7.2化石能源的合理利用课件--2026-2027学年九年级化学人教版上册

人教版《义务教育教科书·化学》九年级上册（2024年版） 第七单元 能源的合理利用与开发 · 课题2（1课时 · 45分钟） 化石能源的合理利用 化石能源的利用 · 降低利用对环境的影响 · 开发新能源 对应教材第 169～177 页（练习与应用：第 177 页） 学习目标 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 2 / 35 化学观念 知道化石能源由古代生物遗骸经一系列复杂变化形成，是不可再生能源；知道煤、石油、天然气的主要组成，理解“作燃料”与“综合利用”两种利用方式。 科学思维 依据甲烷燃烧的产物推理甲烷的元素组成，深化对质量守恒定律的理解；能利用表7-3的储量和年产量数据估算化石能源的可开采年限。 科学探究 完成【实验7-2】：检验甲烷纯度，用干冷烧杯检验水、用澄清石灰水检验二氧化碳，写出甲烷燃烧的化学方程式；学会实验室制取氢气的方法。 科学态度与责任 认识合理利用化石能源、保护环境的紧迫性，了解我国煤制油、可燃冰开采、清洁能源体系建设的成就，形成绿色低碳的观念。 目标依据教材第169～177页内容与课程标准确定 本课任务 · 45分钟的路线 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 3 / 35 01 情境导入：人类的能量从哪里来？ 3分钟 · 教材第169页 02 认识煤和石油：组成与综合利用 10分钟 · 教材第169～170页 03 天然气与【实验7-2】甲烷燃烧探究 12分钟 · 教材第171～172页 04 储量估算：化石能源还能用多少年？ 5分钟 · 教材第173页 05 环境影响与防治措施（含课堂练习） 8分钟 · 教材第173～174页 06 开发新能源：氢能与其他能源 5分钟 · 教材第174～176页 07 小结与作业 2分钟 · 教材第176～177页 1课时45分钟完成主线；第173页“调查与研究”与第177页第3、4题为课后任务 情境导入 · 人类的能量从哪里来？ 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 4 / 35 生活用能（教材第169页引言） · 做饭用的天然气、液化石油气 · 汽车、拖拉机用的汽油、柴油 · 火力发电厂烧的煤 → 它们大多来自煤、石油和天然气等化石能源。 化石能源为什么也被称为“化石燃料”？ · 这些化石能源及其加工后的产品常被用作燃料，因此化石能源也被称为化石燃料。 本课题的两个核心问题： · 化石能源是如何被利用的？ · 如何在利用化石能源的同时保护好我们的生存环境？ 回顾（课题1） 燃料的燃烧为人类提供了大量能量，但燃料不充分燃烧会浪费资源、污染空气——能源怎么用，大有学问。 本页内容依据教材第169页引言 PART 01 化石能源的利用：煤和石油 10分钟｜对应教材第169～171页 化石能源由古代生物的遗骸经一系列复杂变化形成，是不可再生能源 三种化石能源 · 家底盘点 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 6 / 35 化石能源 主要组成 利用方式 煤 复杂混合物，主要含碳元素（还有氢、氧、氮、硫等） 作燃料；综合利用 石油 原油为黏稠液体，主要含碳和氢两种元素 炼制分离；综合利用 天然气 气态碳氢化合物，最主要成分是甲烷（CH₄） 作燃料（较清洁） 化石能源：由古代生物的遗骸经一系列复杂变化形成——形成要经过亿万年，短期内无法恢复，是不可再生能源。 组成与形成依据教材第169页 煤 · 主要含碳元素的复杂混合物（教材第169页） 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 7 / 35 煤的组成 · 煤是复杂的混合物，主要含有碳元素； · 此外，还含有氢、氧、氮、硫等元素。 将煤作为燃料（图7-13） · 主要是利用碳与氧气反应所放出的热量； · 燃烧产物：二氧化碳等（碳元素燃烧）。 议一议：煤里含有的硫、氮元素，燃烧时会变成什么？ 提示：硫燃烧生成二氧化硫（S+O₂—点燃→SO₂）——这正是煤燃烧会造成空气污染的原因之一，第2课时将深入学习。 煤的组成与利用依据教材第169页；图7-13为煤燃烧 煤的综合利用 · 不只是“烧”（教材第169～170页） 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 8 / 35 煤的综合利用：将煤隔绝空气加强热分解，或使煤与其他物质反应，得到许多有用的物质。 