Prova FisQuim engenharia

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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 01/2020 - Físico-Química Engenharia Química 
 
1. A que pressão (em pascal) o livre percurso médio do argônio a 25 °C se torna igual 
ao diâmetro dos próprios átomos? Considere σ = 0,36 nm2 e que σ = π.d2 (sendo d o 
diâmetro da molécula). (1,0 ponto) 
 
2. Apresente (de forma breve e com suas palavras) uma interpretação molecular para 
a dependência do coeficiente de condutividade térmica em relação à temperatura, à 
pressão e ao tamanho das moléculas de gás. (1,0 ponto) 
 
3. A reação 2A  P é de terceira ordem, com k = 3,5x10-4 L2.mol-2.s-1. Calcule o tempo 
necessário para a concentração de A passar de 0,077 mol.L-1 para 0,021 mol.L-1. (1,5 
pontos) 
 
4. Os dados da tabela seguinte foram obtidos na decomposição do N2O5(g) a 67 °C, de 
acordo com a reação 2 N2O5(g)  4NO2(g) + O2(g). Determine a ordem da reação, a 
constante de velocidade e o tempo de meia-vida. (1,5 pontos) 
t (min) 0 1 2 3 4 5 
[N2O5] (mol/L) 1,00 0,705 0,497 0,349 0,246 0,173 
 
 
 
 
 
 
 
 
Instruções para a prova: 
 As respostas devem ser feitas em um editor de texto (ex Word). Questões teóricas 
pede-se preferência para responder no editor de texto. Questões com cálculos podem 
ser feitos “a mão” e a caneta, escaneado ou fotografado, e inserido no documento do 
Word com as demais respostas. Crie um único arquivo e salve em pdf. 
 Não é necessário copiar as questões 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; 
 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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UC: Físico-Química 
 
 
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Rua São Nicolau, n° 210 - Centro - CEP: 09913-030 - Diadema - SP 
5. As constantes de velocidade para a reação entre o radical hidroxila e 
clorobromometano (OH. + CH2BrCl  produtos) em diferentes temperaturas estão 
demonstradas na tabela abaixo. 
T (°C) k (cm3.molécula-1.s-1) 
25 1,11x10-13 
40 1,58x10-13 
57 1,34x10-13 
 
Mostre graficamente que a equação de Arrhenius está sendo seguida e determine A 
e Ea. (1,5 pontos) 
 
6. Pela teoria das colisões definiu-se que o valor do fator pré-exponencial “A” da 
equação de Arrhenius depende especialmente de 2 fatores, quais são eles? Na teoria 
do estado de transição definimos pela Equação de Eyring as relações termodinâmicas 
∆S e ∆H. Como estas propriedades termodinâmicas estão relacionadas com os 
fatores “A” e “Ea” da equação de Arrhenius? Explique brevemente com suas 
palavras. (1,5 pontos) 
 
7. 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 + 2H2O (lenta) 
ONBr + C6H5NH2  C6H5N2
+ + H2O + Br
- (rápido) 
 
(a) Obtenha a lei de velocidade para este mecanismo. (0,5 pontos) 
(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)