fisica quimica

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(1)SOLUCIONAIO. Examen de admisión. UNI. 2017-1 Física y Química. FÍSICA PREGUNTA N.o 1. Nos piden l2.. Se hace incidir desde el vacío un rayo de luz de 5×10 – 7 m de longitud de onda sobre la superficie De la ley de Snell plana de un cierto material en un ángulo de 60º n1 sen 60º=n2 sen 30º con respecto a la normal a la superficie. Si el rayo c 3 c 1 refractado hace un ángulo de 30º con respecto de × = × v1 2 v2 2 la normal, calcule, en m, la longitud de onda de este ACADEMIA rayo en el interior del material. 3 1 = 2λ 1 f1 2λ 2 f2 –7 A) 0,88×10. CESAR VALLEJO. B) 1,38×10 – 7 C) 2,88×10. 3 1 = λ1 λ 2. –7. D) 3,48×10 – 7 E) 5,78×10. λ2 =. –7. 5 × 10 −7. 3 CREEMOS EN LA EXIGENCIA. RESOLUCIÓN. ∴ l2=2,88×10 – 7. Tema: Refracción de la luz. Respuesta: 2,88×10 – 7. Análisis y procedimiento Graficamos de acuerdo al enunciado.. PREGUNTA N.o 2. l1=5×10 –7 m. medio (1) (vacío). Una persona tiene una altura H desde los ojos hasta el suelo y observa un espejo adherido a una pared que se encuentra a una distancia d, como se observa en el dibujo. Si el espejo se encuentra a una altura h del suelo, la distancia x más cercana a la pared a la que se puede ubicar un objeto para que la persona lo vea reflejado en el espejo es:. 60º medio (2) (material). l2 30º. 1.

(2) UNI 2017-1. Academia CÉSAR VALLEJO PREGUNTA N.o 3. d. espejo. Una estación de radio transmite a 89,5 MHz con una potencia radiada de 45,0 kW. El número de fotones por segundo que emite la estación, es aproximadamente: (h=6,626×10 – 34 J · s). H h. A) 4,00×10 29 B) 6,59×10 29. x. C) 7,59×10 29 D) 1,35×10 35. A). d (h + d ) H. D). Hd h. B). hd H +h. C). hd H −h. E). Hh d. E) 2,20×10 35. RESOLUCIÓN Tema: Física moderna Análisis y procedimiento Representamos gráficamente el enunciado.. RESOLUCIÓN. ACADEMIA. Tema: Espejo plano. CESAR VALLEJO. Análisis y procedimiento Analizamos el gráfico mostrado.. H. H–h objeto. a a x. imagen h CREEMOS EN LA EXIGENCIA a f = 89,5 × 106 Hz. x. P=45×103 W h=6,626×10 – 34 J · s. d. Nos piden el número de fotones por segundo. E=nhf (*). En el espejo plano, la distancia objeto y la distancia imagen son iguales.. Obtenemos la energía de la onda electromagnética. E De P = t. De la semejanza de triángulos obtenemos h ( H − h) = x d. ∴ x=. En un segundo E = 45 × 103 J En (*) tenemos que 45×103=n × 6,626 × 10 – 34×89,5×106 n=7,59×10 29. hd. ( H − h). Respuesta:. hd Respuesta: 7,59×10 29. ( H − h). 2.

(3) UNI 2017-1. Solucionario de Física y Química PREGUNTA N.o 4. En el instante que la esfera pasa por la posición más baja. Un cuerpo de 200 g de masa gira en un plano vertical atado a una cuerda tensa de 20 cm de longitud. El eje del plano de giro se ubica a una altura de un metro del suelo. Cuando el cuerpo pasa por su punto más bajo la cuerda se rompe y el cuerpo cae a una distancia horizontal de 2 m como se muestra en la figura. Calcule la tensión de la cuerda (en N) en el momento que se rompe. ( g=9,81 m/s2). Fc =. mv 2 R. T − mg =. (I). Del movimiento parabólico Eje X d=vxt 2=vt. (II). Eje Y. 20 cm. d = v0 t + v. 1 2 gt 2. 1 (9, 81) t 2 2 t=0,403. 0, 8 =. 1m. ACADEMIA 2m A) 3,31 D) 26,49. mv 2 R. B) 6,62. CESAR VALLEJO En (II) v=4,96 m/s. C) 13,25 E) 52,98. En (I). T − (0, 2)(9, 81) =. CREEMOS EN LA EXIGENCIA T=26,49. RESOLUCIÓN. (0, 2)(4, 96) 2 (0, 2). Tema: Dinámica circunferencial Respuesta: 26,49 Análisis y procedimiento Del gráfico. 20 cm T 1m. 0,8 m. PREGUNTA N.o 5 En un recipiente con agua se encuentra flotando un cuerpo sólido uniforme con el 90 % de su volumen dentro del agua. Al recipiente se le agrega lentamente aceite hasta que el cuerpo queda totalmente sumergido, quedando el 20 % del cuerpo dentro del agua, calcule la densidad del aceite (en kg/m3).. m=0,2 kg. v t. mg. A) 775 D) 925. 2m. 3. B) 825. C) 875 E) 975.

