苯酚与NO₂的提氢反应是苯氧自由基和亚硝酸（HONO）一种重要的来源,本文通过热力学计算及键解离能分析对比了二氧化氮对单取代苯酚上不同的氢提取反应,说明酚羟基氢的提取反应可作为苯氧自由基和HONO的来源。运用传统过渡态理论和变分过渡态理论对各提取反应的速率常数进行预测,其中邻位、间位和对位甲氨基取代苯酚与二氧化氮的氢提取反应最具优势,速率常数分别为1.91×10^-14,4.28×10^-20和8.78×10^-15cm³molecule^-1s^-1。作为提氢反应的产物之一,苯氧自由基存在三种能量相近的共振形式,在与NO₂的加成反应中通过酮醇互变形成硝基苯酚（NPs）,包括邻硝基苯酚（2-NP）和对硝基苯酚（4-NP）。本文进而探讨了2-NP与4-NP的形成机理,并深入研究了在不同条件下（包括水分子、苯酚及反应中间体）对反应的热力学及动力学的性质变化的影响。当反应中存在水分子、苯酚及反应中间体时,生成邻硝基苯酚的反应与裸反应(能垒为48.40 kcal mol^-1)相比,能垒分别降低了30.17,25.37和29.53 kcal mol^-1,说明水分子是形成硝基苯酚的最有利条件,本文还进一步讨论了多个水分子参加反应时,硝基苯酚生成机理的变化。热力学数据表明,水分子的增加不仅能够有效降低反应能垒,而且也能简化形成硝基苯酚的反应步骤。2-NP及其水合物的生成速率常数分别为,k_2-NP=3.82×10^-13;k_2-NP-1W=2.43×10^-7;k_2-NP-2W=3.39×10^-4 cm³molecule^-1s^-1,其中理论计算的2-NP的生成速率常数与实验值相吻合。