挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）是大气环境问题中形成二次污染物的主要前驱产物,严重的将会极大程度上限制着我国社会经济的可持续发展,并危及社会群众的身心健康。建立QSAR（quantitative structure activity relationships,QSAR）定量关系对挥发性有机物与硝基自由基反应速率常数的研究显得尤为重要,弥补了实验周期长和成本高的问题。因此,本文主要通过3D-QSAR（three-dimensional quantitative structure-activity relationship,3D-QSAR）以及HQSAR（holographical quantitative structure activity relationship,HQSAR）方法来构建烃类化合物、醛类化合物、醇类化合物以及芳香族化合物与硝基自由基反应速率常数的QSAR预测模型。全文主要内容有:通过HQSAR方法构建了烃类化合物与硝基自由基反应速率常数（pk（NO3））之间的QSAR模型。同时使用留一交叉法以及外部测试集验证法对HQSAR的预测模型进行评价。并利用HQSAR模型的分子贡献图可知,烃类分子中含有碳碳双键的烯烃类分子会减小pk（NO3）;含有碳碳三键以及碳碳单键的炔烃类和烷烃类分子有利于提高pk（NO3）。通过HQSAR方法以及3D-QSAR方法中的Co MFA方法构建了醛类化合物与硝基自由基反应速率常数（pk（NO3））之间的QSAR模型。结合留一交叉法以及外部测试集验证法对QSAR模型的预测性能进行评价。在预测能力的准确度上,HQSAR较Co MFA方法略胜一筹。并通过生成的HQSAR分子贡献图和Co MFA三维等势图可知,醛类分子的主链中碳原子的数目越多,会增加pk（NO3）,而其主链和支链上的C=C会减小pk（NO3）。通过HQSAR以及3D-QSAR方法中的Co MFA方法和Co MSIA方法构建了醇类化合物与硝基自由基反应速率常数（pk（NO3））之间的QSAR模型。同时结合留一交叉法以及外部测试集验证法对这三种模型的预测性能进行评价。Co MFA、Co MSIA以及HQSAR模型在模型拟合能力以及建模速度上有较为明显的优势。并通过HQSAR分子贡献图以及Co MFA和Co MSIA三维等势图可知,醇类分子结构中含有双键,且存在于1号碳原子上的羟基会对pk（NO3）产生负贡献;分子结构中若不含双键,则羟基应取代中间碳原子上的氢原子,醇类化合物的pk（NO3）会提高。通过HQSAR以及3D-QSAR方法中的Co MFA方法和Co MSIA方法构建了芳香族化合物与硝基自由基反应速率常数（pk（NO3））之间的QSAR模型。结合留一交叉法以及外部测试集验证法对三种模型的预测性能进行评价。并从结果中发现HQSAR方法的预测准确度具有更有前景的统计学意义。并通过HQSAR分子贡献图以及3D-QSAR三维等势图可知,在芳香族化合物中,羟基会减小pk（NO3）。