三氧化硫（IUPAC名：sulphur trioxide，分子式：SO3）是一种硫的氧化物，有類似二氧化硫的氣味，溶於水中反應成硫酸。它的气体形式是一种严重的污染物，是形成酸雨的主要来源之一。
在673K、1atm下，三氧化硫略有分解并达到平衡（三氧化硫含量99.2%），较低的温度与较高的压力有利于三氧化硫的稳定。但1173K时，三氧化硫完全分解。
结构 气态构型
气态的SO3是一种具有D3h对称的平面正三角形分子，含有一个离域的 键。这与价层电子对互斥理论（VSEPR）所预测的结论是一致的。
三氧化硫中，硫的化合价为+6，分子为非极性分子。
固态结构
天然的SO3固体有一种令人惊讶的、因痕量水导致结构改变的复杂结构。[1] 由于气体的液化，极纯的SO3冷凝形成一种通常称作γ-SO3的三聚体。这种分子形式是一种熔点在16.8℃的无色固体。它形成的环状结构被称为[S（=O）2（μ-O）]3[2].
如果SO3在27℃以上冷凝，可形成熔点为62.3℃的α-"SO3" . α-SO3外观为类似石棉的纤维状（虽然两者相差甚远）。在结构上来说，它是形如[S（=O）2（μ-O）]n的聚合物。聚合物分子的每个末端都以-OH结束（因此α-"SO3"并非真正是SO3的一个构型）。β-SO3是与α构型相类似、但相对分子质量不同的纤维状聚合物，其分子末端亦皆为羟基，熔点为32.5℃。γ构型和β构型都是介稳的，在长时间放置后最终会转化为稳定的α构型。这种转化是由痕量水导致的[3]。
在同一温度下固体SO3的相对蒸气压大小为α<β<γ，亦指明它们相对分子质量的大小。液态三氧化硫的蒸气压说明它是γ构型。因此加热α-SO3的晶体至其熔点时会导致蒸气压的突然升高，巨大的压力甚至可以冲破加热它的玻璃管。这个结果被称为"α爆炸。"[3]
SO3极易水解。事实上，由于SO3使碳水化合物脱水並放出大量热，该反应足以使混合了SO3的木头或者棉花点燃。[3]
制备 在实验室中三氧化硫可以通过硫酸氢钠的两步高温分解来制备：
- 脱水：
2 NaHSO4 Na2S2O7 + H2O - 热分解：
Na2S2O7 Na2SO4 + SO3
其他的金属硫酸氢盐同样在这个办法中适用，这个的关键在于中间媒介焦硫酸盐的稳定性。
SO3的工业制法是接触法。二氧化硫通常通过硫的燃烧或黄铁矿矿石（一种含硫铁矿石）的煅烧得到的，先通过静电沉淀进行提纯。提纯后的SO2在400至600°C的温度下，用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾（助催剂）的五氧化二钒作为催化剂，将二氧化硫用氧气氧化为三氧化硫。铂同样可以充当这个反应的催化剂但是价格昂贵，比混合物更容易发生催化剂中毒（导致失效）。其催化机理为：
- 2 SO2 + V2O5 → 2 SO3 + V2O3
- V2O3 + O2 → V2O5
以这种方式制得的三氧化硫大部分都被转化为了硫酸，但不能用水进行吸收，否则将形成大量酸雾，但如果采用98.3%硫酸作吸收剂，因其液面上水、三氧化硫和硫酸的总蒸气压最低，故吸收效率最高。
另外，把硫酸銅在空氣中加熱至650°C，硫酸銅會分解成三氧化硫及氧化銅。
-
另一种方法是用一氧化氮催化氧化二氧化硫，但此法的缺陷是使用的一氧化氮剧毒（也有认为钒也是此反应的催化剂）：
- 2SO2 + O2 2SO3
化学性质 SO3是硫酸（H2SO4）的酸酐，三氧化硫與水反應，釋放出大量的熱，而形成硫酸。因此，可以发生以下反应：
- SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)（-88 kJ mol−1）
这个反应进行得非常迅速，而且是放热反应。在大约~340 °C以上时，硫酸、三氧化硫和水才可以在平衡浓度下共存。
三氧化硫也与二氯化硫发生反应来生产很有用的试剂——亚硫酰氯。
- SO3 + SCl2 → SOCl2 + SO2
危害 人體吸入三氧化硫後，氣體進入呼吸道及肺，並溶於粘液，形成硫酸，腐蝕呼吸道。
来源 - WebElements（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- NIST Standard Reference Database（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ChemSub Online: 三氧化硫（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Public Health Statement for Sulfur Trioxide and Sulfuric Acid（页面存档备份，存于互联网档案馆）
