发热包，也称为自热包或发热剂，是自热食品（如自热米饭、火锅）的组件。它通过化学反应产生热量，无需外部火源或电力即可加热食物。其材料主要包括以下几类：

1. 主要发热剂：生石灰（氧化钙 - CaO）

* 作用： 这是发热包的成分，负责提供大部分热量。

* 原理： 生石灰遇水发生剧烈的放热反应： CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + 热量。这个反应非常迅速，能在短时间内释放大量热能（水合热），是加热过程的主要热源。生成的熟石灰（氢氧化钙）是强碱，具有腐蚀性。

2. 辅助发热剂/反应促进剂：（Al）

* 作用： 加速初始反应，提供快速升温，并补充部分热量。

* 原理： 在碱性环境中（由生石灰反应生成的Ca(OH)₂提供）与水反应： 2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2NaAl(OH)₄ + 3H₂↑ + 热量（通常用碳酸钠提供碱性环境，见下条）。这个反应产生氢气（有轻微爆鸣声或气泡）和额外热量，帮助快速达到高温并维持一段时间。

3. pH调节剂/碱性环境提供者：碳酸钠（Na₂CO₃，苏打）

* 作用： 溶解于水后提供碱性环境（碳酸钠水解呈碱性），这是与水发生有效反应的必要条件。同时，它本身与水混合也会释放少量热量。

* 原理： 其碱性环境促进反应，并有助于中和部分酸性物质，维持反应体系稳定。

4. 缓释剂/发热维持剂：铁粉（Fe）

* 作用： 并非所有发热包都含铁粉，但部分配方会添加。它的主要作用是延长发热时间，提供更持久的温热效果。

* 原理： 铁粉在盐水和氧气存在下发生缓慢的氧化反应（类似生锈）放热：4Fe + 3O₂ + 6H₂O → 4Fe(OH)₃ + 热量。这个反应比生石灰水合慢得多，有助于在初始高温后维持一段时间的温热。

5. 吸附剂/分散剂：活性炭、硅藻土

* 作用： 吸附反应过程中可能产生的少量气体（如氢气），减少异味或潜在风险；同时作为载体，帮助均匀分散其他粉末成分，防止结块，确保反应均匀稳定。硅藻土还有很强的吸水性。

6. 其他添加剂：

* 盐（如氯化钠 - NaCl）： 主要作为电解质，增强水的导电性，促进电化学腐蚀反应（特别是对铁粉），加速反应速率。

* 少量高吸水性树脂（SAP）： 用于控制水分释放速度，避免反应过于剧烈。

总结与工作原理：

当用户将冷水倒入自热食品外盒底层的发热包上时，水迅速渗透进入发热包。生石灰（CaO）立即与水发生剧烈的水合反应，释放大量初始热量。同时，碳酸钠溶解提供碱性环境，促使（Al）与水反应，产生氢气（需注意通风）和补充热量，实现快速升温。铁粉（若存在）则在盐水和氧气作用下缓慢氧化，延长发热时间。活性炭、硅藻土等材料则辅助吸附气体、分散成分、控制水分。

重要安全提示：

* 强腐蚀性： 反应产物氢氧化钙是强碱，具有腐蚀性。切勿拆开发热包！ 避免皮肤或眼睛接触内容物或反应后的液体。

* 氢气产生： 反应会产生少量氢气，使用时应确保环境通风良好，远离明火。

* 高温蒸汽： 加热过程中会产生大量高温蒸汽，操作时务必小心，避免。

* 只能用冷水： 使用热水会加剧反应剧烈程度，可能导致危险。

* 儿童远离： 应在成人指导下使用。

发热包是一个巧妙设计的化学发热系统，通过精心配比不同材料的化学反应，实现了安全（在正确使用下）、便捷、的加热效果。