Prova Físico-Química

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO 
Departamento de Química 
UC: Físico-Química 
 
 
Universidade Federal de São Paulo 
Rua São Nicolau, n° 210 - Centro - CEP: 09913-030 - Diadema - SP 
Prova 01 - Físico-Química – Engenharia Química 
 
1. A melhor bomba de vácuo de laboratório pode gerar um vácuo de cerca de 1 nano Torr 
(10-9 Torr). Admitindo que o ar seja constituído por moléculas de N2 com área de 
secção de eficaz de colisão de 0,49x10-9 m2 e que a temperatura seja de 25 °C, calcule 
(a) a velocidade média das moléculas, (b) o livre percurso médio, (c) a frequência de 
colisão no gás (considere que a velocidade relativa é igual a velocidade média 
calculada no item a). (1.5 pontos) 
 
2. Considere a seguinte reação: 
 
CS2 (g) + 3O2 (g)  CO2 (g) + 2SO2 (g) 
 
Se a lei de velocidade desta reação pode ser escrita como 
 
−
𝑑[𝐶𝑆2]
𝑑𝑡
= (3,07𝑥10−4 𝐿. 𝑚𝑜𝑙−1𝑠−1)[𝐶𝑆2]
2 
 
quanto tempo levará para a concentração de CS2 cair à metade da concentração inicial 
quando a concentração inicial for: a) 0,050 mol/L, b) 0,005 mol/L. c) Comente 
brevemente o porquê da diferença ou igualdade nos valores de tempo encontrados nas 
respostas anteriores. (1.5 pontos) 
Instruções para a prova: 
 As respostas devem ser feitas em um editor de texto (ex Word) ou feitas “a mão” e a 
caneta, escaneado ou fotografado, e inseridas todas em um único arquivo a ser salvo 
em pdf. Salve o arquivo com o seu nome. 
 Não é necessário copiar as questões (enunciados) na folha de resposta, apenas 
numerá-las para ficar claro sobre qual pergunta é a sua resposta; 
 Você tem até 24 horas para entregar a prova pela ferramenta “Tarefa” no Moodle, 
qualquer problema com envio, internet e afins, avisar o professor antes do prazo final 
de fechamento da ferramenta; 
 Você poderá fazer apenas 1 envio de documento, então esteja atento(a). 
 Não é fornecido formulário e/ou fatores de conversão uma vez que você tem acesso 
às aulas, ebooks e demais materiais utilizados no curso. 
 
Não esqueça de colocar seu nome completo e RA na folha de resposta. 
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Departamento de Química 
UC: Físico-Química 
 
 
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Rua São Nicolau, n° 210 - Centro - CEP: 09913-030 - Diadema - SP 
 
3. Considere as seguintes reações paralelas 
 
As energias de ativação são 45,3 kJ.mol-1 para k1 e 69,8 kJ.mol
-1 para k2. Se as 
constantes de velocidade são iguais a 320 K, a que temperatura k1/k2 = 2,0? (1,5 
pontos). 
 
 
4. Pela teoria das colisões vimos que a constante de velocidade de uma reação depende 
de 3 fatores. Quais são estes fatores? Explique-os resumidamente (1,5 ponto). 
 
5. O fator pré-exponencial e a energia de ativação para a reação unimolecular 
 
CH3NC (g)  CH3CN (g) 
são 1,0x1013 s-1 e 272 kJ mol-1, respectivamente. Calcule os valores de ΔH°±, ΔS°± 
e ΔG°± a 27 °C. (1,5 pontos) 
 
 
6. Observa-se que para a reação aquosa catalisada por Br- 
H+ + NHO2 + C6H5NH2  C6H5N2
+ + 2H2O 
Um mecanismo proposto é: 
H+ + NHO2 ↔ H2NO2
+ (eq. Rápido) 
H2NO2
+ + Br-  ONBr + H2O (lenta) 
ONBr + C6H5NH2  C6H5N2
+ + H2O + Br
- (rápido) 
 
(a) Obtenha a lei de velocidade para este mecanismo. (1,0 ponto) 
(b) Qual a ordem da reação? (0,5 pontos) 
(c) Qual a molecularidade da reação? (0,5 pontos) 
(d) Por que o reagente C6H5NH2 e a espécie ONBr não aparecem na lei de velocidade? 
(0,5 pontos)