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打破认知!燃烧也可以没有氧气?| 科学世界·问答

常见的燃烧是在空气中发生的化学反应,反应温度很高,且会产生火焰,比如天然气的主要成分为甲烷(CH4),在空气(含氧气)中燃烧,生成二氧化碳 (CO2)和水(H2O),产生火焰和大量的热。
氧化还原反应
·燃烧是快速放热的过程,温度达到燃点后,可燃物与助燃物产生剧烈的氧化还原反应。
·助燃物(反应中的氧化剂)夺取可燃物的电子、发生还原反应。
·可燃物失去电子、发生氧化反应。
这个过程中化学能转换为热能和光能。
只有氧气可以作为助燃物?
不只是氧气,只要一种物质可以夺取其他物质的电子,都可以叫作氧化剂,可作为助燃物。
氯气做助燃物
氢气能在氯气中稳定燃烧,产生苍白色火焰。
H2 + Cl2 → 2HCl
这个过程中助燃物氯是氧化剂,夺取了氢的电子。

图片源自网络
臭氧(O3)和二氧化氯(ClO2)等也可以做助燃物。只要有氧化剂、足够的温度和稳定持续的可燃物的存在就会发生燃烧。

在水中燃烧的烟花
由于烟花中的火药含有氧化剂,且火焰温度很高,所以即使在水中也可以燃烧。
氧气:默认的助燃物
为什么平时说到燃烧,一般都指可燃物在氧气中燃烧呢?
·空气中最常见的助燃物
氧气作为氧化剂,是空气中最常见的大量存在的助燃物,所以防火知识教育中都默认燃烧是在空气中进行。
·较强的氧化剂
氧气也是比较强的氧化剂,氧氧双键键能为498千焦/摩尔,键能相对较低。键能是指成键时放出、断键时吸收的能量,键能越低越容易被破坏发生化学反应。
·电负性很强
氧元素的电负性也很强,仅次于氟,有很强的能力夺取可燃物的电子,所以氧气很容易与可燃物发生化学反应并放出热量。

图源:pixabay
本文摘编自杂志2024年第7期,文章内容略有删改。
新媒体编辑 | 周濛
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