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叔丁醇锂本身热稳定性尚可，但对空气、水分极其敏感，整体属于不稳定、需严格无水无氧保存的化学品。
1. 对水的稳定性
极不稳定，遇水立即剧烈水解，放热并生成氢氧化锂和叔丁醇。
潮湿空气中也会快速吸潮分解、冒烟、结块失效。
2. 对空气的稳定性
对氧气、二氧化碳均敏感，长期接触空气会氧化变黄、碱性下降。
与CO₂反应生成锂盐， 失去强碱活性。
必须在氮气或氩气保护下储存和使用。
3. 热稳定性
固体常温下相对稳定，高温会逐渐分解。
加热至约280℃以上 明显分解，一般避免长时间高温加热。
其THF溶液受热易变色、活性降低，通常建议2～8℃冷藏。
4. 对光照稳定性
光照会加速氧化变色，应避光保存。
5. 与其他物质的相容性
与酸、醇、水、羟基化合物、卤代烃、氧化剂等剧烈反应，不稳定。
与铜、铝等活泼金属接触可能发生反应，腐蚀容器。
只能与惰性溶剂、烃类、THF等在无水条件下稳定共存。
6. 储存条件下的稳定性
在严格干燥、密封、惰性气体保护、低温避光条件下，保质期较长。
一旦开封吸潮，会迅速变质，不宜久存。