(4) UNI 2017-1. Academia CÉSAR VALLEJO. RESOLUCIÓN. PREGUNTA N.o 6. Tema: Principio de Arquímedes. Calcule aproximadamente la cantidad de calor, en kJ, que se desprende cuando 100 g de vapor de agua a 150 ºC se enfrían hasta convertirlo en 100 g de hielo a 0 ºC. Calor específico de vapor de agua=2,01 kJ/kgK Calor latente de vaporización del agua=2257 kJ/kg Calor específico del agua líquida=4,18 kJ/kgK Calor latente de fusión del agua=333,5 kJ/kg. Análisis y procedimiento Graficamos Antes (de echar aceite). mg V. A) 305 D) 332. 9V. Tema: Calorimetría (I) ACADEMIA. mg=rH2Og(9V). mg. Q4. Q2. Q3. 0 ºC 100 g hielo. raceite agua. Análisis y procedimiento Representamos el diagrama lineal de temperatura.. CESAR VALLEJO. Después (de echar aceite). 8V. C) 327 E) 353. RESOLUCIÓN. EH2O. 2V E a. B) 311. Q1 100 ºC. 3 rH O=10 kg/m3 EN LA EXIGENCIA CREEMOS. 150 ºC 100 g vapor. 2. EH2O mg=rH2Og(2V)+raceiteg(8V). Del gráfico • Q1=2,01 kJ/kg K×0,1 kg×50 K=10,05 kJ • Q2=2257 kJ/kg K×0,1 kg=225,7 kJ. (II). • Q3=4,18 kJ/kgK×0,1 kg×100 K=41,8 kJ • Q4=333,5 kJ/kgK×0,1 kg=33,35 kJ. De (I)=(II), tenemos rH2Og(9V)=rH2Og(2V)+raceiteg(8V) →. De los datos calculados tenemos que Q=Q1+Q2+Q3+Q4. 7 ρ = ρ aceite 8 H 2O. → Q=310,9 kJ. ∴ raceite=875 kg/m3. Redondeamos y obtenemos Q=311 kJ. Respuesta: 875. Respuesta: 311. 4.

(5) UNI 2017-1. Solucionario de Física y Química PREGUNTA N.o 7. Entonces. Un gas ideal a la presión P0 y volumen V0 (estado a) se expande isobáricamente hasta duplicar su temperatura (estado b) luego se reduce su presión a la mitad, a volumen constante (estado c). Calcule el trabajo realizado por el gas en todo el proceso.. Wabc = P0 ( V − V0 ) En el proceso isobárico (a → b) V0 V = T0 2T0 → V=2V0. P P0. 2T0 b. T0 a. P0 2. 1 PV 2 0 0. En (*) Wabc = P0 ( 2V0 − V0 ). c. 0 A). V0. RESOLUCIÓN Tema: Termodinámica. ∴ Wabc=P0V0 Respuesta: P0V0. V. B) P0V0. D) 2 P0V0. 3 PREGUNTA N.o 8 P0 V0 2ACADEMIA Un condensador almacena 5 nJ de energía cuando se le aplica una diferencia de potencial V. Si se 5 E) P0 V0 conectan en serie 5 condensadores idénticos al 2 anterior y se les aplica en los extremos la misma diferencia de potencial V. Calcule (en nJ) la energía total que se almacena en el circuito.. C). CESAR VALLEJO. Análisis y procedimiento Del gráfico. A) 1 D) 4. B) 2. CREEMOS EN LA EXIGENCIA. C) 3 E) 5. RESOLUCIÓN. P P0. (*). T0 a. P0 2 0. Tema: Condensadores. 2T0 b. Análisis y procedimiento En el circuito capacitivo. c. V0. V. Inicio. Final. C. C C C C C. V. V. V. Nos piden Wabc=Wab+Wbc. E0 =. Se tiene que. CV 2. 2. = 5 nJ. En el circuito capacitivo final C CEq = 5. • Wab = P0 ( V − V0 ) (presión constante) • Wbc=0 (volumen constante). 5. E F = CEq. V2 (*) 2.

(6) UNI 2017-1. Academia CÉSAR VALLEJO. En (*). I(A). C V 2 1  CV 2  EF = =   5 2 5 2 . 4 1. Del dato EF =. 1 (5 nJ ) 5. 9 t(s). 1 I(A). ∴ EF=1 nJ. Im Respuesta: 1. PREGUNTA N.o 9. 1 9 t(s) La intensidad de corriente eléctrica que circula por un alambre varía con el tiempo en la forma ACADEMIA Tenemos que mostrada en la figura transportando una carga Q I +I intensidad de entre t=1 s y t=9 s. Calcule la intensidad de = I m = mín máx corriente media 2 corriente eléctrica constante, en A, que transportaría la misma carga Q en el mismo intervalo de tiempo 1+ 4 Im = (entre 1 s y 9 s). 2. CESAR VALLEJO ∴ Im=2,5 A. I(A). CREEMOS EN LA EXIGENCIA 4. Respuesta: 2,5. 1. PREGUNTA N.o 10 9 t(s). 1 A) 1,5 D) 3,0. B) 2,0. Un protón tiene una energía cinética E y sigue una trayectoria circular en un campo magnético de magnitud B. Encuentre el radio de la trayectoria. m: masa del protón; q: carga eléctrica del protón.. C) 2,5 E) 3,5. RESOLUCIÓN Tema: Electrodinámica Análisis y procedimiento Nos solicitan el valor medio de la corriente (intensidad de corriente media).. 6. A). mE 2qB. D). 2 mE qB. B). mE qB. C). 2mE qB. E). 4 mE qB.

(7) UNI 2017-1. Solucionario de Física y Química RESOLUCIÓN. PREGUNTA N.o 11. Tema: Fuerza magnética. Una partícula electrizada ingresa en la dirección mostrada en la figura con rapidez de 2×104 m/s a una zona donde se tiene un campo compuesto eléctrico y magnético. Si el campo magnético es B=0,05 T y la partícula sigue una trayectoria rectilínea, encuentre (en kN/C) la intensidad del campo eléctrico E.. Análisis y procedimiento Graficamos B m. v FM. +q. ×. ×. ×. × B. v × ×. ×. ×. ×. ×. ×. ×. × E × ×. ×. ×. ×. ×. R. ×. Nos piden R.. ACADEMIA. v2 Fcp = m  R. Fmag. B) 2. C) 3 E) 5. CESAR VALLEJO RESOLUCIÓN. Tema: Fuerza magnética. Luego qBv sen 90º = R=. A) 1 D) 4. mv 2 R. mv qB. Análisis y procedimiento Por dato. CREEMOS EN LA EXIGENCIA 4. (*). v=2×10 m/s B=0,05 T. Además E=. 1 mv 2 2. v=. 2E m. Nos piden E (en kN/C).. +q. v. En (*) R=. 2mE qB. ×. ×. ×. ×. ×. ×. ×. ×. × × Fmag v × FE × ×. Como la trayectoria es rectilínea, entonces la partícula no debe desviarse verticalmente, por ello. . . F res (eje Y ) = 0. 2 mE Respuesta: qB. → FE=Fmag. 7.

