二氧化氯分子量67.45，常溫呈氣態，水中溶解度為0.29%（22℃），沸點11℃，熔點59%，二氧化氯以自由單體存在，氯氧鍵呈明顯雙鍵特征，鍵角117.45°，鍵長1.47°A。

二氧化氯具有共軛共振結構，氯的3d軌道參與Cπ鍵共軛。液態二氧化氯極不穩定，光照，機械踫撞或接觸有機物都會發生爆炸。氣態二氧化氯在空氣中的含量高于10%時，易于爆炸。

1、二氧化氯的氧化性︰

二氧化氯的氯含量為35.4567.45=52.6%，ClO₂中Cl為+4，再轉變為-1，

2ClO₂+ 10I–+ 8H+→2Cl–+ 5I₂+ 4H₂O

二氧化氯實際有效活性含量為52.6%×5=263%，等于Cl₃的2.63倍。

2、二氧化氯與水反應︰二氧化氯在水溶液中離解常數（K）很小。

ClO₂+H₂O HClO₂+ H₂ClO₃

K=（HClO₂）（H₂ClO₃）（ClO₂=1.2×10–7 (at20℃)

二氧化氯在水中基本上保持不離解的形式，二氧化氯溶液對光敏感即使在黑暗中，室溫下每天離解率仍有24%，2℃時離解率可下降至1%以下。

3、二氧化氯與酚反應︰

二氧化氯與酚反應速度很快，生成物為無害的1、4苯　，而氯制劑可與酚生成氯酚（屬致癌物質），由于環境污染日趨惡化，水中含酚量不斷升高，即使天然地表水中酚的濃度也可達

1ppm，大量氯制劑消毒中形成大量氯酚，不但嚴重危害人類健康，而且氯酚有很強的刺激味，1ppm濃度也能感覺，即使有少量的酚被氯化也會發生難聞的臭味。ClO₂不與酚反應產生氯酚，

在水處理中有去除水中的異味的功能。

4、二氧化氯與烷、烴類反應︰

一般情況下二氧化氯不和烷類生成氯代烷，與絕大多數脂肪族和芳香族的烴不發生反應，而氯制劑

的氯化作用可生成三氯甲烷類強致癌物質。這就是二氧化氯被希望作為飲用水消毒的根本原因。

5、二氧化氯與氨、胺反應︰

氨與氯可生成氯氨，氯氨的殺菌效果微弱，氯氨的形成可大量消耗氯制劑，甚至在含氨量較高的合成氨、化肥等物質中，即使投入極大量的氯制劑也難以出現自由的游離氯，使水質中微生

物及藻類大量繁殖。而二氧化氯不和氨起反應，少量的二氧化氯即可對水中微生物及藻類起到有效殺滅作用︰氨與有機物可生成伯胺、仲胺、叔胺等有機胺，具有極大腥臭異味。而氯制劑

和氨和一元胺（伯胺）相結合形成氯代氨︰二氧化氯不和氨起反應，主要和腥臭作用最為明顯的仲胺、叔胺起氧化分解作用，因此ClO₂對于畜牧養殖、試驗動物飼養場及肉類加工等企業有

特殊的除腥臭功能。

6、二氧化氯對無機硫化物及有機硫化物的反應︰

二氧化氯在很寬的pH範圍內和硫化物、硫化氫迅速地氧化為硫酸鹽，能迅速地解除硫化物的“臭皮蛋”氣味，且不會形成膠體狀硫而堵塞設備，二氧化氯對硫化物的氧化作用，對工業污水

及市政廢水的處理有十分重大的意義。

硫醇（RSH）及二硫化物（RSSR）是有機硫的主要成分，具有令人極不愉快的氣味，並能引起惡心嘔吐。ClO₂可迅速地氧化有機硫化物，最終產物為磺酸類物質。

7、二氧化氯對氰化物的反應︰

氰化物毒性極強，常存在于金屬加工業（電鍍）和金屬開采的廢水中，主要有游離氰化物不穩定的金屬氰化物、穩定的金屬氰化物。除後者外，前二者ClO₂在弱堿條件下（pH<10）即可。

發生氧化作用。而其他氧化劑均需在pH>12時發生氧化作用，ClO₂對氰化物氧化生成無毒的氰酸鹽、二氧化碳、氮氣。而氯制劑的氧化作用生成有毒的氯化氰氣體（CNCl），尚需進行水解處理。

8、二氧化氯與鐵、錳的反應︰

二氧化氯能迅速氧化鐵、錳離子，以去除鐵、錳離子造成水質的沉澱和著色，氯化作用的速度較慢，氯氣氧化水中的錳離子需要幾天時間，且不能氧化被有機物螯合的鐵離子。