Наночастицы сплавов (наносплавы) широко применяются в гетерогенных катализаторах, современных электродах, биоматериалах и других областях. Свойства наносплавов могут быть в значительной степени изменены их структурой и составом, которые определяются используемой синтетической процедурой. Часто такой синтез происходит в неравновесных условиях и дает наносплавы со структурой и свойствами, отличными от тех, которые получаются в условиях термодинамического равновесия. В данной работе мы характеризуем, как неравновесные условия при синтезе сплавов Cu-Au методом физического осаждения из паровой фазы (PVD) влияют на их морфологию, состав, электронную структуру и реакционную способность при окислении CO. Мы использовали молекулярную динамику для моделирования PVD-синтеза наносплавов Cu-Au путем неизотермической агрегации атомов Cu и Au в соотношении 3:1 в атмосфере Ar для получения реалистичных структур наночастиц Cu-Au. Из-за различной кинетики агрегации атомов Au и Cu средняя концентрация Au в полученных частицах Cu-Au варьировалась от 14% до 50% в зависимости от размера наночастиц и времени агрегации. DFT моделирование показало, что реакционная способность полученных кластеров Cu-Au по отношению к CO и кислороду, а также соотношения Бронстеда-Эванса-Поланьи для окисления CO существенно зависят от того, имеют ли кластеры fcc, икосаэдрическую или аморфную структуру, и не сильно коррелируют с центрами d-band адсорбционных сайтов. Наше исследование подчеркивает важность неравновесного характера структуры и состава наносплавов для их электронной структуры и каталитических свойств. Проведенный анализ реакционной способности кластеров Cu-Au с реалистичными структурами в окислении СО поможет оптимизации катализаторов Cu-Au для этой важной для общества реакции.