三氟甲磺酸是有機酸最強的酸，酸性超過100%的硫酸，屬于超強酸。(三氟甲磺酸pKa=-15)。具有強酸性和還原性。一般用作有機合成試劑。當溶解有三氟化硼(BF3)、五氟化磷、五氟化砷等強路易斯酸時因為生成了穩(wěn)定的配合酸:H[CF3SO3BF3]、H[CF3SO3PF5]、H[CF3SO3AsF5]從而酸性變得更強。在空氣中發(fā)煙，易吸水形成一水合物。極易溶于水，融水釋放出大量的熱，水解生成三氟甲烷(CHF3)和硫酸。加熱條件下可與五氧化二磷反應得三氟甲磺酸酐(類似的，濃硫酸和五氧化二磷反應得三氧化硫)
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