下列有關燃燒上下限之敘述，何者錯誤？

本題考點

燃燒界限（燃燒上下限）的物理意義，以及混合可燃氣體的燃燒下限須以勒沙特列公式計算。

正解理由

依勒沙特列（Le Chatelier）公式 100/L＝V₁/L₁＋V₂/L₂＋…（V 為各可燃成分所占體積百分比，L 為各自燃燒下限），混合氣體的燃燒下限是各成分下限的加權調和平均，必然落在最低者與最高者之間，並非直接取最低者。(D) 的敘述與此公式不合，為本題應選的錯誤敘述，故選 D。

逐項排除

1. (A)

   濃度高於燃燒上限時，可燃氣過濃而相對氧氣不足，即使給予點火能量也無法維持燃燒反應，敘述正確。

2. (B)

   燃燒下限愈低，代表極少量蒸氣即可形成爆炸性混合氣，發生火災爆炸的機會愈大，敘述正確。

3. (C)

   加入氮氣、二氧化碳等不燃性氣體會稀釋氧濃度並吸熱，使燃燒上限明顯下降、下限略升，範圍收窄，敘述正確。

4. (D)

   混合氣體的燃燒下限應以勒沙特列公式計算，其值介於各成分下限之間而非最低者，敘述錯誤，為本題應選者。

記憶點

勒沙特列公式 100/L＝ΣVi/Li 的物理基礎，是假設各可燃成分在達到燃燒界限時所釋出的熱量具可加成性，因此混合氣的下限是各成分下限的加權調和平均，數值必然介於最低者與最高者之間。適用前提是各成分性質相近（例如烷類彼此混合）且不含惰性氣體；若混合氣中含氮氣或二氧化碳，須先把惰性氣體與其搭配的可燃氣視為一組「準可燃氣」處理，直接套用會失準。

常見燃燒範圍務必背熟：甲烷 5～15%、丙烷 2.1～9.5%、氫氣 4～75%、一氧化碳 12.5～74%、乙炔 2.5～100%、乙醇約 3.3～19%。由此衍生危險度 H＝（U−L）/L，乙炔的 H 高達 39，屬極危險氣體；下限低者（如汽油蒸氣約 1.4%）則代表微量洩漏即可形成爆炸性混合氣。

溫度與壓力的影響方向要分清：溫度升高使分子動能增加，下限略降、上限明顯上升，燃燒範圍變寬；壓力升高主要使上限上升（氫氣為著名例外，加壓時上限反而先降後升）。加入不燃性氣體屬「惰化」概念，隨惰性氣體比例增加，上下限逐漸靠攏並交會於一點，該點對應的氧濃度即最小氧濃度（MOC），可用 MOC≈LFL×每莫耳燃料完全燃燒所需氧莫耳數估算，甲烷即 5%×2＝10%。

延伸考點：本題型也常改問「加入不燃性氣體對燃燒下限的影響」（略升），或要求以勒沙特列公式實際計算兩、三種氣體混合後的下限；計算時 Vi 須以可燃氣體彼此之間的相對比例代入，而非以其在全部混合氣中的比例代入，這是最常見的計算陷阱。