T.N.T.炸藥化學名稱為三硝基甲苯（Trinitrotolene，C7H5N3O6），俗稱黃色炸藥，試問其氧平衡（Oxygen Balance, O.B.）為多少？

本題考點

氧平衡（Oxygen Balance）的定義式與計算，用以判斷含能物質自身氧量的盈缺。

正解理由

對 CaHbNcOd 型化合物，氧平衡 O.B.％＝−1600×(2a＋b/2−d)/M，括號內是把碳全部氧化成 CO₂、氫全部氧化成 H₂O 所需的氧原子數扣掉自帶氧原子數，係數 1600 來自氧原子量 16 乘以百分比換算的 100，M 為分子量。三硝基甲苯 C7H5N3O6 的 M＝7×12＋5×1＋3×14＋6×16＝227，括號值＝2×7＋5÷2−6＝10.5，故 O.B.＝−1600×10.5÷227＝−16800÷227≒−74.0％，負值代表自身含氧不足以完全氧化，故選 B。

逐項排除

1. (A)

   −64.0％：在括號值 10.5 不變的前提下須分子量約 263 才成立，與 TNT 的 227 不符。

2. (B)

   −74.0％：由 −1600×10.5÷227 直接得出，與 C7H5N3O6 的原子組成完全相符，為本題應選者。

3. (C)

   −84.0％：對應分子量約 200，相當於漏算一個氮原子加一個碳的質量。

4. (D)

   −94.0％：對應括號值約 13.3，相當於氫項忘了除以 2 且高估碳數，偏離最遠。

記憶點

氧平衡衡量的是「含能分子自帶的氧夠不夠把自己燒完」。定義式中的括號項，是把碳全部氧化成二氧化碳（每個碳需 2 個氧）、氫全部氧化成水（每 2 個氫需 1 個氧）所需的氧原子總數，再扣掉分子自帶的氧原子數；乘以氧原子量並換算成百分比，即得每 100 公克物質缺（或多）幾公克氧。負值代表缺氧，正值代表餘氧。氮通常以 N₂ 形式逸出、不計入需氧量，這是計算時最常被誤加的一項。

幾組必背對照：三硝基甲苯 C7H5N3O6 為 −74％，屬明顯負氧平衡；硝化甘油 C3H5N3O9 的括號值為 6＋2.5−9＝−0.5、分子量同為 227，O.B.＝＋3.5％，接近零而略帶正值；硝酸銨 NH4NO3 分子量 80，括號值 0＋2−3＝−1，O.B.＝＋20％，是典型的富氧氧化劑。

這組數字解釋兩件現象。其一，爆炸威力在氧平衡接近零時最大，所以強負氧平衡的 TNT 常與強正氧平衡的硝酸銨混合成阿馬托（Amatol）炸藥，硝酸銨也常配燃料油成為 ANFO，靠互補把整體氧平衡拉回零附近。其二，負氧平衡物質爆炸後會產生大量一氧化碳、游離碳與未燃碳氫，因而伴隨濃黑煙、二次燃燒與中毒危害；正氧平衡物質則傾向生成氮氧化物。

同一考點的其他問法：給分子式直接求 O.B.、比較兩種物質何者威力較大、或由氧平衡推斷爆炸後的煙色與有毒氣體種類。失分點集中在三處——氫項忘記除以 2、把氮算進需氧量、以及分子量加錯，其中分子量是最容易在考場上算錯的一步，建議先寫成 84＋5＋42＋96 再相加。