本文运用密度泛函理论(DFT+U)方法系统研究了CeO2(100)极性面结构和稳定性，并且深入分析了一氧化碳在CeO2(100)面上的吸附和反应。CeO2(100)表面垂直方向上存在非零偶极矩，CeO2(100)极性面很不稳定。为获得稳定极性面可以将表面电荷进行重新分配或者改变表面化学计量数的配比，或者吸附小分子。本文中，稳定CeO2(100)极性面，方法是保证整个板层化学计量配比完整，在表层或体相去掉氧原子。通过计算发现，在CeO2(100)表层分布氧空位的结构比体相中分布氧空位的结构要稳定。CeO2(100)表层较易形成氧空位，氧空位的分布越接近表面，CeO2(100)结构稳定性就会越高，CeO2(100)最稳定的结构是将表层满覆盖氧原子移除一半。对CeO2(100)表层和体相含有氧空位的结构进行电荷分析表明，CeO2(100)体相中会出现局域4f电子。随后我们研究了CO在CeO2(100)稳定结构和CeO2(100)次稳定结构上的氧化反应，CO在CeO2(100)稳定结构和CeO2(100)次稳定结构的氧空位处吸附较强。CO在CeO2(100)稳定结构上与表面晶格氧反应形成吸附CO2中间态，中间态可直接解离成气相二氧化碳，也可以继续与表面晶格氧反应形成碳酸盐。而在CeO2(100)次稳定结构中CO很难与表面晶格氧形成吸附CO2中间态，CO与表面晶格氧反应后直接产生气态CO2。