煤 隔绝空气 加强热 分解 焦炭 煤焦油 煤气 煤气：重要的生活燃气和化工原料 煤气是由一氧化碳、氢气和甲烷等组成的混合气体，可用作居民生活燃气和化工原料。 我国“煤多油少”：2022年建成全球单体规模最大的煤间接液化项目（煤制油技术），获国家科学技术进步奖一等奖。 依据教材第169～170页及“资料卡片” 石油 · 从原油到产品（教材第169～170页） 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 9 / 35 什么是原油（图7-14） · 从地下开采出来的石油叫作原油，一般是黏稠的液体； · 石油主要含有碳和氢两种元素。 怎样把石油“分开用”？ · 将石油加热并使用催化剂炼制； · 再利用各成分的沸点不同进行分离。 关键点 沸点低的成分先气化分离出来，沸点高的后分离——像“过筛子”一样把混合物分成多种产品，使石油得到综合利用。 石油的组成与炼制依据教材第169～170页 石油炼制的部分产品和主要用途（图7-15） 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 10 / 35 液化石油气 家用燃气（钢瓶） 汽油 汽车燃料 煤油 飞机燃料 柴油 拖拉机、重型车 润滑油 机器润滑 石蜡 蜡烛等 沥青 铺路、防水 注意（教材第170页） · 液化石油气主要成分是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等； · 易燃易爆，钢瓶内压强较大，使用时要注意安全！ 想一想 这些产品中，哪些直接作燃料？哪些不作燃料？ → 如果仅仅把石油作燃料烧掉就太可惜了——石油还是重要的化工原料来源。 产品与用途对应教材第170页图7-15 资料卡片 · 石油和煤的综合利用（教材第170页） 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 11 / 35 石油的深度利用 · 将石油中相对分子质量较大的分子裂解成相对分子质量较小的分子； · 再把它们转化为油漆、合成洗涤剂、合成纤维、医药、塑料、化肥、农药等多种产品（图7-16）。 煤的深度利用 · 将煤隔绝空气加强热，使煤分解成焦炉煤气、粗氨水、焦炭和煤焦油等； · 利用这些物质可以进一步生产合成材料、染料、医药、化肥、电极等产品（图7-17）。 国之情 · 技之强 我国的化石能源中，煤多油少。科技工作者立足我国能源资源禀赋，推进化石能源清洁高效利用，致力于实现煤制油技术中国造，保障国家能源安全。 依据教材第170页“资料卡片” PART 02 天然气与甲烷的探究 12分钟｜对应教材第171～172页 天然气最主要的成分是甲烷——我国是世界上最早利用天然气的国家 天然气 · 最主要的成分是甲烷（教材第171页） 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 13 / 35 天然气是什么 · 有石油的地方，一般都有天然气存在（图7-18）； · 天然气主要含有由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的成分是甲烷（CH₄）。 我国是最早利用天然气的国家 · 明代的《天工开物》记载了我国古代劳动人民利用天然气熬制井盐（图7-19）； → 化学史印证：天然气利用在我国已有悠久历史。 提出问题 甲烷燃烧后生成了什么？怎样用实验证明？——这就是【实验7-2】要解决的问题。 依据教材第171页 【实验7-2】 点燃甲烷，检验燃烧产物（教材第171页 图7-20） 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 14 / 35 甲烷 储气袋 导管 干燥的冷烧杯 火焰上方罩干燥烧杯 实验步骤 · （1）点燃从导管放出的甲烷，在火焰的上方罩一个干燥的烧杯，过一会儿，观察烧杯壁上的现象； · （2）迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清石灰水，振荡，观察现象。 注意：点燃甲烷前，要先检验甲烷的纯度！（可燃气体不纯时点燃可能爆炸——联系课题1） 实验编号 现象 结论（产物） （1） （2） 请把观察到的现象填入记录单，下一页对照分析。 实验分析 · 现象背后的元素组成 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 15 / 35 （1）干冷烧杯罩在火焰上方 烧杯内壁出现水雾（水珠） 生成物中有水（H₂O）→ 甲烷中含氢元素 （2）倒转烧杯注入澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 生成物中有二氧化碳（CO₂）→ 甲烷中含碳元素 化学方程式：CH₄ + 2O₂ —点燃→ CO₂ + 2H₂O 推理依据质量守恒定律：反应前后元素种类不变——生成物含碳、氢、氧三种元素，氧来自氧气，故甲烷中一定含碳、氢元素。 