(8) UNI 2017-1. Academia CÉSAR VALLEJO Identificamos. Reemplazamos. a=1; b=2; g=–1. q E = q Bv sen 90º E=Bv → E=(0,05 T)(2×104 m/s). ∴ a+b+g=2. ∴ E=1000 N/C=1 kN/C. Respuesta: 2. Respuesta: 1. PREGUNTA N.o 13 Un sistema está formado por dos masas, m1=2 kg. PREGUNTA N.o 12. y m2=6 kg; las cuales se mueven con velocidades. . Se ha determinado que la magnitud F de una fuerza que actúa sobre un satélite que orbita la Tierra depende de la rapidez v del satélite, de la distancia media del satélite al centro de la Tierra R y de la masa m del satélite según la relación F=KmavbRg. te. Las componentes vx y vy de la velocidad de su centro de masa, en m/s, son respectivamente:. ACADEMIA. Siendo K una constante adimensional, determine a+b+g. A) – 2 D) 1. B) –1. RESOLUCIÓN Tema: Análisis dimensional. . v1=(2i+4 j) m/s y v 2=(– i+2 j) m/s respectivamen-. A) – 0,25; 2,5 B) – 0,25; 1,5. CESAR VALLEJO. C) – 0,25; 1,0. C) 0 E) 2. D) – 0,5; 2,5 E) – 1,0; 2,5. CREEMOS EN LARESOLUCIÓN EXIGENCIA Tema: Centro de masa. Análisis y procedimiento A partir de la ecuación (fórmula física). Análisis y procedimiento. a b g. F=Km V R. Consideremos el siguiente sistema de partículas.. Siendo. v1. [F]=MLT – 2; [m]=M; [V]=LT –1; [R]=L. v2. Dimensionalmente [F]=[K][m]a[V]b[R]g. m1=2 kg. m1=6 kg. Reemplazamos MLT – 2=(1)M a(LT –1)b(L)g. La velocidad del centro de masa del sistema se. → MLT – 2=Ma Lb+g T – b. calcula como sigue:. 8.

(9) UNI 2017-1. Solucionario de Física y Química. . . v C.M. =. . v C.M. =. . . m1v1 + m2 v 2 m1 + m2. RESOLUCIÓN. 2 ( 2 i + 4 j ) + 6 (− i + 2 j ) 2+6. Análisis y procedimiento. Tema: Movimiento parabólico de caída libre. Tenemos lo siguiente:. v C.M. = – 0,25 m/s i + 2,5 m/s j vy=0. vx=457 m/s g. Entonces, las componentes de la velocidad son las siguientes:. t.  v x = – 0,25 m/s i . t. h. h. v y = 2,5 m/s j. 45,7 m. Respuesta: – 0,25; 2,5. ACADEMIA En la proyección vertical (MVCL) se cumple que g h = vy t + t 2 2. PREGUNTA N.o 14. CESAR VALLEJO. Un rifle ubicado sobre el eje X dispara una bala con una rapidez de 457 m/s. Un blanco pequeño. se ubica sobre el eje X a 45,7 m del origen de co-. h=. ordenadas. Calcule aproximadamente, en metros, la altura h a la que debe elevarse el rifle por encima. 9, 81 2 t 2. (I). En la proyección horizontal (MRU) se cumple que. CREEMOS EN LA EXIGENCIA x=v t. del eje X, para que pueda dar en el blanco. Consi-. x. dere que el rifle siempre dispara horizontalmente. 2. 45,7=457t. ( g=9,81 m/s ). → t=0,1 s v h. Reemplazando (II) en (I) obtenemos 9, 81 h= × 0, 12 2. blanco. 0. X 45,7 m. ∴ h=0,05 m A) 0,01 D) 0,04. B) 0,02. C) 0,03 Respuesta: 0,05. E) 0,05. 9. (II).

(10) UNI 2017-1. Academia CÉSAR VALLEJO. PREGUNTA N.o 15. PREGUNTA N.o 16. Un bloque de masa m se desliza libremente hacia abajo sobre un plano inclinado en un ángulo a con respecto a la horizontal con una aceleración constante g/2 (donde g es la aceleración de la gravedad). Si el coeficiente de rozamiento entre el bloque y el plano es m=0,5; calcule el ángulo a.. Halle aproximadamente la altura h sobre la superficie de la Tierra donde la aceleración de la gravedad es 1 m/s2. El radio de la Tierra es R. ( g=9,81 m/s2). A) 2,1R D) 8,7R. B) 4,4R. C) 6,2R E) 12,1R. RESOLUCIÓN A) 30º D) 53º. B) 37º. Tema: Gravitación universal. C) 43º E) 60º. Análisis y procedimiento Graficamos g'=1 m/s2. RESOLUCIÓN Tema: Dinámica rectilínea. h Análisis y procedimiento Realizamos el DCL del bloque y descomponemos ACADEMIA la Fg .. CESAR VALLEJO. fN a=g/2. na. (M) Tierra. A una altura h de la superficie GM g' = (h + R)2. mgcosa. a mg. CREEMOS EN LA EXIGENCIA GM → 1=. µ K fN. ). mg sen α − µ K mg cos α =. (h + R)2. (I). En la superficie terrestre GM g= 2 R GM → 9, 81 = 2 R. Por la segunda ley de Newton tenemos que Fres=ma g mg sen α − fK = m ⋅  2. (. g. fK. se mg. a. R. mg. GM=9,81R2. 2 1 sen α − 0, 5 cos α = 2. Reemplazamos (II) en (I). 1=. 9, 81R 2 (h + R)2. Resolviendo obtenemos a=53º. ∴ h=2,1R. Respuesta: 53º. Respuesta: 2,1R. 10. (II).

