2024-2025學(xué)年九年級(jí)化學(xué)上冊 第七單元 燃料及其利用 課題2 燃料的合理利用與開發(fā)教學(xué)設(shè)計(jì) （新版）新人教版

2024-2025學(xué)年九年級(jí)化學(xué)上冊第七單元燃料及其利用課題2燃料的合理利用與開發(fā)教學(xué)設(shè)計(jì)（新版）新人教版課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：單位：一、設(shè)計(jì)意圖嗨，親愛的同學(xué)們！今天我們要一起探索一個(gè)既有趣又實(shí)用的課題——“燃料的合理利用與開發(fā)”。我們將會(huì)從課本的知識(shí)出發(fā)，結(jié)合實(shí)際，深入探討如何更高效、更環(huán)保地使用和開發(fā)燃料。這不僅能豐富我們的化學(xué)知識(shí)，還能讓我們學(xué)會(huì)如何為保護(hù)地球貢獻(xiàn)自己的一份力量哦！???讓我們一起開啟這場奇妙的化學(xué)之旅吧！????二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.**科學(xué)探究能力**：學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象，分析數(shù)據(jù)，培養(yǎng)提出問題和解決問題的能力。

2.**科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀**：理解能源的重要性和合理利用的必要性，樹立節(jié)能環(huán)保意識(shí)。

3.**科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境相互關(guān)系**：認(rèn)識(shí)到燃料開發(fā)與環(huán)境保護(hù)的密切關(guān)系，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展觀念。三、學(xué)習(xí)者分析1.**相關(guān)知識(shí)掌握情況**：在進(jìn)入本章節(jié)學(xué)習(xí)之前，學(xué)生們已經(jīng)對化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)有了初步的了解，包括物質(zhì)的組成、性質(zhì)以及化學(xué)反應(yīng)等。此外，他們對能源和能源轉(zhuǎn)換的基本概念也有一定的認(rèn)識(shí)。

2.**學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格**：九年級(jí)的學(xué)生對新鮮事物充滿好奇，對化學(xué)實(shí)驗(yàn)尤其感興趣。他們的觀察力、分析能力逐步增強(qiáng)，能夠通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象理解抽象的化學(xué)原理。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生可能更傾向于通過實(shí)驗(yàn)操作來學(xué)習(xí)，而另一些學(xué)生可能更喜歡通過閱讀和思考來理解知識(shí)。

3.**可能遇到的困難和挑戰(zhàn)**：學(xué)生對燃料及其利用的理解可能較為抽象，難以將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。此外，學(xué)生在分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)可能會(huì)遇到困難，尤其是在處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)和解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)。此外，對于一些學(xué)生來說，理解能源轉(zhuǎn)換效率和環(huán)境保護(hù)的關(guān)系可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有九年級(jí)化學(xué)上冊教材，特別是第七單元的內(nèi)容。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與燃料及其利用相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以增強(qiáng)直觀理解。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備酒精燈、燃燒匙、試管、集氣瓶等實(shí)驗(yàn)器材，用于演示燃料燃燒實(shí)驗(yàn)。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，確保每個(gè)小組有足夠的空間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和討論。五、教學(xué)流程一、導(dǎo)入新課（用時(shí)5分鐘）

詳細(xì)內(nèi)容：

1.展示生活中常見的燃料，如煤炭、石油、天然氣等，引導(dǎo)學(xué)生回顧這些燃料的用途和特點(diǎn)。

2.提問：“同學(xué)們，你們知道這些燃料是如何被利用的嗎？它們在使用過程中有哪些優(yōu)勢和不足？”

3.引出本節(jié)課的主題：“燃料的合理利用與開發(fā)”，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、新課講授（用時(shí)15分鐘）

