化学反应的反应机理研究是一个重要的研究领域。本文采用量子化学计算的方法研究了亚硝酰氢（HNO）自由基与一些小分子（O₂、O、OH）反应的反应机理,使用Gasuuian09程序A.02版软件计算包,采用从头算方法和密度泛函理论（DFT）,优化得到了反应的反应物R、中间体IM、过渡态TS和产物P的结构数据,以及相应的能量值和振动频率,并在相同计算水平上使用内禀反应坐标IRC（Internal Reaction Coordinate）对中间体和过渡态的联系做了验证。得到了各反应的反应势能图,并分析得到了可能存在的反应路径,然后对各反应路径进行能量分析和异构化复杂程度对比,从而得到反应的主要产物和对应的主要生成路径。本文首先对反应HNO+O₂的反应机理做了理论研究,计算水平为B3LYP/6-311++G（d,p）,通过计算与验证,得到了6个中间体IM、15个过渡态TS以及2种产物P,通过对比各条路径的最高位过渡态以及路径的异构化复杂程度,得到结论:过氧亚硝酸P₁（HOONO）是HNO+O₂反应的主要产物,对应有三种稳定的构象,主要反应路径为路径（1）,分别为P₁^t-p、P₁^c-p、P₁^c-c,硝酸P₂（HNO₃）是HNO+O₂反应的次要产物,在动力学上产率较少,对应的主要生成路径是路径（2）。然后对反应HNO+OH的反应机理做了理论研究,计算水平为B3LYP/3-21G,通过计算与验证,得到了7个中间体IM、9个过渡态TS以及产物P,通过对比各条路径的最高位过渡态以及路径的异构化复杂程度,得到结论:HNO+O的主要发生路径为路径（1）,其余路径在动力学上较少。最后对反应HNO+OH的反应机理做了理论研究,计算水平为B3LYP/3-21G,通过计算与验证,得到了2个中间体IM、4个过渡态TS以及2种产物P,通过对比各条路径的最高位过渡态以及路径的异构化复杂程度,得到结论:产物P₁是该反应的主要产物,其可以看作是H₂O分子与NO分子的弱键加成物,通过对比路径（1）和路径（2）的能量及异构化过程分析,可以得到路径（1）是该反应的主要发生路径。