现象与结论依据教材第171页【实验7-2】 沼气与可燃冰 · 身边的和海底的甲烷（教材第172页） 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 16 / 35 沼气（图7-21） · 把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就会产生沼气； · 沼气的主要成分是甲烷，可用作燃料——沼气煮饭、沼气发电。 可燃冰（图7-22） · 海底埋藏着大量可燃烧的“冰”——可燃冰；在高压和低温条件下形成，主要成分是甲烷水合物； · 具有热值高、储量巨大等优点，有望成为未来新能源。 科学·技术·社会：我国可燃冰资源的开采 2017年，我国在南海神狐海域进行的可燃冰试采获得成功，创造了产气时长和产气总量的世界纪录——这是世界上首次对粉砂质甲烷水合物的开采试验。但开发利用不当，可能引发地质灾害和温室效应增强等问题。 依据教材第172页及“科学·技术·社会”栏目 思考与讨论 · 化石能源还能开采多少年？（教材第173页） 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 17 / 35 化石能源 储量（2021年） 年产量 估算可开采年限 煤 2079亿吨 41.3亿吨 约50年 石油 36.89亿吨 1.99亿吨 约19年 天然气 63393亿立方米 2075.8亿立方米 约30年 估算方法：储量 ÷ 年产量（静态估算；实际年限会随新勘探发现和开采技术变化） 谈一谈你的看法 化石能源不可再生、储量有限——必须合理利用、节约使用，同时积极开发新能源（在图7-23中表示你的估算结果）。 数据出自教材第173页表7-3（2021年我国化石能源储量和年产量） 阶段小结 · 认识了化石能源（教材第169～173页） 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 18 / 35 1 认识三种化石能源 煤主要含碳元素；石油主要含碳和氢；天然气最主要成分是甲烷——都是复杂的混合物 2 两种利用方式 作燃料（利用燃烧放热）＋综合利用（煤加强热分解、石油按沸点分离，得到多种产品） 3 实验探究能力 【实验7-2】检验甲烷燃烧产物（干冷烧杯→水；石灰水→CO₂），推理甲烷含碳、氢元素 4 资源观念 化石能源由古代生物遗骸形成，不可再生、储量有限——合理利用、节约使用 接下来：这样的能源用下去，会带来什么问题？（教材第173～174页） PART 03 降低利用对环境的影响 8分钟｜对应教材第173～174页 化石能源在造福人类的同时，也带来了一些环境问题 承上启下 · 化石能源利用的三类环境问题（教材第173～174页） 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 20 / 35 承上：三种化石能源分别主要含什么元素？为什么说它们不可再生？ 煤燃烧 产生二氧化硫、氮的氧化物等污染物 气体溶于雨水→形成酸雨 汽油、柴油燃烧（汽车尾气） 产生一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘 随尾气直接排放→污染空气 大量化石能源燃烧 释放大量二氧化碳 温室效应增强→全球变暖 三类环境问题依据教材第173～174页；污染物来源可用“元素组成＋燃烧产物”解释 污染从哪里来 · 用化学的眼光看（教材第169、174页） 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 21 / 35 酸雨的形成（燃煤） · 煤中还含有硫、氮元素，燃烧产生二氧化硫、氮的氧化物； · 这些气体或它们在空气中发生反应后的生成物溶于雨水，会形成酸雨。 汽车尾气（汽油、柴油） · 一氧化碳——燃料不完全燃烧的产物； · 未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘——随尾气直接排放到空气中。 辩证地看二氧化碳 二氧化碳本身无毒（第二单元已学），完全燃烧生成它是含碳燃料的正常产物；但大量化石能源燃烧释放的二氧化碳会使温室效应增强、导致全球变暖——问题出在“大量”。 