(11) UNI 2017-1. Solucionario de Física y Química PREGUNTA N.o 17. PREGUNTA N.o 18. En una catarata de 128 m de altura, el agua cae a razón de 1,4×106 kg/s. Si la mitad de la energía potencial se convierte en energía eléctrica, calcule aproximadamente la potencia producida en W. ( g=9,81 m/s2). Desde lo alto de un edificio se deja caer un objeto el cual metros más abajo recorre una ventana de 2,2 m de alto en 0,28 s. Calcule aproximadamente la distancia (en m) desde el punto de donde se suelta hasta la parte más alta de la ventana. ( g=9,81 m/s2). A) 878,97. A) B) C) D) E). B) 878,97×103 C) 1757,94×103 D) 878,97×106 E) 1757,94×106. 1,52 1,76 1,82 2,01 2,14. RESOLUCIÓN. RESOLUCIÓN. Tema: Energía mecánica: potencia. Tema: MVCL. ACADEMIA. Análisis y procedimiento Graficamos. Análisis y procedimiento Graficamos. CESAR VALLEJO. agua. h=128 m. P. v=0. h. CREEMOS EN LA EXIGENCIA. A vA. H=2,2 m Determinamos la potencia debido a la caída del agua.. 0,28 s=t. B. 6 P = 1 , 4 × 10 × 9, 81 × 128 masa de agua que cae en 1 s. Nos piden h. 6. → P=1757,952×10 W En el tramo AB, determinamos vA. 1 H = v A t + × gt 2 2. En consecuencia, la mitad de esta potencia se transforma en potencia eléctrica: PE. ∴ PE =. P = 878, 97 × 10 6 W 2. Reemplazamos 2, 2 = v A (0, 28 ) + → vA=6,483 m/s. Respuesta: 878,97×106. 11. 9, 81 × 0, 28 2 2.

(12) UNI 2017-1. Academia CÉSAR VALLEJO Reemplazamos (a) y (b) en (I).. Ahora en el tramo PA v 2A. =. v02. amáx=402×10 – 1=160 m/s2. + 2gh. → 6,4832=0+2(9,81)h Respuesta: 160 ∴ h=2,14 m. PREGUNTA N.o 20. Respuesta: 2,14. Una cuerda tensa de 1,5 m de longitud forma una onda estacionaria con 3 nodos entre sus extremos. Halle la longitud de onda de la onda estacionaria, en metros.. PREGUNTA N.o 19 La velocidad máxima que adquiere una masa con movimiento armónico simple es 2 m/s y su amplitud es 5×10 – 2 m. Si el sistema duplica su amplitud manteniendo su frecuencia, la aceleración máxima en m/s2, que adquiere bajo esta condición es. A). 1 4. B). 1 2. 3 4 5 E) 4. C). D) 1 A) 20 D) 160. B) 40. C) 80 ACADEMIA E) 320. CESAR VALLEJO RESOLUCIÓN. RESOLUCIÓN. Tema: Onda estacionaria. Tema: Movimiento armónico simple. Análisis y procedimiento Analizamos a través de una gráfica.. Análisis y procedimiento Graficamos.. CREEMOS EN LA EXIGENCIA. amáx=w2A vmáx=wA. v=0. l. l 1,5 m. P.E.. A. A. Piden amáx=w2A con. 3 nodos. amáx=w2A. A = 2 (5 × 10 −2 ) = 10 −1 m. Nos piden l. (I). En la gráfica observamos que 2l=1,5. (a). Se duplica la amplitud.. Para determinar w, aprovechamos que vmáx = 2  2 ωA = 2 → ω = = 40 rad/s 5 × 10 −2. ∴ λ=. 3 m 4. Respuesta:. (b). 12. 3 4.

(13) UNI 2017-1. Solucionario de Física y Química. QUÍMICA PREGUNTA N.o 21. (. ). (. Analizando las estructuras de Lewis, tenemos lo siguiente:. ). Los iones nitrito NO −2 y nitrilo NO +2 tienen las siguientes estructuras de Lewis: N. ). +. –. O. (. • ion nitrito NO −2. O. O. N. 1–. O. N. +. –. NO2. O. NO2. O. 1–. 1–. N. ↔. N O. O. O. 2 estructuras resonantes. híbrido de resonancia. Indique la secuencia correcta, después de determinar si la proposición es verdadera (V) o falsa (F). I.. El NO −2 tiene 2 formas resonantes que aportan estabilidad.. II. El NO +2 no presenta resonancia.. (. ). • ion nitrilo NO +2 , mal llamado así pues es ion nitronio; este no presenta resonancia.. ACADEMIA 1+. III. El enlace nitrógeno-oxígeno tiene la misma longitud de enlace en ambas especies. A) VVV D) VFV. B) VVF. O N O. CESAR VALLEJO. Analizando las proposiciones, tenemos:. C) VFF E) FFF. RESOLUCIÓN. O. I.. Verdadera El ion NO −2 presenta dos formas resonantes.. CREEMOS EN LA EXIGENCIA. Tema: Resonancia. II. Verdadera No presenta resonancia.. Análisis y procedimiento III. Falsa. Tengamos presentes las siguientes consideraciones: 1. A mayor número de estructuras resonantes, mayor estabilidad. 2. Diferencias de longitud de enlace; en general: A. L1. B. A. L2. B. A. L3. N. L. O. N. L2. O. ( L > L2 ). El enlace de resonancia es, en longitud, mayor que el doble enlace.. B, donde L1 > L2 > L3. Cuando hay resonancia, A. L. Respuesta: VVF. B; L1 > L > L2.. 13.

