為什麼1mol鐵在氧氣中燃燒失去的電子數小於3mol？

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懶得打字了，直接從我以前的答案里複製粘貼了。大概高一時候寫的。

關於鐵在氧氣中燃燒的解釋。（這部分內容完全理解需要大學化學內容，不具有這個知識水平的只看最後一句就好了）

鐵在純氧中點燃，火星四濺，是初中反應中最有名的化學反應之一，它的反應方程式是3Fe+2O2==Fe3O4，我相信各位在初中的時候也或多或少對這個結果有些疑問。最著名的問（ri）題（jing）便是：為什麼是Fe3O4，而不是鐵在空氣中的氧化產物，Fe2O3？這個問題需要藉助於化學熱力學來解釋。

一個著名的錯誤解釋是這樣的。通過鐵的氧化物的熱力學數據：

物質（ΔG/kj·mol-1）：Fe3O4（-1012） Fe2O3（-742） FeO（-245）可以看出，Fe3O4最穩定，生成的熱力學趨勢最大，所以化合產物是Fe3O4。

這個理論看起來很正確，但是稍加思索就會發現問題：鐵在空氣中氧化怎麼不是Fe3O4呢？所以這個解釋是明顯錯誤的。主要的錯誤原因就在於，ΔG只代表一個趨勢，而並非一定代表最後的結果。

那怎麼辦呢？我們要考察他們之間相互轉化的自發性，即：

6FeO+O2===2Fe3O4 （反應1）

4Fe3O4+O2===6Fe2O3 （反應2）這兩個反應的自發性。

常溫下，ΔG（1）= -275kj/mol，ΔG（2）= -202kj/mol

所以，FeO會自發轉化為Fe3O4，而Fe3O4會自發轉化為Fe2O3，與我們的常識相同。

然而在高溫下，我們不能使用常溫的數據，通過各種計算，我們得到高溫下的數據：

ΔG（1高溫）= -207kj/mol，ΔG（2高溫）=+39kj/mol

所以，FeO會自發轉化為Fe3O4，Fe2O3也會自發轉化為Fe3O4

再探索一下，導致高溫常溫下ΔG差別的主要原因是什麼呢？答案是熵（S）。在自由能方程G=H-TS中，H近似地不隨溫度變化，但TS項是T的函數，當T改變時，G也會隨之改變。反應（1）（2）均為熵減反應（氧氣沒了），所以G都會隨著T增加而增加，當溫度達到1800K左右時，-TS已經足夠大到使反應（2）的方向改變。所以我們可以進一步預測，當溫度足夠足夠足夠高，足以將反應（1）方向也逆轉時，鐵與氧氣的反應產物將是FeO。

一句話：高溫下Fe3O4更穩定，常溫下Fe2O3更穩定

1molFe完全轉化為三價的Fe才會失去3mol電子，而高溫產物Fe3O4其實是2個Fe2O3和1個FeO的結合體，所以並不完全是Fe3O4,即可推出不會失去3mol電子。

老師講課沒認真聽吧

自己寫作業。

這裡不是百度知道。

因為生車的四氧化三鐵不全是三價鐵有二價鐵。

這個問題就不要用「高中」標籤了吧…

高溫優先生成熱力學穩定的產物