這個反應是可逆反應，所以工業上生産三氧化硫通常三氧化硫不分離出來，直接與水反應生成硫酸并且采取加壓的方法從而使平衡向右移動。強氧化劑可将二氧化硫氧化成三氧化硫，僅在催化劑存在時，氧氣才能使二氧化硫氧化為三氧化硫。具有自燃性，無助燃性。
二氧化硫化學性質極其複雜，不同的溫度可作為非質子溶劑、路易氏酸、還原劑、氧化劑、氧化還原試劑等各種作用。液态二氧化硫還可作自由基接受體。如在偶氮二異丁腈自由基引發劑存在下與乙烯化合物反應得到聚砜。液态二氧化硫在光照下，可與氯和烷烴進行氯磺化反應，在氧存在下生成磺酸。液态二氧化硫在低溫表現出還原作用，但在300℃以上表現出氧化作用。
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