高壓氣體之爆炸界限，通常較常壓下為廣，下列何者氣體之爆炸界限，會呈現加壓時上、下限初呈狹窄，但繼續加壓後又變廣的現象？

本題考點

壓力對爆炸界限的影響，以及氫氣在加壓過程中界限先收窄、繼續加壓後又擴大的特殊行為。

正解理由

依燃燒學原理，可燃氣體加壓後單位體積分子數增加、碰撞頻率上升，火焰帶熱量不易散失，爆炸上限因而上移、界限範圍變廣，這是一般氣體的常態。氫氣則是教科書列舉的例外：自常壓往上加壓的初期區間，上限先下降、下限略微上升，界限反而收窄；壓力繼續升高後上限再度上移，界限又變廣，整體呈先窄後廣的變化。題幹描述的正是此現象，故選 A。

逐項排除

1. (A)

   H2 氫：加壓初期界限收窄、繼續加壓又擴大，與題幹敘述相符，為本題應選者。

2. (B)

   CH4 甲烷：加壓後上限單調上移（常壓約 5%～15%,高壓下上限可達 40% 以上）,沒有先收窄的階段。

3. (C)

   C2H4 乙烯：常壓約 2.7%～36%,加壓後亦屬界限單調擴大者，不呈先窄後廣。

4. (D)

   CO 一氧化碳：是加壓後爆炸界限反而收窄的典型氣體，且不會回頭變廣，與題幹描述的兩階段變化不同。

記憶點

壓力對爆炸界限的影響，來自碰撞頻率與熱損失的競爭。加壓使單位體積內分子數增加，自由基與燃料分子碰撞機率上升、火焰帶的熱量相對不易散失，原本因氧氣相對不足而無法傳播火焰的濃度也能燃燒，所以上限明顯上移、界限範圍擴大；減壓則相反，壓力降到某一臨界值以下時，上下限會收斂到同一點而完全不燃，這也是高空與真空環境防火分析的理論基礎。

氫氣的例外行為屬必背考點：自常壓加壓的初期（約十餘至二十大氣壓的區間）,上限先下降、下限略升，界限收窄；壓力繼續升高後上限再度上移，界限又擴大。一般以反應機構解釋：該壓力區間內三體反應（H·＋O2＋M→HO2·＋M）的比重相對於鏈分支反應（H·＋O2→OH·＋O·）上升，而 HO2· 是活性較低的自由基，使鏈分支效率暫時下降；壓力更高時，整體反應速率的提升又壓過此效應。

一氧化碳則是另一個方向的例外：加壓後爆炸界限反而收窄，且不像氫氣會回頭擴大。此外一氧化碳的界限對水分含量極為敏感，在完全乾燥狀態下幾乎難以點燃，含微量水蒸氣才能順利傳播火焰，因為其氧化主要靠 OH· 自由基推動。

整組記憶方式是：常態加壓擴大、氫先窄後廣、一氧化碳單向收窄。相關考點還包括：溫度上升使界限擴大；惰性氣體摻入使上限下移並導向最小氧濃度（MOC）;以危險度 H＝（上限−下限）÷下限 比較氣體危險性；以及高壓氣體洩漏時，因焦耳-湯姆生效應與噴流靜電所生的引燃風險，常與氫的最小引燃能量僅約 0.02 mJ 合併命題。