气体混合物发生爆炸，有热反应和链式反应两种不同的历程。

(一)热反应机理

气体混合物燃烧和爆炸从化学反应的角度看，本质是一样的。当燃烧在某一定空向内进行时，如果散热不良会使反应温度不断升高，温度的升高又会促使反应速率加快，如此循环持续进行而导致爆炸发生。

(二)链式反应机理

有些爆炸现象不能用热反应机理来解释。例如，溴和氢的混合物在较低温度下爆炸时，其反应式为：H₂+Br₂=2HBr+3.5kJ/mol，反应热只有3.5kJ/mol；而二氧化硫与氢的反应，其反应式为：SO₂+3H₂=H₂S+2H₂O+12.6kJ/mol，反应热为12.6kJ/mol却不会爆炸。类似这样的例子很多，所以，有些爆炸现象就不能用热反应机理来解释，需要用化学动力学的观点来说明，这类爆炸是链式反应的结果。

按照链式反应理论，爆炸性混合物(如可燃爆炸性气体和氧气)与外能(如火源)接触后，活化分子就会吸收能量而离解为游离基，即自由基，游离基作为链式反应的活性中心由此形成。在此基础上，热以及链锁载体都向外传播，促使邻近一层的混合物起化学反应，然后这·层又成为热和链锁载体源泉而引起另一层混合物的反应，并与其他分子相互作用形成一系列的链式反应。如此循环地持续进行下去，释放燃烧热，直至全部爆炸性混合物反应完为止。爆炸时的火焰是以一层层同心圆球面的形式向各方向蔓延的。整个过程是在极短的时间内瞬问完成的。

链式反应有直链反应和支链反应两种。

1.直链反应

直链反应是指每一个游离基都进行自己的连锁反应，例如，氯和氧就属于这一类反应，即氯分子在光的作用卜被活化成两个氯的游离基，每一个氯的游离基都进行自己的连锁反应，而且每次反应只引出一个新的游离基。

2.支链反应

支链反应是指在反应中一个游离基能生成一个以上的新游离基，由于支链反应有较多的活性质点——自由基的产生，可使反应速率急剧加快，温度加速上升，体积膨胀，在受限空间压力加速提高，以致引起爆炸。例如，氢和氧的连锁反应就属于此类反应，它的特点是在反应中一个游离基(活性中心)能生成一个以上的游离基：H·+O₂=OH·+O·，O·+H₂=OH·+H·，于是反应链就会分支。支链反应如图13-1所示。

在链增长即反应可以增殖游离基的情况下，如果与之同时发生的销毁游离基(链终止)的反应速率不高，则游离基的数目就会增多，反应链的数目也会增加，反应速率也随之加快，这样又会增值更多的游离基，如此循环进展，瞬间可使反应速率加速到爆炸的等级。

图13-1支链反应

链式反应历程大致分为3个阶段：①链引发，游离基生成；②链传递，游离基作用于其他参与反应的化合物，产生新的游离基；③链终止，即游离基的消耗，使连锁反应终止。

文章来源：《有机合成安全学》

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