参考文献 - ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
- ^ Advanced Inorganic Chemistry by Cotton and Wilkinson, 2nd ed p543
- ^ 3.0 3.1 3.2 Merck Index of Chemicals and Drugs, 9th ed. monograph 8775
参见 三氧化硫, iupac名, sulphur, trioxide, 分子式, 是一种硫的氧化物, 有類似二氧化硫的氣味, 溶於水中反應成硫酸, 它的气体形式是一种严重的污染物, 是形成酸雨的主要来源之一, iupac名sulfur, trioxide, sulphur, trioxide别名, 硫酸酐氧化硫, 识别cas号, 7446, pubchem, 24682, 22235242, hemihydrate, 23035042, monohydrate, chemspider, 23080smiles, oinc. 三氧化硫 IUPAC名 sulphur trioxide 分子式 SO3 是一种硫的氧化物 有類似二氧化硫的氣味 溶於水中反應成硫酸 它的气体形式是一种严重的污染物 是形成酸雨的主要来源之一 三氧化硫IUPAC名Sulfur trioxide Sulphur trioxide别名 硫酸酐氧化硫 VI 识别CAS号 7446 11 9 PubChem 24682 22235242 hemihydrate 23035042 monohydrate ChemSpider 23080SMILES O S O OInChI 1S O3S c1 4 2 3InChIKey AKEJUJNQAAGONA UHFFFAOYSA NGmelin 1448UN编号 UN 1829EINECS 231 197 3ChEBI 29384RTECS WT4830000性质摩尔质量 80 06 g mol 外观 針狀固體或液體 有刺激性氣味密度 1 92 g cm3熔点 16 9 C 62 4 F沸点 45 C 113 F溶解性 水 水解成硫酸热力学DfHm 298K 397 77 kJ molS 298K 256 77 J K 1 mol 1危险性欧盟危险性符号腐蚀性 C警示术语 R R14 R35 R37安全术语 S S1 2 S26 S30 S45NFPA 704 0 3 3 OX闪点 非易燃致死量或浓度 LC50 中位浓度 大鼠 4hr 375 mg m3相关物质相关化学品 二氧化硫 硫酸 硫酰氯若非注明 所有数据均出自一般条件 25 100 kPa 下 在673K 1atm下 三氧化硫略有分解并达到平衡 三氧化硫含量99 2 较低的温度与较高的压力有利于三氧化硫的稳定 但1173K时 三氧化硫完全分解 目录 1 结构 1 1 气态构型 1 2 固态结构 2 制备 3 化学性质 4 危害 5 来源 6 参考文献 7 参见结构 编辑气态构型 编辑 气态的SO3是一种具有D3h对称的平面正三角形分子 含有一个离域的p 4 6 displaystyle pi 4 6 键 这与价层电子对互斥理论 VSEPR 所预测的结论是一致的 三氧化硫中 硫的化合价为 6 分子为非极性分子 固态结构 编辑 g SO3分子的结构模型 天然的SO3固体有一种令人惊讶的 因痕量水导致结构改变的复杂结构 1 由于气体的液化 极纯的SO3冷凝形成一种通常称作g SO3的三聚体 这种分子形式是一种熔点在16 8 的无色固体 它形成的环状结构被称为 S O 2 m O 3 2 如果SO3在27 以上冷凝 可形成熔点为62 3 的a SO3 a SO3外观为类似石棉的纤维状 虽然两者相差甚远 在结构上来说 它是形如 S O 2 m O n的聚合物 聚合物分子的每个末端都以 OH结束 因此a SO3 并非真正是SO3的一个构型 b SO3是与a构型相类似 但相对分子质量不同的纤维状聚合物 其分子末端亦皆为羟基 