化学反应中的能量变化
在化学反应中，旧化学键的断裂和新化学键的形成是核心过程，这两个过程都伴随着能量的吸收或释放。简单来说，断开化学键需要吸收能量，是吸热过程；而形成新的化学键则会释放能量，是放热过程。这是因为化学键是原子间强烈的相互作用，要打破这种结合必须克服吸引力，需要从外界输入能量（吸热）。反之，当原子或原子团重新结合成更稳定的结构时，系统会释放出多余的能量（放热）。
反应总热效应的决定
一个化学反应是总体吸热还是放热，取决于上述两个过程能量变化的净值。反应热（ΔH）等于生成新键释放的总能量减去断裂旧键吸收的总能量。如果断键吸收的能量大于成键释放的能量，反应净结果为吸热（ΔH > 0）；反之，若成键释放的能量更多，则反应净结果为放热（ΔH < 0）。例如，氢气与氧气反应生成水时，断裂H-H键和O=O键需要大量能量，但形成更稳定的H-O键释放的能量远大于此，因此该反应是强烈的放热反应。
能量视角下的反应进程
从能量视角看，化学反应可以理解为反应物分子获得足够能量（活化能）越过能垒，旧键断裂形成高能中间态，随后原子重排形成新键并释放能量。催化剂的作用正是通过降低活化能来促进这一过程，但并不改变反应的总吸热或放热性质。理解键的断裂与形成中的能量关系，是掌握化学热力学、设计工业反应器乃至理解生命体内代谢过程的基础。