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

人教版九年级化学上册 第七单元 能源的合理利用与开发课题 2 化石能源的合理利用 教学设计 一、基本信息 课题：课题 2 化石能源的合理利用 教材版本：人教版九年级化学上册（2024 新版） 课时：2 课时（45min / 课时） 课型：新授课、实验演示课 二、课标依据（2022 版） 知道煤、石油、天然气是化石能源，属于不可再生能源；了解化石能源的综合利用；通过甲烷燃烧实验认识甲烷性质；知道化石燃料燃烧带来的环境问题（酸雨、温室效应、空气污染）；了解化石能源清洁利用措施；认识氢能等清洁能源；树立节约能源、绿色低碳的观念；落实化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任四大核心素养。 三、教材分析 本课题承接课题 1《燃料的燃烧》，从燃烧原理延伸到常用能源。 第 1 课时：认识三大化石能源 —— 煤、石油、天然气；化石能源的形成、组成、综合利用；重点探究天然气主要成分甲烷的性质与燃烧实验。明确化石能源是古代生物遗骸经过漫长地质变化形成，属于不可再生能源。 第 2 课时：化石燃料燃烧带来的环境问题；减少污染、化石能源清洁利用的措施；开发新能源（氢气、太阳能、风能等）；结合碳中和理念，辩证认识化石能源价值与转型方向。 本节课将化学、环境、能源、社会议题结合，既是元素化合物知识的延伸，也是对前面碳循环、碳中和知识的巩固。 四、学情分析 知识基础：学生已经掌握燃烧条件、燃料充分燃烧；知道CO2、SO2相关性质；了解温室效应；具备简单的物质检验思路。 认知障碍： 混淆煤、石油是混合物，不是纯净物；煤的干馏属于化学变化，石油分馏是物理变化； 不会根据燃烧产物推断可燃物含有碳、氢元素； 分不清酸雨成因（SO2、氮氧化物，不是CO2）； 认为新能源可以立刻完全替代化石能源，不理解我国能源结构现状。 能力特点：学生对能源、环境话题感兴趣；具备证据推理能力，但对化工生产（干馏、分馏）的变化类型容易混淆。 五、核心素养教学目标 第 1 课时 化石能源与甲烷 化学观念：知道煤、石油、天然气是化石能源，不可再生；了解煤、石油的组成与综合利用；掌握甲烷物理、化学性质，书写甲烷燃烧方程式；学会通过燃烧产物判断物质含 C、H 元素。 科学思维：区分煤干馏（化学变化）、石油分馏（物理变化）；根据甲烷燃烧实验现象推理元素组成。 科学探究与实践：观察甲烷燃烧演示实验，描述现象，检验燃烧产物。 科学态度与责任：认识化石能源储量有限，树立节约化石能源意识。 第 2 课时 化石能源燃烧的环境影响与新能源开发 化学观念：知道化石燃料燃烧产生SO2、氮氧化物、烟尘、CO2；了解酸雨危害；掌握化石能源清洁利用措施；认识氢气作为理想清洁能源的优点与局限。 科学思维：分析化石能源带来的多重环境问题；从原料、热值、储运角度辩证评价氢能。 科学探究与实践：观看模拟酸雨实验视频，分析酸雨对植物、大理石的破坏。 科学态度与责任：认识能源危机与环境问题，理解能源转型、双碳战略，树立绿色发展理念。 六、教学重难点 第 1 课时 重点：三大化石能源；甲烷的性质与燃烧；煤干馏、石油分馏变化类型。 难点：根据燃烧产物推断物质元素组成；区分干馏与分馏。 第 2 课时 重点：化石燃料燃烧环境问题；酸雨成因；化石能源清洁利用；氢能优点。 难点：酸雨成因辨析；氢能开发困难分析。 七、实验用品 教师：甲烷气体、尖嘴导管、烧杯、澄清石灰水；模拟酸雨实验视频；PPT；煤、石油样品图片。 ⚠️安全提示：点燃甲烷前必须验纯；甲烷演示实验控制用量，注意通风。 第 1 课时 化石能源与甲烷（45min） 八、教学过程 （一）情境导入（5min） 【教师活动】展示图片：煤炭开采、油田钻井、家用天然气管道。 提问：生活做饭、汽车、发电，大量使用煤、石油、天然气。它们是怎么形成的？能够短时间再生吗？板书课题。 【学生活动】思考能源来源，初步感知化石能源不可再生。 （二）任务 1：煤、石油的综合利用（18min） 【教师活动】 化石能源：煤、石油、天然气，古代动植物遗骸经过数百万年复杂变化形成，不可再生。 