在乙炔氣瓶內加入丙酮以溶解乙炔氣，主要是防止那一種爆炸？

本題考點

乙炔屬於吸熱化合物，鋼瓶內加入丙酮的目的在於抑制其在無氧狀態下自行分解放熱的爆炸型態。

正解理由

乙炔的生成熱為正值，分子本身即帶有較高的化學位能，在加壓狀態下只要獲得足夠的引燃能量，縱使完全沒有氧氣參與，仍會分解為碳與氫並放出大量熱，瞬間造成高壓，此即氣體分解爆炸。工業用乙炔鋼瓶內填充多孔質填料並浸入丙酮，使乙炔以溶解狀態分散儲存，瓶內不存在大體積的高壓純乙炔氣相，分解反應難以起始與傳播，故選 C。

逐項排除

1. (A)

   自然發火型爆炸指物質在無外部火源下因蓄熱自行升溫至著火，丙酮溶解法並非為了處理堆積物的蓄熱自燃。

2. (B)

   蒸氣爆炸是液體在短時間內接觸高溫而急速氣化、體積膨脹所致的物理性爆炸，過程中沒有化學反應，與乙炔的分解無關。

3. (C)

   乙炔在加壓下受能量激發即可自行分解放熱，丙酮溶解法正是針對此一危險而設，為正確答案。

4. (D)

   反應失控型爆炸指反應器內放熱反應的產熱大於移熱能力而溫度壓力失控，屬製程操作的問題，不是鋼瓶儲存手段所要防範者。

記憶點

乙炔是炔類中最簡單的一員，分子式 C2H2，碳與碳之間為三鍵。三鍵的鍵能雖高，但整個分子的生成熱為正值，屬吸熱化合物，也就是合成它需要外界供給能量，而這些能量以化學位能的形式保留在分子內。當外界給予火花、撞擊或局部高溫時，乙炔可以在沒有助燃物的條件下逆向分解為碳與氫並放出熱量，分解波在容器或管線內傳播即形成分解爆炸。這是乙炔與一般飽和碳氫化合物最大的差別：丙烷、丁烷必須先與空氣混合到燃燒界限之內才會爆炸，乙炔則純氣體單獨就能爆炸。

乙炔的分解爆炸與壓力密切相關。壓力升高使分子碰撞頻率增加、單位體積內的能量密度提高，散熱相對變差，引發分解所需的能量隨之下降；因此工業安全上對乙炔的輸送與儲存壓力設有上限，超過該界限壓力後，即使沒有空氣也具有相當危險性。鋼瓶的設計正是順著這個道理走：瓶內先填滿矽酸鈣一類的多孔質填料，把內部空間切割成無數細小孔隙，使分解波無法連續傳播；再灌入丙酮，乙炔對丙酮的溶解度極高，加壓後可大量溶解，於是瓶中沒有大體積、高壓的純乙炔氣相。使用時降壓，乙炔再自丙酮中逸出。也因為瓶內有液態丙酮，乙炔鋼瓶必須直立存放與使用。

易混淆概念對照：分解爆炸屬化學性爆炸，反應物本身就是爆炸源；蒸氣爆炸屬物理性爆炸，如高溫熔融物落入水中使水瞬間汽化，過程中沒有化學反應；反應失控型爆炸發生在反應器內，成因是放熱速率超過移熱能力；自然發火型則是堆積物蓄熱升溫至著火點。四者常在同一題中並列，判別關鍵是「有沒有化學反應」與「反應發生在哪裡」。

延伸考點：乙炔在空氣中的燃燒範圍約 2.5％至 81％，範圍極寬，常與氫氣、乙醚一併考燃燒界限的比較；此外乙炔與銅、銀接觸會生成敏感的乙炔金屬鹽，故相關管線材質對含銅量有限制，這一點也常與丙酮溶解法出現在同一題的選項中。