消防化學考古題｜歷屆國考試題彙整

氣相層析儀（GC）是消防實務機關在經費有限之狀況下常選用作為縱火殘跡鑑析之 儀器，若你服務之單位欲購置氣相層析儀作為分析石油系（如汽油、煤油或柴油） 縱火劑時使用，你將選購何種型式之樣品注射器（injector）、偵測器（detector）？ 另你將選用何種型式之氣相層析分離管柱（column）及靜相材質？請詳述選擇之理 由。（25 分）

下列五種物質均具有禁水性，與水接觸反應後可能產生可燃性氣體，或可能生成具 有腐蝕性或毒性之物質，試以化學式表示此等物質與水之反應式（需平衡係數）？ 並說明其具有危險性之原由？（25 分） CaC2 Ca3P2 AlCl3 B2H6 PCl5

生活中常見之生活用品及衣物之合成纖維係由石油、天然氣、煤等石化燃料煉製出基 本原料，經各種聚合反應製成聚合物，再用以製成各種布料及其他纖維物，其中耐綸-66 （nylon-66）及達克綸（Dacron）為常見的例子，請依此回答下列問題：（25 分） 己二酸（HOOC-(CH2)4-COOH）及己二胺（H2N-(CH2)6-NH2）合成耐綸-66 之反 應方程式？ 對苯二甲酸（HOOC-C6H4-COOH）及乙二醇（HO-CH2CH2-OH）合成達克綸之反 應方程式？ 就耐綸-66 及達克綸之化學組成列出此等合成纖維於火場高溫下可能產生之煙氣 成分？

去（2009）年11 月間位於雲林縣麥寮鄉之某塑膠工業有限公司發生化學物質外洩 之公安事故，經查外洩之化學物質為具毒性之光氣（俗名Phosgene，COCl2），試 以此案例為例回答下列問題：（25 分） 以水霧吸收光氣時，光氣水解之化學反應方程式？ 以碘化鉀（KI）法鑑析空氣中光氣之含量之化學反應方程式？ 洩漏處所如何利用氨水（NH4OH）加以檢測（請以化學反應方程式表示）？ 洩漏時滅火救災人員應注意之事項為何？ 小火災及大火災各應採用何種滅火藥劑？

縱火案件雖因使用之火源、起火裝置、縱火促燃劑或縱火者遺留之指紋或足跡而有 破案之契機，但火場亦常受高溫燃燒或救災射水拆卸而燒失或破壞無遺，造成縱火 火災偵辦上之困難。然因縱火案件究屬人為操控之火災，常有某種程度違反自然燃 燒之現象，試說明火場勘查時若發現那些特殊跡證或現象可據此研判為縱火火災？ （25 分）

日本「讀賣新聞」曾經報導以市售家庭用洗滌劑等產品製造硫化氫（H2S）用以自 殺之案例，姑且不論真偽，硫化氫確實具有毒性並存在於火山噴氣中，在台灣亦曾 發生工人吸入中毒之意外，依此試回答下列問題：（25 分） 硫化氫具有何種毒性？氧氣供給狀況不同時燃燒呈現何種特徵？ 蒸氣比重及燃燒上、下限各為若干？ 硫化氫在氧氣充足及不足時之燃燒反應方程式？ 以矽酸膠吸附硝酸鉛之檢知管檢驗硫化氫之反應方程式（需平衡係數）？

過氧化二苯甲醯（Benzoyl Peroxide, BPO）屬第五類公共危險物品之有機過氧化物，工 業上常用於作為聚合催化劑，但因受熱或衝擊、摩擦致生危險，請完整寫出如何利 用BPO 為聚合反應催化劑，將苯乙烯（styrene）單體聚合成為聚苯乙烯（polystyrene, PS）之化學反應機構（以反應式表示之）？滅火時應選用何種滅火藥劑？（25 分） 98年公務人員特種考試警察人員考試、98年特種考試交通事業 鐵路人員考試及98年公務人員特種考試民航人員考試試題 代號：30670 類 科： 消防警察人員 全一張 （背面）