(14) UNI 2017-1. Academia CÉSAR VALLEJO. PREGUNTA N.o 22. Se observa que el número de moles de la muestra II es 1,5 mol y el número de moles de la muestra I es 0,5 mol.. Dada la siguiente información: Muestra. I. II. Na2O2. NaOH. Masa en gramos. 39. 60. Masa molar (g/mol). 78. 40. Sustancia. Respuesta: La muestra II presenta mayor número de moles que la muestra I.. PREGUNTA N.o 23. Señale la alternativa correcta. A) La muestra I corresponde a 1,5 mol de Na2O2. B) La muestra II corresponde a 0,5 mol de NaOH. C) Ambas muestras presentan igual número de ACADEMIA moles. D) La muestra I presenta mayor número de moles que la muestra II. E) La muestra II presenta mayor número de moles que la muestra I.. La corrosión de un metal es un proceso espontáneo a temperatura ambiente. Al respecto, ¿cuáles de las siguientes proposiciones son correctas? I. La corrosión implica un proceso de oxidaciónreducción. II. En algunos casos, la corrosión del metal forma una capa protectora que disminuye el proceso de corrosión. III. El daño estructural por efectos de la corrosión tiene una alta repercusión económica.. CESAR VALLEJO A) solo I D) I y II. B) I y III. C) solo III E) I, II y III. RESOLUCIÓN. RESOLUCIÓN. Tema: Electroquímica. CREEMOS EN LA EXIGENCIA. Tema: Cálculos en química. Análisis y procedimiento La corrosión se define como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por parte de su entorno. De manera más general, puede entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a buscar su forma más estable.. Análisis y procedimiento Tenemos que I. II. sustancia. Muestra. Na2O2. NaOH. masa (g). 39. 60. masa molar (g/mol). 78. 40. número de moles (mol). 0,5. 1,5. La velocidad a la que tiene lugar la corrosión dependerá en alguna medida de la temperatura y la salinidad, y de la concentración del fluido en contacto con el metal. En la corrosión de algunos metales, como es el caso del aluminio, se forma una capa de óxido muy fina que impide el contacto entre el oxígeno del aire y el aluminio, por lo que podemos considerar la formación de una capa protectora que disminuye el proceso de corrosión.. Recordemos que el número de moles (n) se calcula así: n=. masa masa molar. →. n=. m M. 14.

(15) UNI 2017-1. Solucionario de Física y Química I.. Correcta. RESOLUCIÓN. En la corrosión del hierro, el hierro se oxida y. Tema: Estequiometría. el oxígeno del aire se reduce. Análisis y procedimiento II. Correcta. Tenemos que. En la corrosión del aluminio se forma el Al2O3 que actúa como una capa de pintura protegien-. M =122,5 g/mol. 1KClO 3. do al aluminio de la corrosión.. M =74,5 g/mol. →. 3 1KCl + O2 2. 1g. III. Correcta. %R = ?. m=?. Los costos de la corrosión implican la prevenM =74,5 g/mol. M =143,3 g/mol KCl + AgNO 3 → AgCl +KNO 3. ción como las técnicas de protección, el reemplazo de materiales, etc.. 0,9358 g. m Respuesta: I, II y III. ACADEMIA • Relación de masas en la segunda reacción. o. PREGUNTA N. 24. CESAR VALLEJO. Un gramo de clorato de potasio se descompone según la siguiente reacción:. 1×143,3 g AgCl. 1×74,5 g KC mKCl. 0,9358 g AgCl. → mKCl=0,4865 g (masa real). 3 KClO 3(s ) → KCl (s ) + O 2(g ) 2 calor. (1). CREEMOS EN LA• EXIGENCIA Relación de masas en la primera reacción. Después de realizada la reacción (1) se adiciona. 1×122,5 g KClO3. AgNO3(ac) en exceso, obteniéndose 0,9358 g de. 1 g KClO3. AgCl(s) acorde a la reacción (2). KCl (ac )+AgNO 3(ac ) → AgCl (s ) + KNO 3(ac ). 1×74,5 g KCl mKCl. → mKCl=0,608 g (masa teórica) (2) Sabemos que. Calcule el rendimiento (%) que tuvo la reacción (1). Masas atómicas: O=16; Cl=35,5; K=39; Ag=107,8. %R =. cantidad real × 100% cantidad teórica. A) 20 B) 38. ∴ %R =. C) 65. 0, 4865 × 100% = 80% 0, 608. D) 80 Respuesta: 80. E) 90. 15.

(16) UNI 2017-1. Academia CÉSAR VALLEJO. PREGUNTA N.o 25 A continuación se presenta un diagrama de fases genérico. ¿En qué puntos, de los señalados, se observarán 2 fases?. punto. III. sólido  gas. 2 fases en equilibrio. II. punto triple. 3 fases en equilibrio. III. sólido  líquido. 2 fases en equilibrio. V. IV. líquido. 1 fase. gas. V. punto crítico. 2 fases. líquido. IV II. conclusión. I. P sólido. descripción de fases. I T A) B) C) D) E). I, III y V II y IV III y V I y IV I y III. Del gráfico, se considera que el punto crítico es el punto máximo, donde hay aún una mezcla líquido - vapor.. ACADEMIA. Respuesta: I, III y V. CESAR VALLEJO. PREGUNTA N.o 26. RESOLUCIÓN Tema: Diagrama de fases. ¿Cuántos de los siguientes fenómenos presentados en las proposiciones son químicos? I. Laminación del cobre II. Oxidación del hierro III. Evaporación del agua IV. Fermentación de la uva V. Disolución del azúcar en agua. Análisis y procedimiento Analizamos el siguiente diagrama de fases genérico.. CREEMOS EN LA EXIGENCIA. P III sólido. líquido. IV II. V A) 1 D) 4. gas. B) 2. C) 3 E) 5. I. RESOLUCIÓN. T. Tema: Materia. Lo consideramos como punto crítico. Esto se alcanza cuando los volúmenes molares del líquido y el gas se igualan, de forma que desaparece la distinción entre las fases líquido y gas; entonces, se manifiesta 1 fase.. Análisis y procedimiento Una de las características de la materia es la transformación, es decir, en el tiempo manifiestan diversos cambios (fenómenos), siendo generalmente de tipo físico y químico. Analizando cada proposición, tenemos lo siguiente:. En el análisis riguroso. 16.

(17) UNI 2017-1. Solucionario de Física y Química. Fenómeno físico. Fenómeno químico. No cambia la composición química. Cambia la composición química. I.. II.. Laminación del cobre (maleabilidad del metal). III. Evaporación del agua (líquido → vapor) V.. Oxidación del hierro Fe+O2 → Fe2O3. IV. Fermentación de la uva (glucosa) C6H12O6 → CO2+C2H5OH. Disolución del azúcar en agua (se forma una mezcla). Por lo tanto, dos transformaciones corresponden a fenómenos químicos. Respuesta: 2. PREGUNTA N.o 27 Dados los siguientes procesos:. ACADEMIA. CESAR VALLEJO. Cl (g ) + e − → Cl (−g ) ; E1 = −349 kJ/mol Cl (g ) →. Cl (+g ). −. + e ; E 2 = +1251 kJ/mol. Indique la proposición correcta: A) B) C) D) E). CREEMOS EN LA EXIGENCIA. La primera energía de ionización del cloro corresponde a un proceso exotérmico. La segunda energía de ionización del cloro es menor que la primera. Es más fácil que el cloro pierda electrones que los gane. La primera afinidad electrónica del cloro corresponde a un fenómeno endotérmico. El ion Cl (−g ) es más estable que el átomo de Cl(g).. RESOLUCIÓN Tema: Tabla periódica Análisis y procedimiento Analizamos los procesos donde participa el átomo de cloro gaseoso. –. Cl(g)+1e. → Cl –(g): E1= – 349 kJ/mol. El átomo de cloro gana 1e–; la energía involucrada es la afinidad electrónica.. proceso exotérmico afinidad electrónica. 17.

