硫煤可以减少酸雨的形成 D. 酸雨主要由二氧化碳排放引起 ★ 能力提升（大部分同学做） 4.为什么说氢气是「理想的清洁能源」？目前广泛使用氢气作为能源还存在哪些困难？ 5.化石燃料燃烧会造成哪些环境问题？请写出至少两个，并分别说明相应的防治措施。 ★ 思维挑战（学有余力选做） 6.小明家想把厨房使用的能源从「燃煤」改为「天然气」。请你从经济性、便利性、环保等角度帮他分析这一改变的好处，并指出使用天然气时需要注意的安全问题。 参考答案（老师保留，勿随卷下发） 1. C　解析：化石能源包括煤、石油、天然气，它们由古代生物遗体经过漫长年代形成，属于不可再生能源；太阳能、风能、氢气属于清洁能源。 2. A　解析：甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，A 配平且条件标注正确；B 未配平；C 未标反应条件；D 是完全燃烧生成 CO2 而不是 CO（生成 CO 是缺氧不充分燃烧）。 3. D　解析：酸雨主要由二氧化硫（SO2）和氮氧化物等排放引起，二氧化碳排放主要引起温室效应，与酸雨形成无直接关系，故 D 不正确。 4. 氢气燃烧只生成水（），产物无污染，且氢气燃烧热值高、来源广（可由水制取），因此被称为理想的清洁能源。但目前的困难是：制取氢气的成本较高（电解水制氢耗能大）；氢气的储存和运输困难（氢的密度小、易燃易爆，需要特殊的储罐和运输设备）；相关技术还不够成熟。因此暂时还不能广泛使用。 5. ① 酸雨：煤中含硫，燃烧生成二氧化硫，溶于水形成酸雨，危害建筑物、土壤、水体——防治措施是使用脱硫煤、对燃烧产生的烟气进行脱硫处理。② 温室效应：燃烧大量含碳燃料排放二氧化碳，加剧温室效应——防治措施是提高能源利用率、减少化石燃料用量、开发清洁能源、植树造林。③ 空气污染与雾霾：燃烧产生的烟尘、一氧化碳、氮氧化物污染空气——防治措施是改进燃烧装置使燃料充分燃烧、加强尾气处理、使用清洁能源。 6. 好处：① 环保角度——天然气的主要成分甲烷燃烧生成二氧化碳和水，燃烧较充分、产生的污染物（如烟尘、二氧化硫）比煤少得多，有助于减少酸雨和空气污染；② 便利性——天然气通过管道输送，使用方便、无需搬运和储存煤、也不用清理煤渣；③ 经济性——天然气燃烧效率较高，单位热量成本相对较低。安全问题：① 天然气易燃易爆，泄漏后与空气混合遇火源可能爆炸，因此必须保证燃气管道、阀门和灶具不漏气；② 使用时要注意通风，防止天然气不完全燃烧产生有毒的一氧化碳；③ 使用后要及时关闭阀门，长期不用要关闭总阀；④ 发现燃气泄漏，应立即关闭阀门、开窗通风，不能开关电器或使用明火，应及时到户外报警求助。 —— 课堂分层练习 · 附答案 —— 课后作业 化石能源的合理利用 · 作业设计遵循「能源知识—方程式书写—方案制定」的梯度。基础层巩固能源种类与环境问题；提升层训练相关方程式书写；挑战层要求撰写家庭节能方案，考查综合应用与社会实践能力。 班级 　姓名 　日期 上交时间： A 组 · 基础必做 1.三大化石能源是 、 、 。它们都属于 （填「可再生」或「不可再生」）能源。 2.写出甲烷完全燃烧的化学方程式： 。 B 组 · 提升选做 3.为什么煤和石油都是混合物？ 4.氢气燃烧的化学方程式是什么？为什么氢气被称为最清洁的燃料？ C 组 · 拓展挑战 5.请你为家庭的「节能减排」设计一份简短方案（至少四条措施），并说明每条措施的意义。 参考答案（老师用） 1. 煤；石油；天然气；不可再生 2. 3. 因为煤和石油都不是由单一物质组成的，而是由多种物质混合而成的。例如煤主要含碳元素，还含有硫、氢等元素和多种化合物；石油主要含碳、氢元素，并可分馏出汽油、柴油、煤油等多种产品。由于组成物质复杂，它们都不能用一个化学式来表示。 4. 。因为氢气燃烧的产物只有水，不产生二氧化碳、二氧化硫、烟尘等污染物，对环境没有污染，且热值高、可由水制取，所以被称为最清洁的燃料。 5. ① 使用节能灯具，随手关灯、关电器——减少电能消耗，从而减少发电所需的化石燃料。② 夏天空调温度设为 26 ℃ 左右、冬天适当调低——空调温度每调整 1 ℃ 可显著降低耗电，减少能源消耗与碳排放。③ 出行尽量步行、骑自行车或乘坐公共交通工具，少开私家车——减少汽油 / 柴油消耗与尾气排放。④ 使用天然气等较清洁的燃料并保证充分燃烧（通风、定期清理灶具）——提高燃料利用率、减少一氧化碳等污染物排放。⑤ 垃圾分类回收，节约用纸——减少资源消耗与生产过程中的能源消耗。这些措施既节约了不可再生的化石能源，又减少了污染物和二氧化碳的排放。 —— 课后作业 —— 本套内容依据《义务教育化学课程标准（2022年版）》与人教版化学九年级上册（2024修订版）编写。 学科网（北京）股份有限公司 $