滯留指數（Retention Index，I）的觀念係1958 年由Kovats 所提出，請解釋何謂滯 留指數？為何可用於氣相層析圖譜中協助對分析物的判別比對，具有那些優點？今 有一組層析分析數據如下表： 樣品成分 滯留時間(分) 空氣 0.52 正戊烷 2.13 正己烷 4.42 1-己烯 3.07 試求正戊烷、1-己烯及正己烷的滯留指數。（下列對數表可供解題時參考）（25 分） log 0 1 2 3 4

9 10 0000 0043 0086 0128 0170 0212 0253 0294 0334 0374 11 0414 0453 0492 0531 0569 0607 0645 0682 0719 0755 12 0792 0828 0864 0899 0934 0969 1004 1038 1072 1106 13 1139 1173 1206 1239 1271 1303 1335 1367 1399 1430 14 1461 1492 1523 1553 1584 1614 1644 1673 1703 1732 15 1761 1790 1818 1847 1875 1903 1931 1959 1987 2014 16 2041 2068 2095 2122 2148 2175 2201 2227 2253 2279 17 2304 2330 2355 2380 2405 2430 2455 2480 2504 2529 18 2553 2577 2601 2625 2648 2672 2695 2718 2742 2765 19 2788 2810 2833 2856 2878 2900 2923 2945 2967 2989 20 3010 3032 3054 3075 3096 3118 3139 3160 3181 3201 21 3222 3243 3263 3284 3304 3324 3345 3365 3385 3404 22 3424 3444 3464 3483 3502 3522 3541 3560 3579 3598 23 3617 3636 3655 3674 3692 3711 3729 3747 3766 3784 24 3802 3820 3838 3856 3874 3892 3909 3927 3945 3962 25 3979 3997 4014 4031 4048 4065 4082 4099 4116 4133 26 4150 4166 4183 4200 4216 4232 4249 4265 4281 4298 27 4314 4330 4346 4362 4378 4393 4409 4425 4440 4456 28 4472 4487 4502 4518 4533 4548 4564 4579 4594 4609 29 4624 4639 4654 4669 4683 4698 4713 4728 4742 4757 30 4771 4786 4800 4814 4829 4843 4857 4871 4886 4900 31 4914 4928 4942 4955 4969 4983 4997 5011 5024 5038 32 5051 5065 5079 5092 5105 5119 5132 5145 5159 5172 33 5185 5198 5211 5224 5237 5250 5263 5276 5289 5302 34 5315 5328 5340 5353 5366 5378 5391 5403 5416 5428 35 5441 5453 5465 5478 5490 5502 5514 5527 5539 5551 36 5563 5575 5587 5599 5611 5623 5635 5647 5658 5670 37 5682 5694 5705 5717 5729 5740 5752 5763 5775 5786 38 5798 5809 5821 5832 5843 5855 5866 5877 5888 5899 39 5911 5922 5933 5944 5955 5966 5977 5988 5999 6010 40 6021 6031 6042 6053 6064 6075 6085 6096 6107 6117

金屬鉀（K）及金屬鈉（Na）同屬第三類公共危險物品之禁水性物質，試問此兩物 質：（25 分） 於工業上各具有何種用途？ 一旦起燃後，應選用何種藥劑滅火？ 說明儲存及使用時有何特殊相異之處需特別加以留意？

苯、甲苯及二甲苯在工業上大量被使用作為合成原料及溶劑之用途，日前於高雄市 發生油漆工人兩人於民宅中死亡四日方被發現之案例即為此等物質所釀成之意外， 試回答下列問題：（25 分） 苯、甲苯及二甲苯之化學結構式？ 引火點及燃燒上、下限各為若干？ 裝載此等物質之槽車如洩漏時應如何處理？ 少量藥劑及大型儲槽著火後應採用何種滅火藥劑及措施？

為確保火災現場殘跡證物之採證品質，提昇火災現場證物於鑑定時之公信力，火災 調查人員於火場所採取之證物其包裝及緘封處理原則為何？試詳述之。（25 分）

以分子質譜法鑑定縱火劑中所含未知化合物之分子時，除分子離子峰能被確認且確 知其正確質量，只要同位素峰的高度能準確的確定，亦可被用以求得分子式。已知 自然界中79Br：81Br＝100：98；35Cl：37Cl＝100：32.5，試計算下列分子產生之離 子（M＋4）+、（M＋2）+、M+的比率：（25 分） C10H6Br2 C3H6ClBr C6H4Cl2