1.講解燃料的燃燒過程，包括燃燒條件、燃燒產(chǎn)物等。

-詳細(xì)內(nèi)容：通過實(shí)驗(yàn)演示燃燒過程，引導(dǎo)學(xué)生觀察火焰顏色、燃燒產(chǎn)物等，講解燃燒原理。

2.介紹燃料的合理利用方法，如提高燃燒效率、減少污染物排放等。

-詳細(xì)內(nèi)容：結(jié)合實(shí)際案例，講解如何通過技術(shù)手段提高燃料燃燒效率，減少環(huán)境污染。

3.探討燃料的開發(fā)與替代，如新能源的開發(fā)、可再生能源的應(yīng)用等。

-詳細(xì)內(nèi)容：介紹新能源的種類、特點(diǎn)和應(yīng)用前景，引導(dǎo)學(xué)生思考未來能源的發(fā)展方向。

三、實(shí)踐活動(dòng)（用時(shí)10分鐘）

1.學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察不同燃料的燃燒現(xiàn)象，分析燃燒產(chǎn)物。

-詳細(xì)內(nèi)容：學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，觀察煤炭、天然氣等燃料的燃燒現(xiàn)象，記錄并分析燃燒產(chǎn)物。

2.學(xué)生分組討論，分析燃料合理利用的方法，提出改進(jìn)措施。

-詳細(xì)內(nèi)容：學(xué)生分組討論，針對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提出提高燃料燃燒效率、減少污染物排放的改進(jìn)措施。

3.學(xué)生展示討論成果，分享各自小組的觀點(diǎn)和建議。

-詳細(xì)內(nèi)容：各小組展示討論成果，分享提高燃料燃燒效率、減少污染物排放的建議。

四、學(xué)生小組討論（用時(shí)10分鐘）

1.如何提高燃料的燃燒效率？

-舉例回答：通過優(yōu)化燃燒條件、使用催化劑等方法提高燃料燃燒效率。

2.如何減少燃料燃燒過程中的污染物排放？

-舉例回答：采用低硫燃料、安裝脫硫脫硝設(shè)備等方法減少污染物排放。

3.新能源的開發(fā)有哪些優(yōu)勢？

-舉例回答：新能源具有可再生、環(huán)保、資源豐富等優(yōu)勢。

五、總結(jié)回顧（用時(shí)5分鐘）

內(nèi)容：

1.回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)燃料的合理利用與開發(fā)的重要性。

2.強(qiáng)調(diào)學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中的表現(xiàn)，鼓勵(lì)他們在日常生活中關(guān)注能源問題。

3.引導(dǎo)學(xué)生思考如何為保護(hù)地球環(huán)境貢獻(xiàn)自己的一份力量。

整個(gè)教學(xué)流程用時(shí)45分鐘，通過導(dǎo)入新課、新課講授、實(shí)踐活動(dòng)、小組討論和總結(jié)回顧等環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生掌握燃料的合理利用與開發(fā)知識(shí)，提高他們的科學(xué)探究能力和環(huán)保意識(shí)。六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.**知識(shí)掌握**：

-學(xué)生能夠準(zhǔn)確地描述燃料的燃燒過程，理解燃燒的基本條件和產(chǎn)物。

-學(xué)生能夠識(shí)別和解釋不同燃料（如煤炭、石油、天然氣）的燃燒特性。

-學(xué)生了解燃料的合理利用方法，包括提高燃燒效率和減少污染物排放的技術(shù)。

2.**技能提升**：

-學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)會(huì)了觀察燃燒現(xiàn)象、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

-學(xué)生能夠運(yùn)用科學(xué)方法，設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)來探究燃料的燃燒特性。

-學(xué)生提高了團(tuán)隊(duì)合作能力，通過小組討論和實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)了有效溝通和協(xié)作。

3.**思維能力**：

-學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，思考如何在現(xiàn)實(shí)生活中合理利用燃料。

-學(xué)生培養(yǎng)了批判性思維，能夠?qū)ΜF(xiàn)有的燃料利用方式提出改進(jìn)意見。

-學(xué)生學(xué)會(huì)了如何從多個(gè)角度分析問題，理解燃料開發(fā)與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系。

