4.3化石燃料的综合利用与新能源开发教学设计--2026-2027学年九年级化学仁爱科普版上册

课题 3 化石燃料的综合利用与新能源开发 教学设计教材版本：仁爱科普版九年级化学上册 单元：单元 4 再探燃烧与燃料 课时：2 课时 课型：新授课 第 1 课时：三大化石燃料；煤、石油的综合利用；甲烷性质与燃烧实验 第 2 课时：化石燃料燃烧带来的环境问题；节约能源；新能源开发；单元 4 整体复习 一、教材分析 本课是单元 4 的收尾课题，承接课题 2 化学反应中的能量变化。前面学习燃烧、化学反应放热、燃料充分燃烧，本节课聚焦人类最常用能源 —— 化石燃料。 煤、石油、天然气属于古代生物遗骸长期变化形成，属于不可再生混合物。重点区分煤的干馏（化学变化）与石油分馏（物理变化）；学习天然气主要成分甲烷的性质；认识化石燃料燃烧产生污染物（SO2、NOx、烟尘、CO2）；了解清洁能源与新能源，树立绿色低碳理念。 本单元逻辑线：燃烧与灭火→化学反应伴随能量变化→化石燃料利用、污染与新能源。既是对氧化反应、化学方程式巩固，也是化学与环境、资源 STSE 教育载体。 二、学情分析 学生已经知道燃料燃烧放热，知道燃料充分燃烧条件。存在认知难点： 混淆煤干馏（化学变化）、石油分馏（物理变化）； 误认为化石燃料是纯净物；煤、石油、天然气都是混合物； 区分温室效应（CO2）、酸雨（SO2、氮氧化物）的成因； 对氢能是理想能源，但目前难以大规模推广的原因理解不足； 容易把可再生能源、不可再生能源概念混淆。 三、教学目标（核心素养） 1. 化学观念 ①知道三大化石燃料：煤、石油、天然气；均为混合物、不可再生能源； ②掌握煤的干馏、石油分馏原理与变化类型；知道天然气主要成分为甲烷CH4，掌握甲烷燃烧反应； ③认识化石燃料燃烧带来的污染：酸雨、温室效应、烟尘、一氧化碳；了解防治措施； ④了解常见新能源（太阳能、风能、氢能、地热能等）；氢能是最理想清洁能源。 2. 科学思维 根据元素组成推测燃料燃烧产物；对比干馏、分馏，区分物理、化学变化；辩证看待化石燃料的价值与环境危害，提出合理能源使用方案。 3. 科学探究与实践 观看甲烷燃烧演示视频；检验燃烧产物（水、二氧化碳）；小组讨论化石燃料污染治理方案。 4. 科学态度与责任 认识化石能源储量有限，树立节约能源意识；理解开发新能源、低碳减排的意义，建立可持续发展观念。 四、教学重难点 第 1 课时 重点：三大化石燃料；煤干馏、石油分馏；甲烷性质与燃烧方程式。 难点：区分煤干馏（化学变化）和石油分馏（物理变化）；甲烷燃烧产物检验。 第 2 课时 重点：化石燃料燃烧的环境问题；新能源种类；氢能优点与开发难点。 难点：酸雨、温室效应成因区分；理解理想氢能源推广困难的现实原因。 五、教学准备 多媒体：化石燃料形成动画；煤干馏、石油分馏示意图；甲烷燃烧实验视频；酸雨危害图片；新能源图片。 仪器药品（演示视频）：甲烷气源、烧杯、澄清石灰水。 六、教法学法 教法：史料情境、对比辨析、问题链驱动、STSE 教学。 学法：阅读归纳、小组讨论、对比区分、证据推理。 七、教学过程 第 1 课时 化石燃料及其综合利用（45 分钟） （一）复习导入（5 分钟） 提问：燃料充分燃烧的两个条件是什么？燃料燃烧是什么形式的能量转化？ 过渡：生活中大量使用煤、汽油、天然气作为燃料，它们统称为化石燃料。今天学习课题 3《化石燃料的综合利用与新能源开发》，板书课题。 （二）新知探究一：化石燃料的形成与分类（8 分钟） 讲解：煤、石油、天然气，由古代动植物遗骸埋入地下，经几百万年复杂化学变化形成，称为化石燃料。 特点：①都属于混合物；②不可再生能源，储量有限。 煤：工业粮食；主要含碳元素，含少量 S、N、H、O； 石油：工业血液；主要含碳、氢元素； 天然气：主要成分甲烷CH4。 （三）新知探究二：煤与石油的综合利用（15 分钟） 煤的干馏（焦化）：隔绝空气，加强热，得到焦炭、煤焦油、焦炉煤气。 👉有新物质生成，属于化学变化。 产物：焦炭（冶金）、煤焦油（化工原料）、煤气（燃料，含 CO，有毒）。 石油分馏：利用石油中各组分沸点不同，加热分离，得到石油气、汽油、煤油、柴油、润滑油、沥青。 👉只是分离原有成分，没有新物质，属于物理变化。 