硫酸工业是重要的化工工业之一，工业上制造硫酸一般采用接触法，即用五氧化二钒做催化剂，在常压和一定的温度下将二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，其后用浓硫酸（98．3％）来吸收三氧化硫，制得硫酸。本论文运用量子化学的密度泛函理论（DFT）方法进行研究，并采用团簇模型方法来模拟催化剂五氧化二钒的晶体结构。同时研究了SO₂和O₂在V₂O₅做催化剂的条件下反应生成SO₃的反应机理。通过理论分析，比较详细的给出了反应中间体和过渡态的结构和能量，讨论了可能的反应通道和反应机理。全文包括五章，主要内容概括如下：1．介绍了量子化学的一些基本原理：Schrodinger方程，三个近似（非相对论近似、Born-Oppenheimer近似、单电子近似）以及Hartree-Fock-Roothaan方程和一些计算方法：（1）半经验方法，如AM1、MINDO／3和PM3。（2）从头算（ab initio）方法。（3）密度泛函理论（DFT）方法。（4）MΦller Plesset（MP）理论方法。2．运用量子化学密度泛函理论（DFT）计算方法，在B3LYP／LANL2DZ水平上，用簇模型方法来模拟催化剂五氧化二钒可能存在的构型，并进行全几何构型优化及振动频率分析，得到八种优化构型，并在最稳定的优化构型上研究SO₂与O₂反应的反应机理。3．在B3LYP／6-311++G（3df,2p）水平上对SO₂、O₂和SO₃可能存在的构型进行全几何构型优化及振动频率分析，得到其对应的稳定构型，并对最稳定构型在B3LYP／6-311++G（3df,2p）水平上作了NBO分析，讨论了分子的性质与结构之间的关系。4．对二氧化硫与氧气的反应机理进行了量子化学计算研究。在B3LYP／6-311++G（3df,2p）水平上优化了反应势能面上各驻点的几何结构，得到六个中间体和六个过渡态结构，通过内禀反应坐标（IRC）确认了反应中的过渡态，并且在QCISD／6-311G（2df，p）水平上精确计算了每个反应通道各驻点的单点能。确定了反应的机理，二氧化硫与氧气反应主要有2条反应通道，其中反应通道（1）是主反应通道，势垒为143．56 kJ·mol^-1。