(18) UNI 2017-1 Cl(g) → Cl (g)+1e +. Academia CÉSAR VALLEJO RESOLUCIÓN. –. : E2=+1251 kJ/mol. El átomo de cloro pierde 1e–; la energía involucrada es la primera energía de ionización.. Tema: Soluciones. proceso endotérmico primera energía de ionización. Análisis y procedimiento Sea el proceso químico cuantitativo. Nos piden el volumen de la solución ácida.. a) Incorrecta La primera energía de ionización corresponde a un proceso endotérmico.. Fe2O3(s) m(Fe2O3)=. b) Incorrecta La primera energía de ionización es menor que la segunda energía de ionización.. 63 (10 g)=6,3 g 100. 37 % 63 % 10 g. c) Incorrecta Es más fácil que el cloro gane un electrón porque su afinidad electrónica es muy grande (libera ACADEMIA más energía).. HCl(ac). V=?. M=2 mol/L. CESAR VALLEJO. d) Incorrecta La afinidad electrónica del cloro corresponde a un fenómeno exotérmico.. La ecuación química balanceada es M=160 g / mol. e) Correcta El Cl –1 alcanza la distribución electrónica del gas noble; libera energía, por lo que es más estable.. 1Fe2O3(s)+6HCl(ac) → 2FeCl3(ac)+3H2O(). CREEMOS EN LA EXIGENCIA. Respuesta: El ion átomo de Cl(g).. Cl –(g). es más estable que el. 160 g. 6 mol. 6,3 g. nHCl. Despejando, obtenemos o. PREGUNTA N. 28 nHCl =. La sanguina seca (pintura roja) contiene, como pigmento, aproximadamente el 63 % en masa de óxido férrico, ¿cuántos mililitros de ácido clorhídrico 2 M se requieren para que todo el pigmento contenido en 10 g de sanguina reacciones totalmente con el ácido? Masas atómicas: Fe=56; Cl=35,5; O=16; H=1 Fe2O3(s)+HCl(ac) → FeCl3(ac)+H2O() A) 20 D) 118. B) 40. 6, 3 × 6 mol = 0, 236 mol 160. Por el concepto de molaridad tenemos que M=. nHCl n 0, 236 mol →V= = = 0,118 L V M 2 mol/ L. ∴ V=118 mL. C) 79 E) 137. Respuesta: 118. 18.

(19) UNI 2017-1. Solucionario de Física y Química PREGUNTA N.o 29. PREGUNTA N.o 30. Respecto a la teoría mecano-cuántica y la estructura atómica, ¿cuáles de las siguientes proposiciones son correctas? I. El electrón ya no están en una órbita, en el sentido de Bohr, sino más bien hay una nube de probabilidad electrónica. II. Cada uno de los estados cuánticos, diferenciados por n, , m, corresponde a distintas funciones de distribución de probabilidad (orbitales). III. La función de probabilidad más sencilla se obtiene para los estado s (  =10) y tienen simetría esférica.. ¿Cuántos gramos de sulfato de cobre pentahidrato, CuSO4 · 5H2O, serán necesarios para preparar 250 mL de una solución 0,1 M de CuSO4? Masa atómica: Cu=63,5; S=32; O=16; H=1. A) solo I D) II y III. B) solo III. A) 3,99 D) 8,75. Tema: Modelo atómico del átomo. C) 6,24 E) 10,23. RESOLUCIÓN Tema: Soluciones Análisis y procedimiento. C) I y II E) I, II y III. RESOLUCIÓN. B) 5,12. Nos piden calcular la masa del CuSO4 · 5H2O para preparar la solución de CuSO4(ac). CuSO4 ∙ 5H2O. ACADEMIA. m=?. CESAR VALLEJO. Análisis y procedimiento I. Correcta Según el principio de incertidumbre de Heisenberg, es imposible determinar simultáneamente y con exactitud la posición y la velocidad de un electrón; por ello se descarta la órbita circular propuesta por Bohr y se incluye el concepto de orbital o nube electrónica como la región donde es más probable encontrar al electrón.. H2O. CuSO4 H2O. V=250 mL<>0,25 L. M=0,1 mol/L. CREEMOS EN LACalculamos EXIGENCIA el número de moles del CuSO4.. II. Correcta Un orbital o función de onda se describe por los tres primeros números cuánticos (n, , m), los cuales derivan de la solución de la ecuación de onda de Schrödinger. n: indica el tamaño del orbital. : indica la forma del orbital. m: indica la orientación espacial del orbital.. n=MV=0,1×0,25=0,025 mol de CuSO4 Por interpretación de una fórmula química se calcula la masa del CuSO4 · 5H2O. = 249, 5 g/mol M contiene 1 mol de CuSO 4 ⋅5 H 2 O →1 mol de CuSO 4. Aplicamos la regla de tres simple. 249,5 g m. III. Correcta El orbital Sharp o s (=0) tiene forma esférica y es el orbital de mayor simetría.. ∴ m=6,24 g. Respuesta: I, II y III. Respuesta: 6,24. 19. 1 mol 0,025 mol.

