下列敘述何者正確？

本題考點

天然氣與液化石油氣的主成分、蒸氣密度比，以及甲烷的燃燒範圍。

正解理由

天然氣的主要成分為甲烷，含量通常在九成上下，另含少量乙烷、丙烷等輕烴。甲烷的分子量為 16，小於空氣的平均分子量 29，蒸氣密度比約 0.55，屬比空氣輕的氣體，外洩後會往上方積聚。因此「天然氣的主成分為甲烷」為正確敘述，故選 A。

逐項排除

1. (A)

   正確。天然氣以甲烷為主成分，這也是它比空氣輕、外洩後積聚於上方的原因。

2. (B)

   液化石油氣的主成分是丙烷與丁烷，分子量分別為 44 與 58，蒸氣密度比大於 1；戊烷在常溫常壓下為液體，並非液化石油氣的主成分。

3. (C)

   甲烷在空氣中的燃燒範圍約為 5% 至 15%，選項所列的 15% 至 42% 與此不符。

4. (D)

   天然氣的蒸氣密度比約 0.55，小於 1，比空氣輕；比空氣重的是液化石油氣，兩者外洩後的滯留位置因而相反。

記憶點

天然氣與液化石油氣的對照，是燃氣類火災題的固定考點，可以整理成一張表來記。天然氣主成分甲烷，分子量 16，蒸氣密度比約 0.55，燃燒範圍約 5% 至 15%，以管線供應為主；液化石油氣主成分為丙烷與丁烷，分子量 44 與 58，蒸氣密度比分別約 1.5 與 2.0，丙烷燃燒範圍約 2.1% 至 9.5%、丁烷約 1.8% 至 8.4%，以加壓液化裝入鋼瓶供應。兩者本身皆無色無味，供應時添加含硫的加臭劑以利察覺洩漏。

蒸氣密度比是判斷外洩行為的關鍵：比值小於 1 者外洩後上升，積聚於天花板下方與屋頂空間；大於 1 者下沉，滯留於地面、地下室、排水溝與凹陷處，即使離洩漏點有一段距離仍可能形成可燃混合氣。這個差異直接決定了火災調查時應優先勘查的位置，也是燃氣種類判別的重要線索。

燃燒範圍方面，碳數越大的烷類其下限越低、範圍越窄，因此液化石油氣只要少量外洩就可能進入燃燒範圍，危險性的表現方式與天然氣不同；而甲烷雖然下限較高，但因常以管線持續供應，洩漏量可能相當可觀。多種可燃氣體混合時的燃燒界限，可用勒沙特列公式由各成分的體積分率與各自界限推估。

完全燃燒的反應式也值得一併記：甲烷為 CH4＋2O2 → CO2＋2H2O，一莫耳甲烷需二莫耳氧；丙烷為 C3H8＋5O2 → 3CO2＋4H2O，一莫耳丙烷需五莫耳氧。碳數越多者所需理論空氣量越大，換算成單位體積燃氣的發熱量也越高，這說明了為何同樣體積的液化石油氣外洩，其潛在放熱量高於天然氣。

延伸考點：閃火點與燃燒範圍的區別、氣體比重與火災調查的關聯、不完全燃燒生成一氧化碳造成的中毒事故，以及液化石油氣鋼瓶受火烤時可能發生的沸騰液體膨脹蒸氣爆炸現象，都常與本題落在同一單元。