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    純過氧化氫是淡藍色的粘稠液體，熔點-0.43 °C，沸點150.2 °C。凝固點時固體密度為1.71g/cm3，密度隨溫度升高而減小。它的締合程度比H2O大，所以它的介電常數和沸點比水高。純過氧化氫比較穩定，若加熱到153 °C便猛烈的分解為水和氧氣。

    過氧化氫分子為椅型結構，見下圖。左圖為氣態時的結構，右圖為固態晶體時的結構：

    過氧化氫可溶于乙醇、乙醚，不溶于苯。對有機物有很強的氧化作用，一般作為氧化劑使用。

    久置于實驗室的過氧化氫溶液會變質，其原因就是過氧化氫會分解成水和氧氣，在常溫下過氧化氫就會分解放出氧氣，但是速度非常非常慢，肉眼是看不見的，為了加速反應的進行，可以采取加熱的方式，加熱時過氧化氫會比較快的分解出氧氣（“比較快”是和常溫下比較），但是與此同時，大量的水蒸氣也會隨之蒸發出來，所以這樣的做法并不是很理想的實驗室制備氧氣的方法。但是加熱確實會產生氧氣的。