熔点为32 5 g构型和b构型都是介稳的 在长时间放置后最终会转化为稳定的a构型 这种转化是由痕量水导致的 3 在同一温度下固体SO3的相对蒸气压大小为a lt b lt g 亦指明它们相对分子质量的大小 液态三氧化硫的蒸气压说明它是g构型 因此加热a SO3的晶体至其熔点时会导致蒸气压的突然升高 巨大的压力甚至可以冲破加热它的玻璃管 这个结果被称为 a爆炸 3 SO3极易水解 事实上 由于SO3使碳水化合物脱水並放出大量热 该反应足以使混合了SO3的木头或者棉花点燃 3 制备 编辑在实验室中三氧化硫可以通过硫酸氢钠的两步高温分解来制备 脱水 2 NaHSO4 315 displaystyle ce gt text 315 Na2S2O7 H2O 热分解 Na2S2O7 460 displaystyle ce gt text 460 Na2SO4 SO3其他的金属硫酸氢盐同样在这个办法中适用 这个的关键在于中间媒介焦硫酸盐的稳定性 SO3的工业制法是接触法 二氧化硫通常通过硫的燃烧或黄铁矿矿石 一种含硫铁矿石 的煅烧得到的 先通过静电沉淀进行提纯 提纯后的SO2在400至600 C的温度下 用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾 助催剂 的五氧化二钒作为催化剂 将二氧化硫用氧气氧化为三氧化硫 铂同样可以充当这个反应的催化剂但是价格昂贵 比混合物更容易发生催化剂中毒 导致失效 其催化机理为 2 SO2 V2O5 2 SO3 V2O3 V2O3 O2 V2O5以这种方式制得的三氧化硫大部分都被转化为了硫酸 但不能用水进行吸收 否则将形成大量酸雾 但如果采用98 3 硫酸作吸收剂 因其液面上水 三氧化硫和硫酸的总蒸气压最低 故吸收效率最高 另外 把硫酸銅在空氣中加熱至650 C 硫酸銅會分解成三氧化硫及氧化銅 CuSO 4 650 C SO 3 CuO displaystyle ce CuSO4 gt 650 circ C SO3 uparrow CuO 另一种方法是用一氧化氮催化氧化二氧化硫 但此法的缺陷是使用的一氧化氮剧毒 也有认为钒也是此反应的催化剂 2SO2 O2 N O displaystyle ce gt ce N O 2SO3化学性质 编辑SO3是硫酸 H2SO4 的酸酐 三氧化硫與水反應 釋放出大量的熱 而形成硫酸 因此 可以发生以下反应 SO3 g H2O l H2SO4 aq 88 kJ mol 1 这个反应进行得非常迅速 而且是放热反应 在大约 340 C以上时 硫酸 三氧化硫和水才可以在平衡浓度下共存 三氧化硫也与二氯化硫发生反应来生产很有用的试剂 亚硫酰氯 SO3 SCl2 SOCl2 SO2危害 编辑人體吸入三氧化硫後 氣體進入呼吸道及肺 並溶於粘液 形成硫酸 腐蝕呼吸道 来源 编辑WebElements 页面存档备份 存于互联网档案馆 NIST Standard Reference Database 页面存档备份 存于互联网档案馆 European Chemicals Bureau ChemSub Online 三氧化硫 页面存档备份 存于互联网档案馆 Public Health Statement for Sulfur Trioxide and Sulfuric Acid 页面存档备份 存于互联网档案馆 参考文献 编辑 Holleman A F Wiberg E Inorganic Chemistry Academic Press San Diego 2001 ISBN 0 12 352651 5 Advanced Inorganic Chemistry by Cotton and Wilkinson 2nd ed p543 3 0 3 1 3 2 Merck Index of Chemicals and Drugs 9th ed monograph 8775参见 编辑維基學院中的相關研究或學習資源 三氧化硫硫酸 二氧化硫 超价分子 取自 https zh wikipedia org w index php title 三氧化硫 amp oldid 74508020, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，
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