木材燃烧的变化解析
木材燃烧一个复杂的化学变化经过，涉及有机物分解、氧化反应及能量转化，同时伴随部分物理变化（如水分蒸发）。下面内容是其核心变化的阶段划分与原理：
一、燃烧阶段的动态变化
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预热与水分蒸发（物理变化为主）
当木材受热至100-148℃时，细胞壁中的结合水开始蒸发，木材逐渐干燥。此时木材未发生化学分解，仅发生物理脱水。 -
热解反应（化学变化的起点）
- 200-280℃：木材中的纤维素、半纤维素和木质素开始分解，生成二氧化碳、水蒸气、甲酸、乙酸等小分子有机物。
- 280-500℃：分解加剧，产生大量可燃气体（如氢气、甲烷、一氧化碳）及挥发性液体，形成烟雾。此时木材表面碳化，形成疏松炭层。
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剧烈氧化燃烧（化学变化的核心）
当温度达到300℃（木材着火点）时，挥发物与氧气剧烈反应，释放大量热量和光能，产生火焰。主要反应包括：- 完全燃烧：$$ \textC} + \textO}_2 \xrightarrow\text点燃}} \textCO}_2 $$（生成二氧化碳和水蒸气）
- 不完全燃烧：$$ 2\textC} + \textO}_2 \xrightarrow\text点燃}} 2\textCO} $$（生成一氧化碳和其他有害物质）。
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碳化与燃尽阶段
高温（＞500℃）下，残留的碳与氧气反应生成二氧化碳，最终仅剩无机盐灰烬（如碳酸钾、硅酸盐）。若氧气不足，部分碳残留为木炭。
二、质量变化的本质
燃烧后木材质量大幅减少（如500克木材仅剩50克灰烬），主要由于：
- 有机碳氢化合物转化为气态产物（CO?、H?O等）逸散至空气中。
- 无机矿物成分（约1-5%）以灰烬形式残留。
这一经过遵循质量守恒定律，质量并未消失，而是以气体和颗粒物形式转移。
三、能量转化与产物
- 能量释放：燃烧将木材储存的化学能转化为热能和光能，火焰温度可达900-1100℃。
- 主要产物：
- 完全燃烧：CO?、H?O（占比最高）。
- 不完全燃烧：CO、碳颗粒（烟雾）、未燃尽有机物。
- 环境关联：CO?排放加剧温室效应，CO则具有毒性，需注意通风与燃烧效率。
木材燃烧以化学变化为主导，经历热解、氧化和碳化三个阶段，最终生成气体与灰烬。其本质是碳、氢元素与氧气的化学反应，同时伴随能量形式的转换。这一经过既诠释了燃烧的科学原理，也提示了合理利用生物质能源的重要性。