火場中常有氰化氫（HCN）此等毒性氣體產生，試說明：（25 分） 生活中何種天然及合成高分子材料於燃燒或熱分解時易生成HCN？ HCN 之蒸氣密度及爆炸界限各為若干？ 以Schönbein Pagenstecher 法檢驗HCN 之步驟原理及化學反應式？

乙醇俗稱酒精，酒類飲料之主要成分，工業上亦作為合成原料及有機溶劑，並具有 殺菌及燃燒等諸多用途，試回答下列相關問題：（25 分） 乙醇之來源有那些（請以化學反應式表示）？ 少量與大量（數十公升）乙醇起燃之火災，應選擇何種適當之滅火藥劑？ 寫出如何以Lieben’s iodoform 反應對乙醇定性分析之步驟，並列出其化學反應式？

氯酸鉀（KClO3）、過氧化氫（H2O2）及過氧化苯甲醯（(C6H5CO)2O2；BPO）等三 種物質皆具有氧化性，試回答下列問題：（25 分） 各屬「公共危險物品暨可燃性高壓氣體設置標準暨安全管理辦法」所規範之何種 公共危險物品？ 各具有何種外觀、顏色及物理狀態？ 工業及生活上各具有何種用途？

氣相層析/質譜法（GC/MS）由於可對複雜混合物之各種組成成分加以分離，並進行 定性及定量分析，故於火場殘跡證物鑑析的課題上，為一種具有相當公正性及客觀 性之分析方法。試解釋下列關於氣相層析/質譜法的名詞：（25 分） 基峰（base peak）。 分子離子峰（molecular ion peak）。 電子撞擊離子源（electron-impact source）。 化學離子化源（chemical ionization source）。 四極矩質量分析器（quadrupole mass analyzer）。

二氧化碳無論是在手提滅火器或滅火系統設計上，為使用最普遍之氣態滅火劑，試 述二氧化碳滅火劑於使用上具備那些優點？二氧化碳滅火劑具有那些滅火作用？二 氧化碳滅火劑適用於那些火災類別？（20 分）

丙酮（CH3COCH3）及乙醚（C2H5OC2H5）為用途廣泛之有機溶劑，因具有易燃性 ，故法令規定列屬第四類公共危險物品中之第一石油類及特殊引火物，請寫出此二 種物質一旦起燃後：（20 分） 完全燃燒反應之化學反應方程式？ 計算一公斤的丙酮及乙醚燃燒須理論空氣量若干公升？ 儲存與使用此等化學物質時有何須特別注意之事項？

火災發生後為瞭解起火原因，遂行火災預防之各項工作，需對火災發生原因進行調 查，火災原因之調查通常包含出動調查、現場調查及補充調查，試詳述火災後，調 查人員於現場調查之各項工作要領。（20 分）

濃硫酸（H2SO4）為一種具腐蝕性之強酸性液體，同時亦具有強氧化性。試完成並平衡 下列之化學反應方程式，並說明當濃硫酸混合下列物質時將產生何種危險：（20 分） NaI＋H2SO4 → NaCN＋H2SO4 → KMnO4＋H2SO4 → HI＋H2SO4 →

自疑似縱火之火災現場採證所得之跡證，於利用儀器分析其所含之成分前，通常須 對殘跡證物進行前處理，以分離並濃縮跡證中之縱火促燃劑。試說明下列國內、外 實務單位對縱火殘跡證物經常使用之前處理方法的原理及其操作步驟：（20 分） 被動式頂空活性碳片濃縮法（passive headspace concentration with activated charcoal） 被動式頂空固相微萃取濃縮法（passive headspace concentration with solid phase microextraction）