(20) UNI 2017-1. Academia CÉSAR VALLEJO. PREGUNTA N.o 31. PREGUNTA N.o 32. Los elementos del grupo 17 de la tabla periódica moderna son conocidos como halógenos (“formadores de sales”). ¿Cuál de los siguientes compuestos corresponde a una sal de un halógeno?. Una de las preocupaciones a nivel mundial es el calentamiento global originado por las actividades del hombre. Al respecto, señale la alternativa que presenta la secuencia correcta después de determinar si las proposiciones son verdaderas (V) o falsas (F). I. El calentamiento global es consecuencia del aumento de la temperatura en la atmósfera terrestre. II. El cambio climático que ocurre en la Tierra está relacionado principalmente al impacto de los gases de efecto invernadero. III. El término efecto invernadero se refiere a la retención del calor en la atmósfera por parte de una capa de gases en la atmósfera, como por ejemplo el dióxido de carbono, el vapor de agua y metano.. A) NH4NO3 B) K2S C) NaCl D) Mg3N2 E) Br2. RESOLUCIÓN Tema: Nomenclatura inorgánica Análisis y procedimiento. ACADEMIA. CESAR VALLEJO A) VVV D) FFV. B) VFV. Los elementos del grupo 17 o VIIA son conocidos como halógenos (F, Cl, Br, I) porque tienen la capacidad para formar sales. Analizamos las alternativas propuestas.. RESOLUCIÓN. A) No corresponde.. Análisis y procedimiento. C) VFF E) FFF. Tema: Contaminación ambiental. CREEMOS EN LA EXIGENCIA. El K2S es una sal haloidea, pero no contiene un halógeno. C) Sí corresponde. Efecto invernadero. B) No corresponde. • Proceso natural que favorece la vida en el planeta. • Mantiene la temperatura óptima del planeta. • Gases que retienen la radiación infrarroja (IR): CO2, H2O y CH4, principalmente.. Calentamiento global. El NH4NO3 es un oxisal que no contiene un halógeno.. • Fenómeno principalmente de origen antropogénico debido a la quema de combustibles fósiles, así como otras actividades de tipo industrial. • Favorece el cambio climático. • Gases principales que causan retención de la radiación IR y elevan la temperatura del planeta: CO2, CH4, H2O, NOx, freones, O3, etc.. El NaCl es una sal que contiene al cloro, que es un halógeno. D) No corresponde El Mg3N2 es una sal haloidea que no contiene un halógeno. E) No corresponde El Br2 es una sustancia simple. Respuesta: NaCl. 20.

(21) UNI 2017-1. Solucionario de Física y Química Analizamos las proposiciones. PREGUNTA N.o 34. I.. Respecto al recurso agua, ¿cuáles de las siguientes proposiciones son correctas?. Verdadera A mayor temperatura de la atmósfera del planeta, se origina calentamiento global.. I.. II. Verdadera Los gases de efecto invernadero incrementan la temperatura de la Tierra.. El agua nunca se encuentra pura en la naturaleza, debido a la facultad que tiene para disolver o dispersar diferentes sustancias.. III. Verdadera El CO2, CH4 y H2O retienen el calor que debió salir del planeta.. II. El agua de lluvia recolectada, en la azotea de una vivienda, en un recipiente esterilizado, es agua pura.. Respuesta: VVV. III. La contaminación de las aguas con materia orgánica biodegradable disminuye la concentración de oxígeno disuelto.. PREGUNTA N.o 33 A 25 ºC, el agua de lluvia puede llegar a tener un pOH de hasta 12. En este caso, ¿cuántas veces ACADEMIA mayor es la concentración de iones hidronio de esta agua con respecto al agua neutra? A) 12/7 D) 105. B) 2/7. RESOLUCIÓN. C) 5 E) 1012. D) I y III. C) solo III E) I, II y III. RESOLUCIÓN Tema: Contaminación ambiental Análisis y procedimiento I.. Correcta El agua al tener la facultad de ser disolvente dispersa, por lo general, la mayor cantidad de sustancias, es por ello que no se le encuentra en la naturaleza en estado puro.. CREEMOS EN LA EXIGENCIA. Tengamos en cuenta las siguientes consideraciones: I.. B) solo II. CESAR VALLEJO. Tema: Ácidos y bases Análisis y procedimiento. A) solo I. iones hidronio: H3O+ < > H+ (ac). II. Incorrecta. II. A T=25 ºC: pH+pOH=14. El agua de lluvia, al precipitar, se mezcla en el camino con muchos componentes gaseosos y no gaseosos tales como CO2, SO2, polvo, hidrocarburos provenientes de incineraciones, quema de combustibles, entre otros; por consiguientes, no es pura.. III. [H+]=10 – pH Según los datos del problema Agua de lluvia: pOH=12 → pH=2; [H+]=10 – 2 M Agua neutra: pH=7; [H+]=10 – 7 M Comparamos las concentraciones. III. Correcta. [H + ] agua de lluvia 10 − 2 M = = 10 5 [H + ] agua neutra 10 −7 M. En la descomposición de la materia orgánica biodegradable, las bacterias consumen el oxígeno disuelto, reduciendo su concentración y afectando la vida de los peces.. Por lo tanto, el agua de lluvia es 100 000 veces más ácida que el agua neutra. Respuesta: 105. Respuesta: I y III. 21.

(22) UNI 2017-1. Academia CÉSAR VALLEJO. PREGUNTA N.o 35. Analizamos las proposiciones.. Una posible solución a la contaminación relacionada a los gases emanados por los motores de los autos es el uso de celdas de combustible H2 – O2. Al respecto, ¿cuáles de las siguientes proposiciones son correctas?. I.. I.. Correcta Se producen dos reacciones: • oxidación del hidrógeno (combustible) • reducción del oxígeno (comburente). En la celda se producen reacciones de oxidaciónreducción.. II. Correcta El H2O es el único producto.. II. La celda produce agua como producto. III. La celda produce principalmente energía térmica.. III. Incorrecta La principal energía liberada es la eléctrica.. A) I y II B) I y III. Respuesta: I y II. C) II y III D) solo II. o ACADEMIA PREGUNTA N. 36. E) solo III. RESOLUCIÓN Tema: Celda de combustible. Respecto al 3-metil-1-butino, ¿cuáles de las siguientes proposiciones son correctas? I. Tiene 11 enlaces sigma (s). II. Presenta 3 enlaces pi (p). III. No presenta isomería geométrica.. CESAR VALLEJO A) B) C) D) E). Análisis y procedimiento. I y II II y III solo I solo II solo III. CREEMOS EN LA EXIGENCIA. Analizamos el siguiente esquema de una celda de combustible (H2 – O2):. ánodo(–) de platino. H2. RESOLUCIÓN. e–. cátodo(+) de platino. H+ H. Tema: Enlace químico. O2. Análisis y procedimiento. H+. Realizando la fórmula desarrollada del. +. H+. H2O. 3 - metil - 1 - butino tenemos H H. Semirreacciones. s. +. H C. −. anódica: 2H 2 → 4 H + 4 e catódica: 4 H + + 4 e − + O → 2H O 2 2. p p. sC. s s. s. C s. H C. 2H 2 + O 2 → 2H 2O+energía eléctrica. 22. s. H. s. s s. s. s. C H H H.

