师：各位同学们好，今天我们一起来学习必修二第二章第一节化学能与热能。我们要从以下几点展开学习：第一，感受放热反应与吸热反应的热效应；第二，从化学变化的本质和物质的总能量两个方面，推知反应的热效应；第三，分析化学反应能量的特点；第四，了解化学能与热能转化在生活中的应用。
我们初中学过质量守恒定律，知道自然界中的物质可以转化，转化过程中总质量保持不变。同样，能量也能转化，一种形式的能量可转化为另一种形式，虽然转化途径不同，但体系中的总能量不变，这就是能量守恒定律。化学能是能量的一种形式，它可以转化为电能、热能、光能等，化学反应中能量的变化通常表现为热量的变化。接下来，我们通过实验感受化学反应过程中化学能与热能的转变。
取一支洁净的试管，向试管中加入少量盐酸溶液，将打磨好的铝片放入盐酸溶液中并震荡，能观察到铝片表面有大量气泡产生。把数字温度计的探头放入试管，观察数字变化，会发现随着反应加快，反应后混合物的温度升高，这说明化学反应伴随着能量变化。从这个实验可知，铝片放在稀盐酸中，除了产生大量气泡，还会放出大量热，使溶液温度升高。其实，把铝片换成镁片、锌片、铁片等，溶液温度同样会升高；把钾和钠放进水中，水溶液温度也会升高。化学上把这类释放热量的反应称为放热反应。除此之外，常见的燃烧反应、酸碱中和反应也属于放热反应。
有的反应会吸收大量热。研钵里预先称量好20克已研磨成粉末的氢氧化钡晶体，将其倒入烧杯。这是一块玻璃片，在上面滴些水，再把刚才的烧杯放在玻璃片上，轻轻提起烧杯，这时玻璃片与烧杯不会粘在一起。这是已称量好的10克氯化铵晶体，也倒入烧杯中，迅速用玻璃棒充分搅拌。待它们充分反应后，轻轻提起烧杯，会看到玻璃片已牢牢地与烧杯粘在一起。用手指触摸烧杯壁，有冰凉的感觉，说明玻璃片上的水已结成冰，使烧杯底部与玻璃片相粘。从这个实验可以看出，两种晶体混合研磨会吸收环境中的热，使温度降低，化学上把这种吸收热量的反应称为吸热反应。接下来我们写一下这个反应的化学方程式：水合氢氧化钡晶体与氯化铵晶体两种晶体混合研磨，发生复分解反应，生成氯化钡、氨气和水，用观察法快速配平。
通过刚才两个实验，我们感受到了化学变化中的能量变化。那么化学反应中为什么会有能量变化呢？我们以氢气和氯气反应生成氯化氢为例，氢分子、氯分子变成原子，原子再结合形成氯化氢分子。根据之前学过的化学键知识可知，由分子变成原子的过程会断裂化学键，由原子形成新分子的过程会形成化学键，所以化学反应的本质就是旧键的断裂和新键的形成。那为什么会有能量变化呢？因为断裂化学键会吸收能量，形成化学键会释放能量。例如，在25摄氏度、101千帕的条件下，断裂1摩尔氢气中的化学键需要吸收243千焦的能量，断裂1摩尔氯气中的化学键需要吸收436千焦的能量，形成1摩尔氯化氢中的化学键需要释放431千焦的能量。其实一个化学键，它断键所吸收的能量等于它成键所释放的能量。所以这个反应如果倒过来进行，断裂1摩尔氯化氢中的化学键需要吸收431千焦的能量，形成1摩尔氢气中的化学键需要释放243千焦的能量，形成1摩尔氯气中的化学键需要释放436千焦的能量。
接下来结合这个反应的反应过程能量图，分析为什么有的反应是放热反应，有的反应是吸热反应。图中最左边这一段表示1摩尔氢气和1摩尔氯气所具有的总能量。由分子变成原子的过程中断键吸收能量，分别吸收243千焦和436千焦，一共吸收679千焦能量。原子结合形成分子的过程中，因为有2摩尔氢原子和2摩尔氯原子，会结合形成2摩尔氯化氢，释放的能量就是2乘以431即862千焦。这时可以看出这个反应放出的能量大于吸收的能量，说明有一部分能量以热能的形式散发到环境中，所以是放热反应。反之，若某反应旧键断裂所吸收的能量大于新键形成所释放的能量，那么该反应就是吸热反应。
在化学反应中，不仅断键、成键过程涉及能量变化，反应中各物质本身也具有一定能量。各种物质由于组成、结构、状态不同，具有的能量也不同。比如1摩尔氢气和1摩尔氧气，因组成不同能量不同；1摩尔金刚石和1摩尔石墨，因结构不同能量不同；1摩尔液态水和1摩尔水蒸气，因状态不同能量也不同。我们可以把放热反应理解成反应物中的部分化学能转化成热能释放到环境中，而吸热反应则是吸收环境中的热能转换成化学能被生成物储存。