某干馏气体中的成分为CnHm,CH4,CO和CO2。每种气体成分的组成和在空气中的燃烧极限见下表。求混合气体在空气中的爆炸极限,并分析其合理性。CnHmCH4COCO2体积含量/%261280爆炸下限/%3.5512.5-爆炸上限/%301574.2-

考查要点：本题主要考查混合气体爆炸极限的计算及惰性气体对爆炸极限的影响分析。
解题核心思路：

1. 确定可燃气体与惰性气体：根据表格，CnHm、CH4、CO为可燃气体，CO2为惰性气体。
2. 计算可燃气体部分的爆炸极限：采用加权平均法，结合各组分的爆炸极限和体积分数。
3. 考虑惰性气体的影响：惰性气体稀释可燃气体，爆炸下限升高，爆炸上限降低。
   破题关键：正确应用爆炸极限叠加原理，注意惰性气体对极限的调整方向。

步骤1：确定可燃气体比例

混合气体中可燃气体总占比为：
$2\% + 6\% + 12\% = 20\%$
惰性气体CO2占比为80%。

步骤2：计算可燃气体部分的爆炸下限

各可燃气体的体积分数与爆炸下限的比值之和：
$\frac{2}{3.5} + \frac{6}{5} + \frac{12}{12.5} = 0.5714 + 1.2 + 0.96 = 2.7314$
可燃气体部分的爆炸下限为：
$\frac{1}{2.7314} \times 100\% \approx 36.6\%$
总混合气体的爆炸下限（考虑惰性气体稀释）：
$36.6\% \times 20\% = 7.32\%$

步骤3：计算可燃气体部分的爆炸上限

各可燃气体的体积分数与爆炸上限的比值之和：
$\frac{2}{30} + \frac{6}{15} + \frac{12}{74.2} = 0.0667 + 0.4 + 0.1623 = 0.629$
可燃气体部分的爆炸上限为：
$\frac{1}{0.629} \times 100\% \approx 159.2\%$
总混合气体的爆炸上限（考虑惰性气体稀释）：
$159.2\% \times 20\% = 31.83\%$

步骤4：合理性分析

• 爆炸下限：计算值7.32%高于各组分下限中的最低值（CO的12.5%），符合“惰性气体使下限升高”的理论。
• 爆炸上限：计算值31.83%高于各组分上限中的最低值（CH4的15%），与“惰性气体使上限降低”的理论矛盾，因此不合理。