消防設備士普通考試-消防設備士火災學概要112 年第 4 題單選題
若空氣中的氧氣體積百分比為 21%，則甲烷完全燃燒的化學理論濃度為多少%？
B正確答案
化學理論濃度 Cst = 100 / (1 + 4.773n)，甲烷 n=2 代入得 9.48%，選 B。
為什麼答案是 B
正解。甲烷完全燃燒 CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O，n=2。代入 Cst=100/(1+4.773×2)=100/10.546≈9.48%，最接近 9.4%。
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完整詳解
Pro · 無限重點 化學理論濃度 Cst = 100 / (1 + 4.773n)，甲烷 n=2 代入得 9.48%，選 B。
背公式 Cst(%) = 100/(1+4.773n)，n 為完全燃燒所需氧莫耳數。甲烷 CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O，n=2。
逐選項分析
A✕ 陷阱
5.2% 接近甲烷的爆炸下限(LFL≈5%)，不是化學理論濃度。考生常把 LFL 和 Cst 搞混，其實 LFL ≈ 0.55 × Cst。
B✓ 正確
正解。甲烷完全燃燒 CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O，n=2。代入 Cst=100/(1+4.773×2)=100/10.546≈9.48%，最接近 9.4%。
C✕
11.0% 約為甲烷的爆炸上限(UFL≈15%)和下限間的中間值，或錯用 n=1.5 計算，非正確的理論濃度。
D✕ 陷阱
15.4% 接近甲烷的爆炸上限(UFL≈15%)，容易被誤選。UFL 與化學理論濃度是不同概念，勿混淆。
化學理論濃度 Cst 公式與常見氣體
| 物質 | 反應式 n(O₂) | Cst 計算 | Cst (%) |
|---|
| 甲烷 CH₄ | 2 | 100/(1+4.773×2) | 9.48 |
| 乙烷 C₂H₆ | 3.5 | 100/(1+4.773×3.5) | 5.66 |
| 丙烷 C₃H₈ | 5 | 100/(1+4.773×5) | 4.02 |
| 氫氣 H₂ | 0.5 | 100/(1+4.773×0.5) | 29.5 |
A(5%) 和 D(15%) 分別是甲烷爆炸下限與上限的數值，命題者故意放這兩個似曾相識的數字當陷阱。化學理論濃度(Cst)是指燃料與空氣達完全燃燒化學計量的濃度，不等於爆炸界限，務必用公式計算。 
