三氧化硫的物理、化学性质

2025-02-28 23:07:00

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SO3性质：又称硫酸酐[sulfuric (acid) anhydride]。强烈有刺激臭味的无色透明液体或结晶。有四种晶体变形体：（1）γ-三氧化硫，为环状三聚体(SO3)n或单分子SO3。胶状晶体。密度，20℃时为1.9224g/cm3；（2）β-三氧化硫，为交联聚合体。丝光石棉状结晶。熔点32.5℃。（3）α-三氧化硫，为交联聚合体。水针状结晶。熔点62.3℃。（4）δ-三氧化硫。为聚合体。蜡状结晶。熔点95℃。通常是混合物，熔点不恒定，熔融时均转变为γ-三氧化硫。纯品三氧化硫较稳定，但在某些化合物的催化下分解为二氧化硫和氧。与水化合成硫酸，溶于100%硫酸形成发烟硫酸。与硫黄反应生成二氧化硫。是一种强氧化剂。最强的路易斯酸之一。干燥时对大多数金属无腐蚀性。几乎能与所有有机化合物发生磺化、氧化和脱水反应。由二氧化硫催化（钒催化剂）氧化制得。用于制造硫酸、氯磺酸、氨基磺酸、硫酸二甲酯、洗涤剂，以及有机化合物磺化等。作磺化剂反应迅速。

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无色易挥发的固体。有三种同素异形体。α-SO3丝质纤维状和针状，密度1.97g/cm3，熔点16.83℃，沸点44.8℃；β-SO3石棉纤维状，熔点62.4℃，在50℃可升华； γ-SO3玻璃状，熔点16.8℃，沸点44.8℃。溶于水，并跟水反应生成硫酸和放出大量的热。因此又称硫酸酐。溶于浓硫酸而成发烟硫酸，它是酸性氧化物，可和碱性氧化物反应生成盐。三氧化硫是很强的氧化剂，特别是在高温时能氧化硫、磷、铁、锌以及溴化物、碘化物等。三氧化硫是一种硫的氧化物，分子式为SO3。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。　　无色透明油状液体，具有强刺激性臭味。相对密度1.97（20℃）。熔点16.83℃。沸点（101.3kPa)44.8℃。强氧化剂，能被硫、磷、碳还原。较硫酸、发烟硫酸的脱水作用更强。对金属的腐蚀性比硫酸、发烟硫酸为弱。

