混合氣體由 A、B、C 三種氣體組成，混合時組成氣體不進行反應，且燃燒無催化作用，其中各氣體之混合濃度中，A 氣體占 1/5（燃燒下限 4.0%），B 氣體占 3/5（燃燒下限 12.5%），C 氣體占 1/5（燃燒下限 2.0%），則此混合氣體燃燒下限約為多少？

本題考點

勒沙特列（Le Chatelier）混合氣體燃燒界限公式的應用。

正解理由

混合可燃氣體在成分間不反應、無催化作用的前提下，燃燒下限 L＝100÷Σ(Vi/Li)，Vi 為各成分於可燃氣體中所占百分比、Li 為各成分自身的燃燒下限。A 占 1/5＝20％、B 占 3/5＝60％、C 占 1/5＝20％，各項商數相加為 19.8，取倒數乘 100 得約 5.05％，四個選項中最接近 5.1％，故選 B。

逐項排除

1. (A)

   4.8％ 恰好等於 B 氣體單項的商 60÷12.5，屬只算完其中一項、未把三項加總後再取倒數的半成品。

2. (B)

   5.1％ 與 100÷19.8＝5.05％ 相符，為本題應選者。

3. (C)

   6.5％ 明顯高於正解，是把調和平均誤作加權算術平均（0.2×4＋0.6×12.5＋0.2×2＝8.7％）方向的誤算。

4. (D)

   7.3％ 同屬高估，忽略了下限僅 2.0％ 的 C 氣體對混合下限的強力拉低作用。

演算步驟

1. 公式：L＝100÷Σ(Vi/Li)。
2. 代入：20÷4.0＋60÷12.5＋20÷2.0＝5.0＋4.8＋10.0＝19.8。
3. 結果：L＝100÷19.8＝5.05％≒5.1％。

記憶點

勒沙特列公式的概念基礎是「危險度可加」：把混合氣體稀釋到剛好達到燃燒下限時，各成分對「達到可燃」的貢獻與其占比除以自身下限成正比，各項貢獻加總等於 1（以百分比表示即 100），移項後即得 L＝100÷Σ(Vi/Li)。同一式子把 Li 換成各成分的燃燒上限 Ui，就得到混合氣體的燃燒上限 U＝100÷Σ(Vi/Ui)。

本題三個成分的下限恰好對應三支常考氣體：4.0％接近氫氣、12.5％正是一氧化碳、2.0％則在丙烷與乙炔的等級。其他必背值還有甲烷 5％、乙烷 3％、甲醇 6％、乙醚 1.9％、丙酮 2.5％。這些數值記熟，遇到未直接給下限的變化題才有辦法代入。

公式的適用前提在題幹已明白寫出：各成分互不反應、無催化作用，且參與計算的必須全部是可燃成分。若混合氣體中含氮、二氧化碳等惰性成分，應先把惰性氣體與其鄰近可燃成分視為一個準成分處理或改用修正式，直接套用原式會低估危險性——這是命題者常用的變化方向。

另一個常一併考的量是危險度 H＝(U−L)/L，代表可燃範圍相對於下限的倍數。乙炔的 L＝2.5％、U＝81％，H 高達 31.4，是常見氣體中危險度最高者之一；混合氣體的 L 與 U 求得後即可算出其危險度，屬於本公式的延伸考法。

計算的三個典型失分點：把占比寫成小數 0.2 卻沒有同步調整分子的 100、加總完忘記取倒數（本題選項 A 就是這個陷阱的化身），以及誤用加權算術平均。記住調和平均的結果一定小於算術平均，選項中同時出現偏大與偏小的數值時，偏小的那一側才是正解方向。