關於乙炔的性質及火災危險性，下列何者正確？

本題考點

乙炔的分子式、分解爆炸與壓力的關係，以及鋼瓶以多孔質浸丙酮儲存的安全設計。

正解理由

工業用乙炔鋼瓶內部填充多孔質材料並浸入丙酮，利用乙炔在丙酮中溶解度極高的性質，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，分解反應因而難以起始與傳播，這正是防止分解爆炸的標準做法，故選 D。本題經考選部公告，答Ｃ或Ｄ或ＣＤ者均給分。

逐項排除

1. (A)

   壓力升高時分子碰撞頻繁、散熱條件變差，引發分解所需的能量隨之下降，與本選項所稱最小引爆能量隨壓力成正比的方向不同。

2. (B)

   乙炔的分子式為 C2H2，碳與碳之間為三鍵；C2H4 是乙烯，兩者並非同一物質。

3. (C)

   乙炔在超過界限壓力的狀態下，受火花或撞擊給予能量即可自行分解放熱，本選項亦經公告給分。

4. (D)

   多孔質浸丙酮的鋼瓶構造正是為防止乙炔分解爆炸而設，為官方答案。

記憶點

乙炔是最簡單的炔類，分子式 C2H2，分子量 26，碳與碳之間為三鍵。它的生成熱為正值，屬吸熱化合物，合成時吸收的能量以化學位能保留在分子內，因此即使沒有氧氣，只要外界給予火花、撞擊或局部高溫，乙炔仍可分解為碳與氫並放出大量熱，氣體急速膨脹而形成分解爆炸。這是乙炔與丙烷、丁烷等飽和烴最大的差別：後者必須先與空氣混合到燃燒界限之內才會爆炸，乙炔則純氣體單獨即可。

壓力是分解爆炸的關鍵變數。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；超過某一界限壓力後，較小的能量輸入就足以使分解反應起始並自行傳播。工業上因此限制乙炔的輸送與儲存壓力。就乙炔的性質而言，界限壓力以上受能量激發即生分解爆炸的敘述，與多孔質浸丙酮防止分解爆炸的敘述都站得住腳，考選部因此公告兩者均給分。

鋼瓶的構造正是把上述原理反向操作。瓶內先填滿矽酸鈣一類的多孔質填料，把內部空間切成無數細小孔隙，使分解波無法連續傳播；再灌入丙酮，乙炔在丙酮中的溶解度極高，加壓後可大量溶解，瓶內因而不存在大體積的高壓純乙炔氣相；使用時降壓，乙炔再自丙酮逸出。也因為瓶內有液態丙酮，乙炔鋼瓶必須直立存放與使用，橫放會使丙酮流出而失去保護作用。

易混淆概念對照：分解爆炸的反應物本身就是爆炸源，屬化學性爆炸；蒸氣爆炸沒有化學反應，屬物理性爆炸；反應失控型爆炸發生於反應器內，成因是產熱大於移熱能力。

延伸考點：乙炔在空氣中的燃燒範圍約 2.5％至 81％，範圍極寬，常與氫氣一併考燃燒界限的比較；另乙炔與銅、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所限制。