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H2是一种极易燃的气体在空气中的体积分数为4%至75%时都能燃烧。H2燃烧的焓变为−286kJ/mol
2H₂(g) + O₂(g) → 2 H₂O(l); ΔH = -572 kJ/mol
H2占4%至74%的浓度时与空气混合或占5%至95%的浓度时与氯气混合时是极易爆炸的气体在热、日光或火花的刺激下易引爆。H2的着火点为500°C。纯净的H2与氧气的混合物燃烧时放出紫外线。
因为H2比空气轻H2的火焰倾向于快速上升故其造成的危害小于碳氢化合物燃烧的危害。H2与所有的氧化性元素单质反应。H2在常温下可自发的和氯气需要光照反应H2和氟气在冷暗处混合就可爆炸生成具有潜在危险性的酸氯化氢或氟化氢。
