在一大氣壓力狀態下，假設空氣中氧（O2）之重量占整體空氣的 23%，試問 1 kg 之硫（S）完全燃燒，約需多少公斤之空氣？

本題考點

硫完全燃燒的理論空氣量計算，屬燃燒學中由化學反應式求理論需氧量與理論空氣量的基本題型。

正解理由

硫完全燃燒的反應式為 S＋O₂→SO₂，硫與氧的莫耳比為 1 比 1。硫的原子量為 32、氧分子的分子量亦為 32，故每 1 kg 硫完全燃燒需要 1 kg 氧氣。題目已給定氧在空氣中的重量比為 23%，所需空氣量即為 1 kg÷0.23≈4.35 kg，故選 D。

逐項排除

1. (A)

   34.8 kg：為正確值 4.35 kg 的八倍，係把每公斤燃料需氧量誤取為 8 kg（碳氫化合物中氫的需氧比）所得，與硫的反應式不符。

2. (B)

   11.6 kg：相當於每 1 kg 燃料需氧 2.67 kg，該比值是碳完全燃燒（C＋O₂→CO₂，12 比 32）的需氧量，並非硫的需氧量。

3. (C)

   8.9 kg：相當於每 1 kg 燃料需氧約 2.05 kg，與 S＋O₂→SO₂ 所得的 1 比 1 重量比不符。

4. (D)

   4.35 kg：由 1 kg 氧除以 0.23 得出，與反應式及題給氧含量一致，為正確答案。

演算步驟

1. 反應式 S＋O₂→SO₂；
2. 需氧量＝1 kg×(32÷32)＝1 kg；
3. 理論空氣量＝1 kg÷0.23≈4.35 kg。

記憶點

理論空氣量的求法有固定步驟：先寫平衡的完全燃燒反應式，再由分子量換算成重量比，最後除以空氣的含氧率。硫的反應式 S＋O₂→SO₂ 特別好記，因為硫原子量 32 與氧分子量 32 相同，需氧重量比恰為 1 比 1；碳為 12 比 32，即每 1 kg 碳需 2.67 kg 氧；氫為 4 比 32，即每 1 kg 氫需 8 kg 氧。這三組數字是燃燒計算的基本盤，本題四個選項正是分別對應硫、碳與氫的需氧倍數，能背熟就能直接判斷。

空氣含氧率有兩種表示方式，必須分清楚：以體積計約為 21%，以重量計約為 23%。原因是氧分子量 32 大於氮分子量 28，同體積下氧較重，重量占比因而高於體積占比。題目明白寫出「重量占整體空氣的 23%」，故本題走重量基準，不可用 21% 去除；若題目改問體積基準的理論空氣量，就要先把重量換算成莫耳數再除以 0.21。

把常見物質的理論空氣量整理成對照會更好用：每 1 kg 硫約需空氣 4.35 kg，每 1 kg 碳約需 11.6 kg，每 1 kg 氫約需 34.8 kg。此處恰可看出本題選項的設計邏輯，(A) 與 (B) 並非隨手編造的數字，而是氫與碳的答案，命題者藉此檢驗考生有沒有真的寫出反應式。

實際燃燒時空氣量還要考慮過剩空氣係數（空氣比）m，實際空氣量等於理論空氣量乘以 m。m 過小會燃燒不完全而生成一氧化碳與煙粒，m 過大則帶走熱量使火焰溫度下降，這也是火災學中討論燃燒效率與生成物毒性的起點。硫燃燒生成的二氧化硫具刺激性與腐蝕性，是含硫物質火災的重要生成物，與含氮物質產生氰化氫、含氯高分子產生氯化氫同屬燃燒生成物毒性的常考項目。

延伸考點包括：由理論空氣量反推理論燃燒溫度、由燃料元素分析（碳、氫、硫、氧含量）以加成方式計算混合燃料的理論空氣量，以及以燃燒生成物體積推算通風需求。