煤：主要含碳元素，还有少量 H、S、N、O；属于混合物。 煤的干馏（隔绝空气加强热）：得到焦炭、煤焦油、煤气；属于化学变化。 石油：主要含 C、H 元素，混合物。 石油分馏：利用各组分沸点不同，分离得到汽油、柴油、煤油等；属于物理变化。 对比辨析：干馏生成新物质；分馏只是分离原有组分。 【学生活动】阅读教材，小组填表对比煤和石油，区分干馏、分馏变化类型。 （三）任务 2：天然气与甲烷（17min） 【教师活动】天然气主要成分是甲烷（）。 甲烷物理性质：无色无味气体，密度比空气小，极难溶于水。 演示甲烷燃烧实验：点燃前验纯。 现象：产生蓝色火焰；干冷烧杯内壁出现水雾；迅速倒转烧杯，加入澄清石灰水，石灰水变浑浊。 推理：产物H2O、CO2，说明甲烷含有碳、氢元素。 拓展：沼气、可燃冰主要成分也是甲烷；可燃冰储量大，开采难度高。 【学生活动】观察实验现象，记录，书写化学方程式；学习根据燃烧产物推断元素。 （四）课堂小结 + 当堂练习（3min） 小结：化石能源不可再生；煤干馏（化学），石油分馏（物理）；甲烷燃烧。 课堂练习 石油分馏属于（） A. 化学变化 B. 物理变化 C. 氧化反应 答案：B （五）布置作业（2min） 基础作业：默写甲烷燃烧方程式；整理煤、石油、天然气知识点。 拓展作业：预习化石燃料燃烧造成的环境问题。 九、教学评价 过程评价：实验现象观察、小组讨论、干馏分馏辨析； 结果评价：方程式书写、课堂习题。 十、教学反思（课后填写） 学生极易混淆干馏、分馏，重点抓住 “有没有新物质生成” 区分； 甲烷燃烧实验一定要强调点燃前验纯，落实安全； 燃烧产物推断元素是中考常考点，强化证据推理。 第 2 课时 化石能源燃烧的环境影响与新能源开发（45min） 八、教学过程 （一）复习导入（5min） 【教师活动】复习甲烷燃烧方程式；煤、石油的变化类型。 提问：化石燃料燃烧，给我们提供能量，同时释放哪些物质？会带来哪些环境问题？板书课题。 【学生活动】回顾旧知，猜想化石燃料燃烧带来的污染。 （二）任务 1：化石燃料燃烧引发的环境问题（18min） 【教师活动】 酸雨：煤含有硫元素，燃烧生成SO2；还有氮氧化物；溶于雨水形成酸雨。 酸雨危害：腐蚀建筑物、大理石雕像；酸化土壤、水体；伤害植物。 ⚠️注意：CO2不会形成酸雨。 播放模拟酸雨实验视频。 温室效应加剧：大量CO2排放，全球变暖。 其他污染：CO 有毒气体、烟尘、可吸入颗粒物，造成雾霾。 小组讨论：如何减少化石燃料燃烧带来的污染？ 清洁利用措施：使用脱硫煤；天然气替代煤；汽车尾气催化净化装置；改进燃烧方式，充分燃烧。 【学生活动】观看视频，小组讨论治理污染措施，区分酸雨与温室效应成因。 （三）任务 2：能源开发 —— 理想能源氢气（15min） 【教师活动】 氢气：最理想清洁能源。 优点：热值高；燃烧产物只有水，无污染；原料来源广（水）。 局限：制取成本高；储存、运输困难，暂时不能大规模广泛使用。 其他新能源：太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能。 拓展：我国双碳目标，能源结构转型，化石能源逐步清洁化、新能源大力发展。 【学生活动】书写氢气燃烧方程式；辩证分析氢能优点与现实困难。 （四）课堂小结 + 当堂练习（5min） 小结：三大环境问题；化石能源清洁利用；氢能优缺点；新能源。 课堂练习 氢气作为理想燃料最大优点（） A. 容易储存 B. 产物是水，无污染 C. 制取便宜 答案：B （五）布置作业（2min） 基础作业：默写氢气燃烧方程式；整理环境问题与防治措施；完成课后习题。 拓展作业：预习实验活动 4 燃烧条件的探究。 九、教学评价 过程评价：视频观察、小组讨论，环境问题分析； 结果评价：方程式书写、酸雨概念辨析。 十、教学反思（课后填写） 重点区分：CO2造成温室效应，不是酸雨成因，是学生高频易错点； 引导学生辩证看待化石能源，不能全盘否定，兼顾能源安全与环境保护； 联系我国能源政策，进行家国情怀与绿色理念教育。 学科网（北京）股份有限公司 $