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水溶液为无色透明液体,溶于水、醇、乙醚,不溶于苯、石油醚。
纯过氧化氢是淡蓝色的粘稠液体,熔点-0.43 °C,沸点150.2 °C,纯的过氧化氢其分子构型会改变,所以熔沸点也会发生变化。凝固点时固体密度为1.71g/,密度随温度升高而减小。它的缔合程度比H₂O大,所以它的介电常数和沸点比水高。纯过氧化氢比较稳定,加热到153 °C便猛烈的分解为水和氧气,值得注意的是,过氧化氢中不存在分子间氢键。
过氧化氢对有机物有很强的氧化作用,一般作为氧化剂使用。