4.**價(jià)值觀與態(tài)度**：

-學(xué)生認(rèn)識(shí)到能源的重要性，以及對合理利用和開發(fā)燃料的必要性。

-學(xué)生樹立了節(jié)能環(huán)保的意識(shí)，理解了個(gè)人行為對環(huán)境的影響。

-學(xué)生開始關(guān)注新能源的發(fā)展，對可持續(xù)發(fā)展的理念有了更深的理解。

5.**創(chuàng)新能力**：

-學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)和小組討論中，提出了創(chuàng)新的燃料利用和開發(fā)方案。

-學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，嘗試設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)或改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)。

-學(xué)生在解決實(shí)際問題時(shí)，展現(xiàn)了創(chuàng)新思維和解決問題的能力。七、教學(xué)評價(jià)與反饋1.**課堂表現(xiàn)**：

-學(xué)生在課堂上的參與度：通過觀察學(xué)生的提問、回答問題以及參與討論的積極性，評估學(xué)生對課堂內(nèi)容的興趣和投入程度。

-學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作的理解和執(zhí)行能力：通過實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性和完成度，評價(jià)學(xué)生對燃料燃燒實(shí)驗(yàn)的理解和應(yīng)用能力。

2.**小組討論成果展示**：

-學(xué)生在小組討論中的貢獻(xiàn)：評估學(xué)生在小組討論中的發(fā)言質(zhì)量、合作精神和解決問題的能力。

-小組報(bào)告的清晰度和創(chuàng)新性：通過小組報(bào)告的內(nèi)容、表達(dá)方式和提出的創(chuàng)新點(diǎn)，評價(jià)學(xué)生對燃料合理利用與開發(fā)的理解深度。

3.**隨堂測試**：

-學(xué)生對燃料燃燒原理的掌握程度：通過隨堂測試中的選擇題和簡答題，檢驗(yàn)學(xué)生對燃料燃燒基本概念的理解。

-學(xué)生對燃料利用效率的分析能力：通過分析燃料利用效率的題目，評估學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

4.**學(xué)生自評與互評**：

-學(xué)生自我反思：鼓勵(lì)學(xué)生在課后填寫自我評價(jià)表，反思自己在課堂上的表現(xiàn)和學(xué)習(xí)成果。

-小組互評：學(xué)生在小組內(nèi)互相評價(jià)，討論彼此在討論和實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)，促進(jìn)相互學(xué)習(xí)和成長。

5.**教師評價(jià)與反饋**：

-針對學(xué)生的知識(shí)掌握情況：教師根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)和隨堂測試結(jié)果，給予具體的評價(jià)和反饋，指出學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和需要改進(jìn)的地方。

-針對學(xué)生的技能提升：教師關(guān)注學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作和小組討論中的技能表現(xiàn)，提供針對性的指導(dǎo)和建議，幫助學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)技能和團(tuán)隊(duì)合作能力。

-針對學(xué)生的思維發(fā)展：教師鼓勵(lì)學(xué)生提出問題、進(jìn)行假設(shè)和推理，對學(xué)生的創(chuàng)新思維給予肯定和鼓勵(lì)，同時(shí)指出思維過程中的不足，引導(dǎo)學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中加以改進(jìn)。

-針對學(xué)生的價(jià)值觀培養(yǎng)：教師通過課堂討論和實(shí)踐活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的能源利用觀念，對學(xué)生的環(huán)保意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展理念給予評價(jià)和反饋。八、典型例題講解1.**例題**：某燃料完全燃燒時(shí)，生成二氧化碳的質(zhì)量是燃料質(zhì)量的40%，氫元素的質(zhì)量是燃料質(zhì)量的15%，求該燃料中碳元素和氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

**解答**：

-設(shè)燃料質(zhì)量為100g，則生成的二氧化碳質(zhì)量為40g，氫元素質(zhì)量為15g。

-二氧化碳中碳元素的質(zhì)量為：40g×(12/44)=10.91g。

-燃料中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：10.91g/100g×100%=10.91%。