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三氧化硫百科名片液体三氧化硫无色易挥发的固体。有三种同素异形体。α-SO3丝质纤维状和针状，密度1.97g/cm3，熔点16.83℃，沸点44.8℃；β-SO3石棉纤维状，熔点62.4℃，在50℃可升华； γ-SO3玻璃状，熔点16.8℃，沸点44.8℃。溶于水，并跟水反应生成硫酸和放出大量的热。因此又称硫酸酐。溶于浓硫酸而成发烟硫酸，它是酸性氧化物，可和碱性氧化物反应生成盐。三氧化硫是很强的氧化剂，特别是在高温时能氧化硫、磷、铁、锌以及溴化物、碘化物等。目录物品简介成键方式分子构型化学反应固态三氧化硫结构制备化学产品信息展开编辑本段物品简介　　三氧化硫是一种硫的氧化物，分子式为SO3。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。　　无色透明油状液体，具有强刺激性臭味。相对密度1.97（20℃）。熔点16.83℃。沸点（101.3kPa)44.8℃。强氧化剂，能被硫、磷、碳还原。较硫酸、发烟硫酸的脱水作用更强。对金属的腐蚀性比硫酸、发烟硫酸为弱。　　编辑本段成键方式　　SO3中，S元素采取sp2杂化，在竖直方向（就是没形成杂化轨道剩下的p轨道）上的p轨道中有一对电子，在形成的杂化轨道中有一对成对电子和2个成单电子，有2个氧原子分别与其形成σ键，2个氧原子竖直方向上p轨道各有1个电子，一个氧原子与杂化轨道的孤对电子形成配位键，其竖直方向上有2个电子，这样，在4个原子的竖直方向的电子共同形成一套大π键。编辑本段分子构型　　气态的SO3是一种具有D3h对称的平面正三角形分子，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，硫的氧化数为+6，分子为非极性分子。编辑本段化学反应　　SO3是硫酸（H2SO4）的酸酐。因此，可以发生以下反应：　　和水化合成硫酸：SO3(l) + H2O(l) = H2SO4(l) (+88 kJ mol�6�11)　　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　　三氧化硫还可以与碱类发生反应，生成硫酸盐及其它物质，如　　SO3+2NaOH →Na2SO4+H2O编辑本段固态三氧化硫结构　　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。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 °C的无色固体。它形成的环状结构被称为[S(=O)2(μ-O)]3。　　 γ-SO3分子的结构模型如果SO3在27 °C以上冷凝，可形成熔点为16.83°C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。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62.4 °C。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。　　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。SO3 极易水解。事实上，该水化热足以使混合了SO3的木头或者棉花点燃。在这种情况下，SO3使那些碳水化合物脱水编辑本段制备　　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：　　2NaHSO4 -315°C→ Na2S2O7 + H2O　　热分解：　　Na2S2O7 -460°C→ 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，主要成分二硫化亚铁FeS2）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）。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。编辑本段化学产品信息第一部分：化学品名称　　化学品中文名称：三氧化硫　　化学品英文名称： sulphur trioxide　　中文名称2：硫酸酐　　英文名称2： Sulfuric anhydride　　技术说明书编码： 1236　　CAS No.： 7446-11-9　　分子式： SO3　　分子量： 80.06　　分子结构： S原子以sp2杂化轨道成键，分子为平面正三角形分子。第二部分：成分/组成信息　　有害物成分 CAS No.　　三氧化硫 7446-11-9第三部分：危险性概述　　危险性类别：　　侵入途径：　　健康危害：其毒性表现与硫酸同。对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用。可引起结膜炎、水肿。角膜混浊，以致失明；引起呼吸道刺激症状，重者发生呼吸困难和肺水肿；高浓度引起喉痉挛或声门水肿而死亡。口服后引起消化道的烧伤以至溃疡形成。严重者可能有胃穿孔、腹膜炎、喉痉挛和声门水肿、肾损害、休克等。慢性影响有牙齿酸蚀症、慢性支气管炎、肺气肿和肝硬变等。　　环境危害：对环境有危害，对大气可造成污染。　　燃爆危险：本品不燃，具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。第四部分：急救措施　　皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。　　眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。　　吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。　　食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。第五部分：消防措施　　危险特性：与水发生爆炸性剧烈反应。与氧气、氟、氧化铅、次亚氯酸、过氯酸、磷、四氟乙烯等接触剧烈反应。与有机材料如木、棉花或草接触，会着火。吸湿性极强，在空气中产生有毒的白烟。遇潮时对大多数金属有强腐蚀性。　　有害燃烧产物：氧化硫。　　灭火方法：本品不燃。消防人员必须佩戴过滤式防毒面具(全面罩)或隔离式呼吸器、穿全身防火防毒服，在上风向灭火。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。灭火时尽量切断泄漏源，然后根据着火原因选择适当灭火剂灭火。禁止用水和泡沫灭火。第六部分：泄漏应急处理　　应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并立即隔离150m，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防酸碱工作服。尽可能切断泄漏源。若是液体。小量泄漏：用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。若是固体，用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。若大量泄漏，收集回收或运至废物处理场所处置。第七部分：操作处置与储存　　操作注意事项：密闭操作，注意通风。操作尽可能机械化、自动化。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴防尘面具（全面罩），穿橡胶耐酸碱服，戴橡胶耐酸碱手套。远离易燃、可燃物。避免与还原剂、碱类、活性金属粉末接触。尤其要注意避免与水接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。　　储存注意事项：储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。保持容器密封。应与易（可）燃物、还原剂、碱类、活性金属粉末等分开存放，切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。第八部分：接触控制/个体防护　　职业接触限值　　中国MAC(mg/m3)： 2　　前苏联MAC(mg/m3)： 1　　TLVTN：未制定标准　　TLVWN：未制定标准　　监测方法：氯化钡比浊法　　工程控制：密闭操作，注意通风。尽可能机械化、自动化。提供安全淋浴和洗眼设备。　　呼吸系统防护：可能接触其粉尘时，必须佩戴防尘面具（全面罩）；可能接触其蒸气时，应该佩戴自吸过滤式防毒面具（全面罩）。　　眼睛防护：呼吸系统防护中已作防护。　　身体防护：穿橡胶耐酸碱服。　　手防护：戴橡胶耐酸碱手套。　　其他防护：工作完毕，淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服，洗后备用。保持良好的卫生习惯。第九部分：理化特性　　主要成分：纯品　　外观与性状：针状固体或液体，有刺激性气味。　　pH：　　熔点(℃)： 16.8　　沸点(℃)： 44.8　　相对密度(水=1)： 1.97　　相对蒸气密度(空气=1)： 2.8　　饱和蒸气压(kPa)： 37.32/25℃　　燃烧热(kJ/mol)：无意义　　临界温度(℃)：无资料　　临界压力(MPa)：无资料　　辛醇/水分配系数的对数值：无资料　　闪点(℃)：无意义　　引燃温度(℃)：无意义　　爆炸上限%(V/V)：无意义　　爆炸下限%(V/V)：无意义　　溶解性：剧烈反应　　主要用途：有机合成用磺化剂。　　其它理化性质：第十部分：稳定性和反应活性　　稳定性：　　禁配物：强碱、强还原剂、活性金属粉末、水、易燃或可燃物。　　避免接触的条件：潮湿空气。　　聚合危害：　　分解产物：第十一部分：毒理学资料　　急性毒性： LD50：无资料　　LC50：无资料　　亚急性和慢性毒性：　　刺激性：　　致敏性：　　致突变性：　　致畸性：　　致癌性：第十二部分：生态学资料　　生态毒理毒性：　　生物降解性：　　非生物降解性：　　生物富集或生物积累性：　　其它有害作用：该物质对环境有危害，应特别注意对大气的污染。第十三部分：废弃处置　　废弃物性质：　　废弃处置方法：根据国家和地方有关法规的要求处置。或与厂商或制造商联系，确定处置方法。　　废弃注意事项：第十四部分：运输信息　　危险货物编号： 81010　　UN编号： 1829　　包装标志：　　包装类别：　　包装方法：特制金属容器，外用坚固木箱；耐酸坛或陶瓷瓶外普通木箱或半花格木箱；磨砂口玻璃瓶或螺纹口玻璃瓶外普通木箱。　　运输注意事项：铁路运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。起运时包装要完整，装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与易燃物或可燃物、还原剂、碱类、活性金属粉末、食用化学品等混装混运。运输时运输车辆应配备泄漏应急处理设备。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。公路运输时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。第十五部分：法规信息　　法规信息化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布)，化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号)，工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规，针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定；常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)将该物质划为第8.1 类酸性腐蚀品。

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