查看“︁三氧化硫”︁的源代码

{{Chembox
|   Name = 三氧化硫
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|   ImageNameL1 = 三氧化硫
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|   ImageName = 三氧化硫
|   IUPACName = Sulfur trioxide , Sulphur trioxide
|   OtherNames = 硫酸酐<br />氧化硫(VI)
|Section1={{Chembox Identifiers
| InChI1 = 1/O3S/c1-4(2)3
| InChIKey1 = AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYAX
| CASNo = 7446-11-9
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| UNII_Ref = {{fdacite|changed|FDA}}
| UNII = HH2O7V4LYD
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| EINECS = 231-197-3
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| ChEBI = 29384
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| InChIKey = AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N
| Gmelin = 1448
 }}
|Section2 = {{Chembox Properties
|   MolarMass = 80.06 
|   Density = 1.92 g/cm<sup>3</sup>
|   Solubility = [[水解]]成[[硫酸]]
|   Appearance = 針狀固體或液體，有刺激性氣味
|   MeltingPt = 16.9 °C, 62.4 °F
|   BoilingPt = 45 °C, 113 °F
  }}
| Section4 = {{Chembox Thermochemistry
|   DeltaHf = −397.77 kJ/mol
|   Entropy = 256.77 J·K<sup>−1</sup>·mol<sup>−1</sup>
  }}
| Section7 = {{Chembox Hazards
|   wxxfh={{wxxfh|C}}
|   RPhrases = {{R14}}-{{R35}}-{{R37}}
|   SPhrases = {{S1/2}}-{{S26}}-{{S30}}-{{S45}}
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|   LC50 =  大鼠, 4hr 375 mg/m3
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  }}
| Section8 = {{Chembox Related
|   OtherCpds = [[二氧化硫]]、[[硫酸]]、[[硫酰氯]]}}
}}

'''三氧化硫'''（[[國際純化學和應用化學聯合會|IUPAC]]名：{{lang|en|sulphur trioxide}}，[[分子式]]：'''[[硫|S]][[氧|O]]<sub>3</sub>'''）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SO<sub>3</sub>是一种具有D<sub>3h</sub>对称的[[平面三角形分子构型|平面]][[正三角形]]分子，含有一个离域的<math>\pi_4^6</math>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 ===
[[File:Sulfur-trioxide-trimer-3D-balls.png|thumb|200px| ''γ''-SO<sub>3</sub>分子的结构模型]]
天然的SO<sub>3</sub>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。<ref>Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.</ref> 由于气体的液化，极纯的SO<sub>3</sub>冷凝形成一种通常称作''γ''-SO<sub>3</sub>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）<sub>2</sub>（''μ''-O）]<sub>3</sub><ref name="cw">Advanced Inorganic Chemistry by Cotton and Wilkinson, 2nd ed p543</ref>.

如果SO<sub>3</sub>在27℃以上冷凝，可形成熔点为62.3℃的''α''-"SO<sub>3</sub>" . ''α''-SO<sub>3</sub>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）<sub>2</sub>（''μ''-O）]<sub>''n''</sub>的[[聚合物]]。聚合物分子的每个末端都以-OH结束（因此''α''-"SO<sub>3</sub>"并非真正是SO<sub>3</sub>的一个构型）。''β''-SO<sub>3</sub>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<ref name="Merck">Merck Index of Chemicals and Drugs, 9th ed. monograph 8775</ref>。

在同一温度下固体SO<sub>3</sub>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''-SO<sub>3</sub>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。<ref name="Merck"/>

SO<sub>3</sub>极易[[水解]]。事实上，由于SO<sub>3</sub>使[[碳水化合物]]脱水並放出大量热，该反应足以使混合了SO<sub>3</sub>的木头或者棉花点燃。<ref name="Merck"/>

== 制备 ==
在实验室中三氧化硫可以通过[[硫酸氢钠]]的两步高温[[分解反应|分解]]来制备：
:脱水：<br />2 NaHSO<sub>4</sub><ce>->[\text{315℃}]</ce>Na<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + H<sub>2</sub>O
:热分解：<br />Na<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>7</sub><ce>->[\text{460℃}]</ce>Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + SO<sub>3</sub>

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。

SO<sub>3</sub>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SO<sub>2</sub>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 SO<sub>2</sub> + V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> → 2 SO<sub>3</sub> + V<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
: V<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + O<sub>2</sub> → V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>

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]]。
:<chem>CuSO4->[650 ^\circ C]SO3{\uparrow} +CuO</chem>

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）：
:2SO<sub>2</sub> + O<sub>2</sub><ce>->[\ce NO]</ce>2SO<sub>3</sub>

== 化学性质 ==
SO<sub>3</sub>是[[硫酸]]（H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>）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：
:SO<sub>3</sub>(𝑔) + H<sub>2</sub>O(𝑙) → H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>(𝑎𝑞)（Δ𝐻ᶱ＝-88 kJ [[摩尔 (单位)|mol<sup>−1</sup>]]）
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。

此外，三氧化硫与一些碱土金属氧化物作用时可发光。

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]]。

:SO<sub>3</sub> + SCl<sub>2</sub> → SOCl<sub>2</sub> + SO<sub>2</sub>
== 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 ==
* [http://www.webelements.com/ WebElements]{{Wayback|url=http://www.webelements.com/ |date=20140104110225 }}
* [http://webbook.nist.gov/chemistry/ NIST Standard Reference Database]{{Wayback|url=http://webbook.nist.gov/chemistry/ |date=20170710053845 }}
* [https://web.archive.org/web/20110722200125/http://ecb.jrc.it/ European Chemicals Bureau]
* [http://chemsub.online.fr/name/三氧化硫.html ChemSub Online: 三氧化硫]{{Wayback|url=http://chemsub.online.fr/name/%E4%B8%89%E6%B0%A7%E5%8C%96%E7%A1%AB.html |date=20190718164716 }}
* [http://www.atsdr.cdc.gov/phs/phs.asp?id=254&tid=47 Public Health Statement for Sulfur Trioxide and Sulfuric Acid]{{Wayback|url=http://www.atsdr.cdc.gov/phs/phs.asp?id=254&tid=47 |date=20120308180103 }}
* http://www.chem-page.de/experimente/chemolumineszenz-mit-erdalkalieoxiden.html?highlight=WyJzbzMiLCJtZ28iXQ== {{Wayback|url=http://www.chem-page.de/experimente/chemolumineszenz-mit-erdalkalieoxiden.html?highlight=WyJzbzMiLCJtZ28iXQ== |date=20231105162155 }}

== 参考文献 ==
{{reflist}}
== 参见 ==
{{Wikiversity|实验:三氧化硫的制备及性质研究}}
*[[硫酸]]
*[[二氧化硫]]
*[[超价分子]]
{{氧化物}}
{{硫化合物}}

[[Category:硫氧化物]]
[[Category:空气污染物]]
[[Category:六价硫化合物]]