小组辨析：干馏 vs 分馏（表格对比） 煤干馏：隔绝空气强热，化学变化； 石油分馏：依据沸点分离，物理变化。 （四）新知探究三：天然气 —— 甲烷（12 分钟） 甲烷CH4，最简单有机物。沼气、坑气主要成分也是甲烷。 演示视频：甲烷燃烧实验 现象：蓝色火焰；干冷烧杯内壁有水雾；翻转烧杯，倒入澄清石灰水，石灰水变浑浊。 产物：水、二氧化碳。 检验思路：有水雾→含氢；石灰水变浑浊→含碳。 注意：点燃甲烷前，一定要检验纯度，防止爆炸。 （五）课堂小结（3 分钟） 三大化石燃料，不可再生混合物；煤干馏（化学）、石油分馏（物理）；甲烷燃烧。 （六）课堂练习（1 分钟） 石油分馏属于（） A. 化学变化 B. 物理变化 C. 化合反应 D. 分解反应 答案：B （七）布置作业（1 分钟） 熟记三大化石燃料，区分干馏、分馏；书写甲烷燃烧方程式； 预习化石燃料燃烧带来的环境问题。 第 2 课时 化石燃料的环境影响、新能源开发与单元复习（45 分钟） （一）复习导入（5 分钟） 提问：煤干馏、石油分馏分别属于什么变化？甲烷燃烧产物是什么？ 过渡：化石燃料给人类提供能量，但燃烧也带来环境问题。 （二）新知探究一：化石燃料燃烧造成的环境问题（16 分钟） 酸雨：煤含硫，燃烧生成SO2；高温下空气中N2、O2生成氮氧化物；溶于雨水形成酸雨。 危害：腐蚀建筑物、大理石雕像；破坏森林、土壤；污染水体，危害水生生物。 治理：使用脱硫煤；尾气净化，减少SO2、氮氧化物排放。 温室效应加剧：燃料大量燃烧释放CO2，全球气温上升，冰川融化。 其他污染：不完全燃烧产生有毒 CO；未燃烧的碳氢化合物、烟尘，形成雾霾。 小组讨论：减少化石燃料污染的措施： 改进燃烧方式；尾气净化；开发清洁能源；节约能源。 （三）新知探究二：新能源开发（16 分钟） 化石燃料不可再生，需要开发清洁、可再生新能源：太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能、生物质能、氢能。 重点学习氢能： 优点：①原料来源广（水）；②燃烧放热多；③燃烧产物是水，无污染，最理想的清洁能源。 缺点：制取成本高；储存、运输困难，目前难以大规模使用。 拓展：乙醇汽油（乙醇可再生，属于生物质能，减少尾气污染，节约石油资源）。 （四）单元 4 整体梳理（5 分钟） 单元主线： 课题 1 燃烧与灭火：燃烧三条件、灭火原理； 课题 2 化学反应能量变化：放热、吸热反应，燃料充分燃烧； 课题 3 化石燃料、综合利用、污染、新能源。 核心思想：合理调控燃烧，高效利用能源，兼顾资源与环境。 （五）课堂小结（2 分钟） 酸雨成因、温室效应；新能源；氢能优缺点；单元知识梳理。 （六）课堂练习（0.5 分钟） 被认为最理想的清洁燃料是（） A. 煤 B. 石油 C. 甲烷 D. 氢气 答案：D （七）布置作业（0.5 分钟） 整理化石燃料环境危害与治理措施； 完成单元 4 综合习题，复习整个单元。 八、板书设计 课题 3 化石燃料的综合利用与新能源开发 第 1 课时 三大化石燃料：煤、石油、天然气（混合物，不可再生） 煤：工业粮食（主要 C）；石油：工业血液（C、H）；天然气：CH4甲烷 综合利用 煤干馏（隔绝空气强热）：化学变化，产物：焦炭、煤焦油、煤气 石油分馏（沸点不同分离）：物理变化，汽油、煤油、柴油等 甲烷 点燃前验纯；蓝色火焰 第 2 课时 环境问题 ①酸雨：SO2、氮氧化物；腐蚀建筑、破坏植被；脱硫煤、尾气净化 ②温室效应：大量CO2排放 ③CO、烟尘 → 空气污染、雾霾 新能源：太阳能、风能、地热能、氢能等 氢能优点：来源广、热值高、产物水无污染；难点：制取成本高，储存难 单元 4 总结：燃烧条件→能量变化→化石燃料→环境保护、新能源 九、教学反思（课后填写） 干馏与分馏是高频考点，对比教学，反复区分物理变化和化学变化，学生极易混淆； 区分污染物：SO2→酸雨；CO2→温室效应，不要把二氧化碳当成空气污染物； 甲烷燃烧产物检验，重视实验思路，教会学生根据产物推断元素组成； 氢能教学重在辩证看待：理想燃料，但现实技术限制，不能大规模普及； 本课作为单元收尾，做好单元整体串联，把燃烧、能量、燃料、环境形成完整知识链条，落实绿色化学观念。 学科网（北京）股份有限公司 $