關於乙炔的性質及火災危險性，下列何者正確？

本題考點

乙炔之分子式、分解爆炸特性，以及溶解乙炔鋼瓶以丙酮浸潤多孔質之防爆設計原理。

正解理由

依燃燒學對乙炔危險性之說明，乙炔為吸熱化合物，加壓儲存時可能在無氧狀態下分解放熱而爆炸，因此工業用乙炔鋼瓶不採一般高壓氣體的直接壓縮方式，而是在瓶內填充矽藻土、木炭粉等多孔質材料並浸潤丙酮，利用丙酮對乙炔極高的溶解度，使乙炔以溶解態儲存，降低氣相中乙炔的分壓；多孔質細孔同時具消焰間隙作用，使分解火焰無法傳播，達到防止分解爆炸的目的。此即選項 (D) 所述內容，故選 D。

逐項排除

1. (A)

   乙炔壓力升高時分子間距縮短、分解連鎖更易傳播，引爆所需能量隨之降低，最小引爆能量與壓力應呈反向關係，非成正比。

2. (B)

   乙炔的分子式為 C2H2，含一個碳碳三鍵；C2H4 為乙烯，含碳碳雙鍵，兩者性質與危險性均不同，分子式寫錯。

3. (C)

   分解爆炸的發生除壓力條件外，尚須容器狀態、有無溶劑吸收與消焰構造等條件配合，鋼瓶內既已以丙酮溶解並填充多孔質，即使加壓亦不必然發生，此敘述過於絕對，不能作為本題所求之正確描述。

4. (D)

   完整說明多孔質浸潤丙酮、使乙炔溶解以防止分解爆炸的鋼瓶設計原理，敘述正確，為正解。

記憶點

乙炔在燃燒學裡是「危險性教材級」的氣體，值得把它的四大特性一次記牢。第一是分解爆炸性：標準生成熱約 +227 kJ/mol，屬吸熱化合物，加壓下受衝擊或熱即可在無氧環境自行分解為碳與氫並放熱，形成不需氧化劑的爆炸。第二是燃燒範圍極寬：約 2.5%～81%，在常見可燃氣體中僅次於氫氣與部分特殊氣體，代表洩漏後幾乎任何混合比例都在可燃範圍內。第三是最小引爆能量低且隨壓力上升而下降，壓力愈高愈敏感，這是 (A) 選項的判斷依據。第四是化學反應性：乙炔與銅、銀、汞接觸會生成乙炔化物（acetylide），屬於摩擦或撞擊即可能起爆的敏感化合物，故乙炔輸送設備對含銅材質的使用有嚴格限制。

溶解乙炔鋼瓶的設計把「降低分壓」與「消焰」兩種防爆思路合併。丙酮在常溫、約 15 kgf/cm² 下對乙炔的溶解度可達每單位體積約 25 倍體積，因此鋼瓶能以相對低的自由氣相分壓儲存足量乙炔。多孔質則把容器內部切割成無數細孔，孔徑小於乙炔分解火焰的消焰間隙，火焰在孔內因散熱面積大、熱損失快而熄滅，分解連鎖無法跨孔傳播。這與可燃氣管線加裝阻焰器、礦工安全燈以金屬網罩隔絕火焰的原理完全相同，都是利用「間隙小於消焰距離即無法傳焰」。

易混淆概念對照有三組：其一，乙炔（C2H2，三鍵）與乙烯（C2H4，雙鍵）、乙烷（C2H6，單鍵）的分子式與危險性層次，乙烯屬可聚合物質、乙烷為一般烷類；其二，分解爆炸（乙炔、環氧乙烷、聯氨、臭氧）與聚合爆炸（氯乙烯單體、丙烯腈、環氧乙烷亦可）與氧化爆炸的機制差異，其中惰化稀釋對分解爆炸無效是關鍵考點；其三，溶解氣體（乙炔）、壓縮氣體（氧、氮、氫）、液化氣體（液化石油氣、氨）三種高壓氣體儲存型態的分類。

相關考點延伸：本題與同卷另一題同樣考丙酮溶解乙炔，可見命題者對此設計原理的重視。常見變化題型包括問「下列何者非分解爆炸性物質」「乙炔鋼瓶填充多孔質的目的」「乙炔配管不得使用何種材質」，以及以燃燒範圍下限 2.5% 搭配勒沙特列公式做混合氣體計算。