依据教材第174页第一段 怎样降低影响 · 两条思路（教材第174页） 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 22 / 35 思路一：提高燃料质量 · 大力推广使用脱硫煤 · 改进生产中使用的脱硫设备 · 很多地区用天然气代替煤（天然气较清洁） 思路二：改进使用技术 · 改进汽车发动机的燃烧方式 · 使用催化净化装置，加大尾气检测力度 · 推广使用电动汽车 议一议：每项措施分别减少了哪种污染物？ 脱硫→减少二氧化硫（防酸雨）；天然气代替煤→减少烟尘和二氧化硫；催化净化→把有害尾气转化；电动汽车→少烧汽油柴油。 措施依据教材第174页第二段 课堂练习 · 教材第177页 第1题 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 23 / 35 下列关于化石能源的叙述中，不正确的是（　　）。 A. 煤可用于发电　　B. 石油炼制可得到多种产品 C. 天然气的主要成分是甲烷　　D. 化石能源只能通过燃烧加以利用 答案：D 解析 煤除了作燃料，还可以隔绝空气加强热分解得到焦炭、煤焦油、煤气等（综合利用）；石油也可炼制分离出多种产品——化石能源不只能通过燃烧加以利用。 题目出自教材第177页“练习与应用”第1题 课堂练习 · 教材第177页 第2题 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 24 / 35 从环境保护的角度考虑，下列燃料中最理想的是（　　）。 A. 乙醇　　　B. 汽油　　　C. 氢气　　　D. 天然气 答案：C（氢气） 解析 判断“最理想”要抓住三条：①产物是否污染——氢气燃烧只生成水；②热值是否高——约为同质量汽油的3倍；③来源是否可持续——可用水制取。汽油、天然气燃烧都排放二氧化碳等物质。 题目出自教材第177页第2题 承上启下 · 为什么必须开发新能源？ 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 25 / 35 两重压力 · 随着能源消耗量的增长，化石能源对环境的影响越发突出； · 人类巨大的能源需求也使化石能源面临枯竭的危险。 必然选择 因此，开发和利用新能源已成为人类的迫切需求。 问题：理想的燃料应该具备哪些条件？（提示：从污染、热值、来源考虑） 带着这个问题，认识最受关注的新能源——氢能 对照下一页，检验你心目中的“理想燃料标准”和氢能源的优点是否一致。 依据教材第174页第三段 氢能源 · 清洁的高能燃料（教材第174页） 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 26 / 35 无毒 氢气无毒，使用安全 热值高 完全燃烧放出的热量约为同质量甲烷的2倍、同质量汽油的3倍 无污染 燃烧后的产物是水，不会污染空气，也不会向大气排放二氧化碳 已应用的领域 航天：我国研制的氢氧火箭发动机（图7-24） 交通：我国研制的氢能源市域列车（图7-25） 小结 氢气是一种清洁的高能燃料，正在受到越来越多的关注。 氢能源的优点与应用依据教材第174页 氢气的制取与收集（教材第175页 图7-26） 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 27 / 35 工业制取 一般通过电解水，或以化石能源为原料制取氢气。 实验室制取 常用锌与稀硫酸反应来制取氢气： Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑ 两种收集方法（氢气难溶于水、密度比空气小） 排水法 用排水法收集氢气 向下排空气法 瓶口朝下 目前氢气大量制取和储运成本较高，在生产和生活中还未能广泛应用；随着科技发展，氢气将可能成为主要的能源之一。 制取与收集依据教材第175页 其他新能源 · 能源结构向清洁低碳转变（教材第175～176页） 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 28 / 35 太阳能 光伏发电、光热发电 风能 海上风电、陆上风电 地热能 地热发电、供暖 潮汐能 潮汐发电 核能 “华龙一号”核电 生物质能 秸秆等废弃物利用 我国已建成世界最大规模的清洁发电体系（图7-28） 青海德令哈熔盐光热发电、浙江温州滩涂光伏发电、福建福清“华龙一号”核电、广东阳江海上风电……能源消费结构不断优化（图7-27）。 方向：促进能源消费结构不断优化，向清洁低碳方向转变。 新能源种类与我国成就依据教材第175～176页 课后作业 · 教材第177页 第3题 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 29 / 35 天然气作为一种较清洁的燃料，已经走进城乡居民生活。