氢气是在已知气体中较轻的气体，在常温常压下是无色无臭无味的可燃性气体，在空气和氧气中有很宽的可燃范围。氢气的燃点较高，但其点火能很小，所以很容易着火，在微小的静电火花下也容易着火，接触明火或遇热时就可燃烧，发出几乎看不见的火焰。氢气又是一种高能燃料，当与空气或其他氧化剂结合着火时，以放热或的方式释放出量的能量，其反应的猛烈程度取决于燃烧的条件。高纯氢气是指纯度等于或高于99.999%的氢气。高纯氢气在空气中的可燃限为4.0%～75.0%（V），自燃温度为571.2℃，相对密度ds（0℃，空气=1）为0.06960，液体密度70.96kg/m³（-252.8℃，101.3kPa），沸点-252.8℃，熔点-259.2℃。氢分子由两种同分异构体组成，常温下正仲氢比例为75:25。随着温度降低，仲氢比例提高，伴随着放出转化热。20.4K时平衡组成为0.2:99.8。
氢气的着火点为500°C。纯净的氢气与氧气的混合物燃烧时放出紫外线。因为氢气比空气轻，所以氢气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。氢气与所有的氧化性元素单质反应。氢气在常温下可自发的和氯气（需要光照）反应，氢气和氟气在冷暗处混合就可，生成具有潜在危险性的酸氯化氢或氟化氢。在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色。然后在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，过一会儿。我们可以看到，纯净的氢气在空气里安静地燃烧，产生淡蓝色的火焰（氢气在玻璃导管口燃烧时，火焰常略带黄色）。用烧杯罩在火焰的上方时，烧杯壁上有水珠生成，接触烧杯的手能感到发烫。氢气在空气里燃烧，实际上是氢气跟空气里的氧气发生了化合反应，生成了水并放出大量的热。这个反应的化学方程式是：2H2+O2=点燃=2H2O反过来，氢气可以用电解水的方式制备。
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