食品发热包（常见于自热火锅、自热米饭等）产生热量的原理是化学反应放热，其中的反应是生石灰（氧化钙）与水的剧烈化合反应。

以下是详细说明：

1. 反应物：生石灰与水

* 发热包内的成分是生石灰（化学式：CaO）。

* 当用户按照说明向发热包加入冷水时，生石灰（CaO）与水（H₂O）发生剧烈的化学反应：

> CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + 热量

* 这个反应是强放热反应，会释放出大量的热量。反应生成的产物是熟石灰（氢氧化钙，Ca(OH)₂）。

* 该反应本身释放的热量非常可观，理论上能使体系温度迅速升高到100°C以上，足以将反应产生的水汽化，产生大量蒸汽。

2. 辅助成分及其作用：

为了优化反应过程、控制反应速率、提高热效率或增加安全性，发热包中通常还包含其他成分：

* 硅藻土/蛭石/珍珠岩： 这些是多孔性材料，主要作用是吸附水分，防止反应初期局部水量过大导致过于剧烈甚至喷溅。它们能均匀分散水分，使反应更平稳、持久。

* 活性炭： 具有吸附作用，能吸附反应过程中可能产生的少量异味气体（如氢气），改善使用体验。同时，其多孔结构也有助于分散反应物。

* 铁粉/： 在碱性环境下（生石灰反应后生成Ca(OH)₂，环境呈强碱性），金属粉（特别是铁粉）可以与水发生氧化反应并放热：

> Fe + 2H₂O → Fe(OH)₂ + H₂↑ + 热量 (碱性条件下)

* 这个反应放热量虽然不如生石灰反应剧烈，但能补充热量，延长发热时间，使加热更充分。产生的氢气会被活性炭吸附。

* 碳酸钠/碳酸氢钠： 主要作用是调节反应速率和pH值。它们可以与生成的Ca(OH)₂反应（复分解反应），生成溶解度更小的碳酸钙沉淀，这有助于减缓反应的速率，避免瞬间过热，同时也能消耗部分碱度，略微降低体系的腐蚀性。

* 氯化钠（）： 有时添加，主要作用是降低水的冰点（如果使用冷水），并可能作为电解质，促进金属粉（如铁粉）的电化学腐蚀反应（形成微电池），从而辅助放热。

3. 热量传递与加热过程：

* 当冷水加入发热包后，上述化学反应被触发，在短短几十秒内产生大量热量。

* 热量通过热传导和蒸汽对流两种主要方式传递给上层容器中的食物和水。

* 反应产生的高温水蒸气向上涌出，直接加热食物，这是非常有效的加热方式。

* 同时，发热包本身和反应容器壁变得非常烫，通过接触将热量传导给上层容器底部，加热其中的水和食物。

4. 安全与注意事项：

* 该反应剧烈且产生高温（可达100°C以上甚至150°C），蒸汽温度也很高，必须严格按照说明操作，只能加冷水（热水会瞬间加剧反应导致危险），不能撕开发热包（强碱性腐蚀物接触皮肤危险），并注意通风（避免氢气积累）。

* 反应后的产物主要是氢氧化钙（强碱性）、碳酸钙等，具有腐蚀性，应避免直接接触皮肤，需按垃圾妥善处理。

总结来说：

食品发热包的热量主要来源于生石灰（CaO）与水（H₂O）化合生成熟石灰（Ca(OH)₂）的剧烈放热反应。辅助成分（如金属粉、多孔吸附材料、碳酸盐等）通过提供额外热量、控制反应速率、均匀分散水分、吸附副产物等方式，优化了发热过程，使其能安全、有效地在短时间内产生足够的高温蒸汽和热量来加热食物。整个过程是化学反应放热原理的典型应用。