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H2是一种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−286 kJ/mol

2 H₂(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Cl2混合时是易爆炸的气体在热、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。