化工廠常使用大量丙酮、甲苯及丁醇等物，假設上述溶劑個別起燃時需用何種滅火 劑為宜？須說明選擇最佳（最有效）滅火劑之依據為何？（15 分）

請以氫氣為例說明燃燒上下限、燃燒範圍及最低點火所需能量在防災之立場上有何 重要性。（15 分）

某工廠發生爆炸，發現由氨氣與氯氣所引起，請以化學反應式說明爆炸之起因為何？ （20 分）

勘查火災現場時如何始能研判起火戶、起火處及起火點，依序詳述之。（20 分）

在現場發現有V 字形燒痕，試述所代表之意義為何？有何原因可能會造成V 字 形燒痕？（15 分） 六、解釋名詞：（15 分） 檢知管法 火流之方向 特殊引火性物 閃燃 窒息法滅火

家用燃料瓦斯以天然氣及液化石油氣為主；天然氣以CH4，液化石油氣以C3H8 及 C4H10 為例：（20 分） 計算為完全燃燒甲烷、丙烷、丁烷各1 立方公尺時各需多少空氣？（註：空氣之 組成為O2＝100 21 ，N2＝100 79 ） 此三者之瓦斯密度及燃燒下限各為多少？（註：C＝12，H＝1，空氣之分子量為29）

關於屢次發生爆竹爆炸案件，試回答下列問題：（20 分） 一般爆竹主要成分有幾種？其名稱為何？ 製造過程中，那一階段較易發生爆炸？如何才能避免？ 爆竹所用火藥與火柴頭之主要成分有何異同？

金屬與碳元素結合之物稱為碳化物(carbide)，依金屬種類對水產生之易燃性氣體有 所不同，試平衡下列反應式，並指出有何易燃性氣體產生？（20 分） CaC2 + H2O ？ Be2C + H2O ？ Al4C3 + H2O ？ Mg2C3 + H2O ？

現有地下室之火災，為檢測毒氣之種類及含量以保全消防人員之安全，擬使用攜帶 型儀器及檢知管法進行，試論兩種方法之優劣。（20 分）

自爆炸現場採到爆炸痕跡之證物，詳述：（20 分） 黑色火藥殘跡分析項目有幾項？ 需用何種儀器？

現有一個碳至五個碳之醇 、 、 、 、 五種， 回答下列問題：（ 分） 燃燒下限何者最低，何者最高？ 對人體之毒性依強弱排列之 燃燒時火焰之顏色、煙之多寡，與化學結構有關，試述甲醇與丁醇在燃燒時有何異同？ 上列醇類在燃燒時該選用何種滅火劑？選擇該滅火劑之理由為何？

下列化合物中何者屬於自燃發火性物？起燃時火災面積三公尺平方可用何種滅火劑 滅火？化合物名稱 （ 分）

氯氣與氨氣在低溫時亦能激烈反應，此原理可說明某工廠之爆炸原因，請對下列各 問題加以作答，以化學方程式表示。（ 分） 氨過剩時之反應 氯過剩時之反應 公斤裝鋼瓶之氯因止閥腐蝕無法止漏時如何處理？ 氯氣有何主要用途？

火調人員到達現場尋找起火處開始至採證、送驗為止需依照一定程序進行，依序詳 述每一步驟之重點及有何注意事項。（ 分）

可燃性溶劑之分析常使用公信力頗高之氣相質譜儀，試解釋下列有關名詞：（ 分） 滯留時間 偵測器 波峰重疊 離子源

倉庫中發現有下列物品，試問：何者屬於自然發火性物？在何種條件下較易起燃？ （20 分） 物品名稱： 硝酸 桐油 黃磷 氯酸鉀

回答下列有關乙炔之問題：（20 分） 主要用途 灌裝及使用上之潛在危險性 來源 儲存法

下列組合中何者可能會起火或爆炸？以反應式說明之，無危險性者需註明工業上有 何用途？（20 分） NaNO3+H2SO4 Cl2+Ca(OH)2 NaHCO3+Al2(SO4)3 NaCl+H2SO4

試以天然纖維中羊毛及棉花為例，說明其燃燒時產生之毒氣有何不同？又原料棉倉 庫有時會自然起火，其理由何在？（20 分）

消防證物鑑識上常使用氣相－質譜儀及液相－質譜儀，說明此兩種儀器之主要功能 及對何種證物無法使用。（20 分）