一次性加熱包的化學反應原理通常涉及兩種主要成分：鐵粉和活性炭，有時還包含其他助劑如、生石灰等。當一次性加熱包被撕開并接觸到空氣時，鐵粉（通常是含有氧化鐵的鐵合金）與空氣中的氧氣發生氧化還原反應，生成鐵銹。這個過程是放熱的，同時釋放出熱量。活性炭作為催化劑，可以加速鐵粉的氧化，從而提高發熱效率。在反應過程中，鐵從+2或+3價氧化態轉變為+3價，釋放出的能量以熱能的形式表現出來，為用戶提供短暫的溫暖。這種化學反應是可逆的，但隨著反應進行，鐵銹不再可逆地轉化為鐵，因此加熱包只能使用一次。
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