铁丝在氧气里燃烧的产物
作者：吴国庆
中学化学教学参考 2003年02期
初中化学有一实验——铁丝在充满氧气的广口瓶里燃烧。教科书告诉我们，这个反应的产物是Fe[,3]O[,4]。为什么反应产物不是Fe[,2]O[,3]或FeO呢？若是Fe[,2]O[,3]或者FeO该多好，初中生刚学化学，就遇到Fe[,3]O[,4]这种混合价态的物质，有点难。可是， 该反应得到Fe[,3]O[,4]却是不争的事实。乍一想，这个事实很容易解释。 我曾读到一个中学教研员写的文章，他是这样解释这个事实的：
我相信，这位教研员一定用这个解释回答了许多中学老师的提问，因为这个疑问很容易产生。若提问的人学过化学热力学，懂得化学反应的热力学趋势可以用ΔG来度量，会不假思索的接受这个解释。
然而，如果稍加思索，就会发现这个解释有问题了。谁都知道，在常温下铁生锈，通常是生成Fe[,2]O[,3]呀！这说明，以上解释肯定有问题。
为什么从以上数据不能直接说明哪一个氧化物最稳定呢？Fe[,3]O[,4]的生成自由能的负值（－Δ[,f]G[,m]）最小，能否表明它是三种铁氧化物中最稳定的呢？
我们通常说，一个过程的－ΔG很大，表明该过程的自发性很大。但这是一种很笼统的说法，并不能用来对比不同反应自发性。须知：对比，必须有可比性！比如，谁也不会去对比体积和质量孰大孰小，因为他知道，体积和质量是两个不同的物理量，对比它们的数值大小毫无意义。其实，不同反应的ΔG，也可能跟体积与质量一样不可比，却常常被人们忽略了。
要对比铁和氧化合成各种氧化铁的自发性大小，最简单的理论模型是考察他们的相互转化的自发性，即：
从求取上面两个转化反应的标准摩尔自由能变化的关系式里你一定已经发现，三种氧化物的生成自由能并不是可以直接相减的，而是要乘以一个系数，可见直接比较三种生成自由能的差别（相当于相减）是没有意义的，即：它们没有可比性！
为考察在铁丝里发生燃烧反应得到的是哪
作者介绍：吴国庆，北京师范大学化学系