硫磺固體之燃燒屬於下列何種燃燒型態？

本題考點

固體可燃物的四種燃燒型態，判斷硫磺受熱後究竟是先熔融汽化才燃燒，還是熱分解或表面氧化。

正解理由

固體燃燒依可燃蒸氣如何產生分為表面燃燒、分解燃燒、蒸發燃燒與自己燃燒四種。硫磺的熔點約攝氏一百一十五度、沸點約攝氏四百四十四度，受熱後會先熔融成液態，繼續受熱即汽化成硫蒸氣，硫蒸氣與空氣中的氧結合後在固體表面上方形成火焰，燃燒生成二氧化硫。可燃蒸氣是靠物理相變產生、不是靠分子熱裂解產生，這正是蒸發燃燒的特徵。故選 D。

逐項排除

1. (A)

   爆炸燃燒指可燃氣體與空氣預先混合到爆炸範圍內、在密閉或受限空間中瞬間反應並產生壓力上升的燃燒，不是硫磺塊受熱燃燒的型態。

2. (B)

   分解燃燒指固體受熱後分子裂解，釋出可燃氣體再行燃燒，木材、紙張、煤與一般塑膠屬之，硫磺熔融汽化並未經歷分子裂解。

3. (C)

   自己燃燒又稱內部燃燒，指分子結構內自帶氧原子，可不依賴外界供氧持續燃燒，硝化纖維素、賽璐珞屬之，硫磺分子不含氧。

4. (D)

   正確。硫磺受熱先熔融、後汽化，以硫蒸氣燃燒，屬蒸發燃燒。

記憶點

固體燃燒型態的分類邏輯，全部繞著同一個問題：火焰所需的可燃蒸氣是怎麼來的。表面燃燒不產生可燃蒸氣，氧直接在固體表面與碳或金屬反應，因此沒有火焰只有熾熱的紅光，木炭、焦炭與鎂、鋁等金屬屬之。分解燃燒是分子受熱裂解成小分子可燃氣體後才燃燒，木材、紙張、煤、合成樹脂屬之，其特徵是會先冒出可燃的白煙。蒸發燃燒是固體先熔融再汽化，蒸氣才燃燒，硫磺、萘、樟腦、石蠟、瀝青屬之。自己燃燒是分子內含氧原子，供氧不必全靠外界，硝化纖維素、賽璐珞、火藥屬之，因此難以用窒息法滅火。

以硫磺的物性把過程接起來就很清楚：常溫下的斜方硫在約攝氏九十五度轉為單斜硫，約一百一十五度熔融，繼續加熱到約四百四十四度沸騰。燃燒時生成二氧化硫，這是一種具刺激性的有毒氣體，遇水會生成亞硫酸，對眼睛與呼吸道黏膜有強烈刺激，所以硫磺火災的人命危害不只來自火焰本身，還來自燃燒生成物。

易混淆概念對照：同樣是硫磺，型態不同、燃燒行為就不同。塊狀或粉狀堆積的硫磺受熱走的是蒸發燃燒；但硫磺粉末若懸浮在空氣中形成粉塵雲，遇到火源就可能發生粉塵爆炸，那是另一種現象，判別關鍵在於可燃物是否以微粒懸浮並與空氣充分混合。另外，萘與樟腦在常溫下即會昇華，屬於不經液態直接汽化，仍歸入蒸發燃燒。

延伸考點：本科常把四種型態與具體物質配對成選項。記憶方式是先問有沒有火焰，沒有火焰的是表面燃燒；有火焰的再問蒸氣怎麼來，熔了就汽化的是蒸發燃燒、要裂解的是分解燃燒、分子自帶氧的是自己燃燒。