（1）与燃煤相比，使用天然气可以减少的空气污染物有＿＿＿＿（填一种即可）。 参考答案：二氧化硫（或烟尘等） 追问：为什么天然气更清洁？ · 煤中含硫、氮等元素，燃烧产生二氧化硫、氮的氧化物和大量烟尘； · 天然气主要成分是甲烷，燃烧主要生成二氧化碳和水，污染物少——所以很多地区“用天然气代替煤”。 题目出自教材第177页第3题；课后完成第（1）（2）两问，第（2）问结合西气东输工程说明意义 课后作业 · 教材第177页 第4题（数据分析） 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 30 / 35 乙醇（生物质能源）与石油燃烧释放的能量和二氧化碳对比 能源 释放的能量/(kJ·g⁻¹) 释放的二氧化碳/(mg·kJ⁻¹) 乙醇 29.7 64 石油 43.7 73 乙醇的优势 秸秆等生物质可生产乙醇——是可再生的生物质能源；释放单位能量排出的二氧化碳较少。 石油的优势 单位质量释放的能量更高（43.7 kJ/g），目前开采和储运技术成熟、使用方便。 数据出自教材第177页第4题表格；课后完成，结论开放，言之有理即可 学完本课题你知道了什么（教材第176页） 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 31 / 35 化石能源重要作用 人类利用的能量大多来自煤、石油和天然气等化石能源，化石能源的使用对推动经济发展和社会进步发挥了重要作用。 合理利用与开发 化石能源不可再生，应合理利用，降低化石能源的利用对环境造成的不良影响，并积极开发和利用新能源。 一条主线：组成 → 利用 → 影响 → 对策 → 新能源 小结条目出自教材第176页“学完本课题你知道了什么” 板书设计 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 32 / 35 化石能源的利用 一、化石能源：古代生物遗骸→不可再生 二、煤：主要含碳元素 　作燃料｜加强热分解→焦炭、煤焦油、煤气（CO、H₂、CH₄） 三、石油：主要含碳、氢 　炼制：利用沸点不同分离→汽油、煤油、柴油等 四、天然气：主要成分CH₄ 　CH₄+2O₂—点燃→CO₂+2H₂O（含C、H） 五、储量有限→合理利用（表7-3） 降低影响与开发新能源 一、环境问题 　煤→SO₂、氮氧化物→酸雨；尾气→CO、烟尘；CO₂→温室效应 二、防治措施 　提高燃料质量（脱硫煤、天然气代煤） 　改进使用技术（催化净化、电动汽车） 三、新能源 　氢能：无毒、热值高、产物是水 　Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑ 　太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能、生物质能 板书内容与教材第169～176页对应，左块右块依次随堂板书 课后作业 · 分层设计 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 33 / 35 基础作业 课上已完成第1、2题并讲评；课后把第2题的理由补充完整，写明氢气“最理想”的三条依据。 来源：对应第177页第1、2题 提高作业 ①完成第3题：写出与燃煤相比天然气可减少的空气污染物，结合化石能源分布说明西气东输工程的意义； ②核对课上“储量÷年产量”的估算结果，与同学比较。 来源：对应第177页第3题、第173页表7-3 实践作业 ①整理课前查阅的家用燃料资料，就不同家用燃料的合理使用提出建议（“调查与研究”）； ②结合第4题的数据，分析乙醇、石油两种能源各自的优势（100字左右）。 来源：对应第173页“调查与研究”、第177页第4题 作业全部对应教材栏目与练习，不额外补充超纲内容 调查与研究 · 家用燃料的变迁（教材第173页） 人教版九年级化学上册·第七单元 课题2《化石能源的合理利用》 34 / 35 任务 查阅资料，了解家用燃料的使用情况。开展小组讨论，尝试就不同家用燃料的合理使用提出建议。 柴草 燃烧要通风，防止一氧化碳；注意防火 蜂窝煤 防止不完全燃烧产生CO；煤灰妥善处理 液化石油气 钢瓶直立放置、远离火源；用完关阀（课题1安全知识） 天然气 使用时通风；用肥皂水检查是否漏气；泄漏时先关阀开窗，勿开电器 调查成果将在跨学科实践活动“调查家用燃料的变迁与合理使用”（教材第182页）中使用 下节课见！ 课后思考： 1. 家里做饭用的燃料是什么？它有哪些成分？使用时要注意什么？ 2. 如果让你为学校设计一份“节能低碳”行动清单，你会写哪几条？ 3. 预习：跨学科实践活动5——基于碳中和理念设计低碳行动方案。 $