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甲烷的爆炸极限为()。A.2%~5% B.5%~10% C.10%~15% D.5%~15%

甲烷的爆炸极限为()。A.2%~5% B.5%~10% C.10%~15% D.5%~15%

甲烷在空气中的爆炸极限为 5%~15%(体积分数),对应选项 D。这一范围意味着当甲烷在空气中的浓度处于5%(爆炸下限)至15%(爆炸上限)之间时,遇到火源会发生剧烈爆炸反应。

具体而言,当浓度低于5%时,由于可燃物质不足,无法形成持续燃烧或爆炸;而浓度高于15%时,氧气含量不足以支持爆炸反应,仅可能发生平静燃烧。这一特性在工业安全(如煤矿开采、天然气运输)和有限空间作业中至关重要,需通过监测仪器严格控制甲烷浓度,避免进入危险区间。

不同文献对上限的表述可能存在微小差异(如部分资料提及15.4%),但工程实践中通常采用5%~15%这一标准范围。这一数据与其他可燃气体相比具有鲜明特征:例如氢气的爆炸范围更宽(4.1%~74.8%),而丙烷则更窄(2.1%~9.5%),反映了甲烷作为天然气主要成分的独特燃烧特性。

为什么甲烷的爆炸范围相对适中?这与其分子结构(CH₄)和燃烧热(890 kJ/mol)有关——既需要足够浓度维持链式反应,又需氧气充分参与氧化过程。这一平衡使得甲烷成为高效能源的同时,也对储存和使用的安全性提出了严格要求。在日常生活中,家用天然气泄漏报警器的触发阈值通常设置在爆炸下限的25%(即1.25%),为安全处置预留缓冲空间。

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