-燃料中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)已知為15%。

-燃料中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：100%-10.91%-15%=74.09%。

2.**例題**：天然氣的主要成分是甲烷（CH4），計(jì)算1kg甲烷完全燃燒時(shí)放出的熱量。

**解答**：

-甲烷的燃燒方程式：CH4+2O2→CO2+2H2O。

-甲烷的摩爾質(zhì)量為16g/mol，1kg甲烷的物質(zhì)的量為：1000g/16g/mol=62.5mol。

-根據(jù)燃燒方程式，1mol甲烷燃燒放出的熱量為：ΔH=-890.4kJ/mol。

-1kg甲烷完全燃燒放出的熱量為：62.5mol×(-890.4kJ/mol)=-55620kJ。

3.**例題**：某生物質(zhì)燃料在氧氣充足的條件下完全燃燒，生成二氧化碳和水，測得燃燒后固體殘留物的質(zhì)量為0.5kg。若該燃料燃燒放出的熱量為2.4×10^7J，求該燃料的熱值。

**解答**：

-設(shè)燃料的質(zhì)量為m，則燃料燃燒放出的熱量Q=m×q，其中q為燃料的熱值。

-根據(jù)題意，m×q=2.4×10^7J，且燃燒后固體殘留物的質(zhì)量為0.5kg。

-由于固體殘留物主要是碳酸鹽，其質(zhì)量遠(yuǎn)小于燃料質(zhì)量，因此可近似認(rèn)為燃料質(zhì)量為m。

-解得：q=2.4×10^7J/m。

-若已知燃料的密度ρ，則燃料的體積V=m/ρ。

-燃料的熱值q還可以表示為：q=ΔH/V，其中ΔH為燃料燃燒放出的熱量。

-結(jié)合以上兩式，可得：2.4×10^7J/m=ΔH/(m/ρ)。

-解得：q=ΔH×ρ/m。

-代入已知數(shù)據(jù)，求得燃料的熱值q。

4.**例題**：某石油產(chǎn)品在氧氣充足的條件下完全燃燒，生成二氧化碳和水，測得燃燒后水的質(zhì)量為0.18kg。若該石油產(chǎn)品的熱值為45MJ/kg，求該石油產(chǎn)品中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

**解答**：

-水的摩爾質(zhì)量為18g/mol，0.18kg水的物質(zhì)的量為：180g/18g/mol=10mol。

-根據(jù)燃燒方程式，每摩爾水對應(yīng)1摩爾氫元素，因此氫元素的物質(zhì)的量為10mol。

-氫元素的摩爾質(zhì)量為1g/mol，因此氫元素的質(zhì)量為10g。

-石油產(chǎn)品的質(zhì)量為：0.18kg/(2×1g/mol)=0.09kg。

-石油產(chǎn)品中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：10g/0.09kg×100%≈111.11%。

5.**例題**：某生物質(zhì)燃料在氧氣充足的條件下完全燃燒，生成二氧化碳和水，測得燃燒后二氧化碳的質(zhì)量為0.6kg。若該生物質(zhì)燃料的熱值為25MJ/kg，求該生物質(zhì)燃料中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

**解答**：

-二氧化碳的摩爾質(zhì)量為44g/mol，0.6kg二氧化碳的物質(zhì)的量為：600g/44g/mol≈13.64mol。

-根據(jù)燃燒方程式，每摩爾二氧化碳對應(yīng)1摩爾碳元素，因此碳元素的物質(zhì)的量為13.64mol。

-碳元素的摩爾質(zhì)量為12g/mol，因此碳元素的質(zhì)量為13.64mol×12g/mol=164.88g。

-生物質(zhì)燃料的質(zhì)量為：0.6kg/(1×12g/mol)=50kg。

-生物質(zhì)燃料中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：164.88g/50kg×100%≈3.29%。內(nèi)容邏輯關(guān)系①燃料的燃