二氧化硫和氧气的反应在热力学上是能量降低的反应,可以自发进行,催化剂只是加快反应的速率.所以在没有催化剂的情况下应该是可以发生的,只是速率很慢.如果对其进行紫外线或者激光照射,供能令其突破反应的能垒,就可以直接反应.
至于一楼说的在水中反应是不对的,因为水中与氧反应的是次硫酸,而不是二氧化硫,生成的也是硫酸,而不是三氧化硫.