师：同学们好，通过前面的学习，我们知道化学反应过程中伴随着物质的变化，而且化学反应中物质变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。那么化学反应过程中除了有物质变化，还伴随着哪些变化呢？下面我们通过两个实验，一起来感受化学反应过程中的变化。
首先，为大家示范铝与盐酸反应中温度变化实验。
师：用镊子取一块用砂纸打磨光的铝片放入试管中。用量筒量取2毫升6摩尔每升的盐酸，将其倒入盛有铝片的试管中，大家观察现象。
（学生观察）
师：现在把温度计放入试管中，看看温度计有什么变化。可以看到铝片表面有气泡产生，温度计的液柱明显升高。在这个实验中，铝与盐酸发生置换反应，有氢气产生，铝片表面出现大量气泡，反应放出大量的热，使得温度计的液柱明显升高。由此可知，铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气，该反应是放热反应。
接下来，为大家示范氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应中温度变化实验。
师：在两个托盘上各放一张相同质量的称量纸。先向右盘添加20克砝码，再向左盘添加氢氧化钡晶体，等天平衡后取下药品，将其倒入烧杯中。用同样的方法称量约10克的氯化铵晶体，天平衡后，把左盘的药品取下倒入烧杯。这里有一块玻璃片，在上面滴4滴水，将烧杯放在玻璃片上，提起烧杯，大家看，这时玻璃片不能和烧杯粘在一起。这是已经称量好的10克氯化铵晶体，迅速用玻璃棒充分搅拌。等它们充分反应后，使用温度计测量并观察温度变化。现在提起烧杯，观察现象，用手轻轻地在烧杯口扇动，闻一闻气味。
（学生观察、闻气味）
师：可以闻到刺激性气味。接着再用手指触摸烧杯壁下部，稍微闭下眼感受一下。可以看到氢氧化钡晶体与氯化铵晶体一起放入烧杯中，用玻璃棒快速搅拌后，产生了有刺激性气味的气体，反应混合物逐渐变成糊状，玻璃片与烧杯底部粘在一起，触摸烧杯壁下部，感觉温度降低。在该实验中，氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应过程中能闻到刺激性气味，说明反应生成了氨气；反应后的混合物呈糊状，说明反应生成了水；玻璃片上的水产生结冰现象，与烧杯粘在一起，手指触摸杯壁下部感觉温度降低，说明该反应是吸热反应。由实验可知，氢氧化钡和氯化铵反应生成水和氨气，此反应为吸热反应。
通过这两个实验，我们清楚地看到铝与盐酸的反应，溶液温度升高，说明该反应释放能量；而氢氧化钡固体与氯化铵固体的反应温度降低，说明该反应吸收能量。这两个反应体现了化学反应中不仅有物质的变化，还伴随着能量的变化。其实每一个化学反应都伴随着能量的变化，那么化学反应中为什么会有能量的变化呢？我们以氢气和氧气点燃生成水的反应为例，来探析化学反应过程中能量变化的原因。我们知道化学反应中物质变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，所以该反应发生时，首先氢气分子和氧气分子断裂化学键，得到氢原子和氧原子，然后氢原子和氧原子形成氢氧键得到水分子，这是该反应过程中物质变化的实质。在这一过程中，断裂旧化学键需要破坏原子间的相互作用，此时需要吸收能量，而形成化学键又会释放一定的能量，所以化学反应过程中伴随着能量的变化。
化学反应过程中断键吸收能量，成键释放能量，那么一个化学反应是吸收能量还是释放能量，这取决于什么呢？相信通过刚才的分析，同学们应该能做出判断。如果断键吸收能量和成键释放能量不相等，则整个反应可能会表现为释放能量或者吸收能量。具体来看，如果断裂旧键所吸收的能量大于形成新键所释放的能量，那么该反应是吸收能量的，像这样的反应我们称为吸热反应；如果断裂旧化学键所吸收的能量小于形成新化学键所释放的能量，则该反应总体表现为释放能量，像这样的化学反应我们称为放热反应。那么我们刚刚看到的氢气和氧气点燃生成水的反应是吸热反应还是放热反应呢？已知断裂1摩尔氢气中的共价键需要吸收436千焦能量，断裂1摩尔氧气中的共价键需要吸收498千焦能量，形成1摩尔水中的共价键释放930千焦能量。根据这些已知信息，请同学们通过计算来判断该反应是吸热反应还是放热反应。
结合化学方程式，两摩尔氢气和一摩尔氧气反应生成两摩尔水。这里断裂旧化学键所需要吸收的总能量为：2×436千焦（表示两摩尔氢气中的共价键断裂所需要吸收的能量）加上1×498千焦（表示断裂1摩尔氧气中的共价键所需要吸收的能量），即1370千焦。根据方程式，形成的是两摩尔水中的化学键，所以形成新化学键所需要释放的总能量为1860千焦。通过比较断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键释放能量的相对大小，我们可以判断该反应为放热反应，即氢气和氧气点燃生成水的反应为放热反应。那么电解水生成氢气和氧气的反应是吸热反应还是放热反应呢？请同学们思考一下。
根据已知信息，我们知道断裂1摩尔氢气中的共价键需要吸收436千焦能量，其实形成1摩尔氢气中的共价键需要释放的能量也是436千焦，同样，形成1摩尔水中的共价键释放930千焦能量，断裂1摩尔水中的共价键吸收的能量也为930千焦。所以电解水反应过程中断裂旧键所吸收的能量为氢气和氧气点燃生成水的过程中形成新键所释放的能量。由此我们可以判断电解水过程中断裂旧化学键所需要吸收的能量大于形成新化学键所需要释放的能量，所以该反应为吸热反应。
我们知道1摩尔氢气中含有1摩尔的氢氢键，断裂1摩尔氢气中共价键需要吸收436千焦能量，断裂1摩尔的氢氢键需要吸收能量也为436千焦。断裂1摩尔氢气中的氢氢键需要吸收的能量称为氢氢键的键能。那么什么是键能呢？键能我们可以简单地理解为一定条件下断裂1摩尔共价键所需要吸收的能量。这里我们对键能的概念只是一个简单的理解，对于键能准确的概念，我们将会在选修《物质的结构与性质》中继续学习。这是一些常见共价键的键能，我们一起来看看。比如氢氢键的键能为436千焦每摩尔，表示的是一定条件下断裂1摩尔氢氢键所需要吸收的能量为436千焦，它也可以表示为形成1摩尔氢氢键所需要释放的能量为436千焦。再比如氢氯键的键能为431千焦每摩尔，表示的是一定条件下断裂1摩尔的氢氯键所需要吸收的能量为431千焦。