Dichlor oxit hòa tan rất nhiều trong nước[3], nơi nó tồn tại trong trạng thái cân bằng với HClO. Tốc độ thủy phân chậm đủ để cho phép chiết Cl2O với dung môi hữu cơ như CCl4, nhưng hằng số cân bằng cuối cùng lại tạo thuận lợi cho sự hình thành axit hypoclorơ:[4]

Mặc dù vậy, người ta cho rằng dichlor oxit có thể là những loài hoạt động trong các phản ứng của HClO với các olefin và các hợp chất thơm[5][6], cũng như trong việc clo hóa nước uống[7].

Với các hợp chất vô cơ

Dichlor oxit phản ứng với các halogenua kim loại, với sự mất Cl2, tạo ra oxyhalua bất thường:[8][9][10]

Các phản ứng tương tự cũng đã được quan sát thấy với một số halogenua vô cơ.[11][12]

Với các hợp chất hữu cơ

Dichlor oxit là một chất clo hóa có hiệu quả. Nó có thể được sử dụng cho cả chuỗi bên hoặc vòng chloride của các chất thơm bị khử hoạt tính[13]. Đối với các chất thơm hoạt tính như phenol và aryl-ete chủ yếu phản ứng với các sản phẩm halogen hóa vòng[14]. Người ta đã gợi ý rằng dichlor oxit có thể là những loài hoạt tính trong các phản ứng của HClO với các olefin và các hợp chất thơm[14].

Quang hóa

Dichlor oxit trải qua sự quang ly, cuối cùng tạo thành O2 và Cl2. Quá trình này chủ yếu là radical based, với flash photolysis tạo ra clo monoxit (ClO·).[15]

Đặc tính nổ

Dichlor oxit là chất nổ, mặc dù thiếu một nghiên cứu hiện đại về hành vi này. Sự pha trộn nhiệt độ phòng với oxy không thể phát nổ bằng tia lửa điện cho đến khi chúng chứa ít nhất 23,5% Cl2O. mà giới hạn nổ tối thiểu cực cao. Có những báo cáo mâu thuẫn về nó đang bùng nổ khi tiếp xúc với ánh sáng mạnh. Nung nóng trên 120 ℃, hoặc tốc độ gia nhiệt nhanh ở nhiệt độ thấp cũng có vẻ như dẫn đến nổ. Dichlor monoxit lỏng đã được báo cáo là nhạy cảm sốc.[16]