(23) UNI 2017-1. Solucionario de Física y Química Analizamos cada proposición.. RESOLUCIÓN. I.. Tema: Electrolitos débiles. Incorrecta La molécula presenta 12 enlaces sigma (s).. Análisis y procedimiento. II. Incorrecta. En los ácidos débiles se cumple que. La molécula presenta 2 enlaces pi (p). III. Correcta. a mayor Ka. Isomería geométrica no es característica de los alquinos, sino de los alquenos y cicloalcanos. Respuesta: solo III. Dada la siguiente tabla de constantes de ionización ACADEMIA ácida a 25 ºC:. Ka. Ordenando la tabla de constante de ionización obtenemos. Ka. ácido. Base conjugada. mayor acidez. HClO2. ClO2–. HN3. N3–. HBrO. BrO –. CESAR VALLEJO –2. HClO2. 1,1×10. HN3. 1,9×10 – 5. HBrO. 2,1×10 – 9. más reactivo. mayor basicidad más reactivo. CREEMOS EN LA EXIGENCIA I.. ¿Cuáles de las siguientes proposiciones son correctas? I.. • más reactivo • menos estable. La mayor reactividad del ácido se da por la mayor facilidad de ceder su protón (H+).. PREGUNTA N.o 37. Ácido. mayor acidez. Al HBrO le corresponde la base conjugada BrO –, que es más reactivo y por ello menos estable.. Al HBrO le corresponde la base conjugada más estable.. II. HClO2 es el ácido más reactivo. III. La base conjugada de HN3 es conjugada más débil.. N–3. Incorrecto. II. Correcto y es la base. El HClO2 posee mayor acidez, por ello es más reactivo. III. Incorrecto. A) solo I. La base conjugada más débil es el ClO–2 y por ello es menos reactivo.. B) solo II C) solo III D) I y II E) I, II y III. Respuesta: solo II. 23.

(24) UNI 2017-1. Academia CÉSAR VALLEJO. PREGUNTA N.o 38. El de mayor potencial de reducción es Ag+/Ag (semirreacción catódica) y el de menor potencial es Ni2+/ Ni, por el cual tiende a la mayor capacidad de oxidación Ni / Ni2+.. Dada la siguiente información de potenciales estándar de reducción, en voltios: Eº (Ag+ (ac) / Ag(s))=+0,80 Eº. (Cu2+ (ac) / Cu(s))=+0,34. Eº. (Ni2+ (ac)/Ni(s))=– 0,28. 2 ( Ag + + 1e −  Ag ) Ni  Ni. Respuesta: Ni(s) / Ni2+(1 M) || Ag+(1 M) / Ag(s). 2+. (1 M) / Ni(s). PREGUNTA N.o 39. C) Cu(s) / Cu2+(1 M) || Ag+(1 M) / Ag(s). ACADEMIA. D) Cu(s) / Cu. 2+. Eº red = +0, 80 V Eº ox = +0, 28 V. El diagrama o representación abreviada de la celda será Ni(s) / Ni2+(1 M) || Ag+(1 M) / Ag(s). A) Ag(s) / Ag+(1 M) || Cu2+(1 M) / Cu(s) B) Ag(s) / Ag (1 M) || Ni. + 2e. −. La reacción neta será 2Ag++Ni  2Ag+Ni2+. Indique la representación abreviada de la celda galvánica que puede construirse y que genere el mayor potencial (en voltios).. +. 2+. (1 M) || Ni. 2+. (1 M) / Ni(s). Se tiene una mezcla de tetróxido de dinitrógeno y de dióxido de nitrógeno en equilibrio, a 0 ºC y 1 atm, de acuerdo a la reacción. CESAR VALLEJO. E) Ni(s) / Ni2+(1 M) || Ag+(1 M) / Ag(s). N2O4(g)  2NO2(g) Si en esas condiciones la presión parcial del N2O4(g) es 0,8 atm, determine el valor de la constante Kc.. RESOLUCIÓN Tema: Celda galvánica. A) B) C) D) E). 2,2×10 – 3 1,1×10 – 2 5,0×10 – 2 2,5×10 – 1 5,0×10 – 1. CREEMOS EN LA EXIGENCIA Análisis y procedimiento El potencial estándar de una celda galvánica calcula a partir del mayor potencial estándar de reducción (E º red ) y de oxidación (Eº ox ).. (Eº celda ) se. RESOLUCIÓN Tema: Equilibrio químico. Eºcelda=Eºred+Eºox. Análisis y procedimiento Dada la mezcla gaseosa en equilibrio, tenemos Pt=1 atm. De los valores de potenciales de reducción Semirreacción. Eºred. Ag+/ Ag. +0,80 V. Cu2+/ Cu. +0,34 V. Ni2+/ Ni. – 0,28 V. Kc=?. N2O4. 0,8 atm. NO2. P. T=0 ºC=273 K. 24.

(25) UNI 2017-1. Solucionario de Física y Química Por Dalton Pt=PN. RESOLUCIÓN +PNO. 2O4. Tema: Soluciones. 2. 1=0,8+P. Análisis y procedimiento. P=0,2 atm. En la solución preparada tenemos. En la reacción química en equilibrio, observamos 1N2O4(g)  2NO2(g) 0,8 atm  0,2 atm. Kp =. 2 PNO 2. PN 2O 4. =. (0, 2) 2. M=?. 92 g/mol. C7H8. 5g. 78 g/mol. C6H6. 225 g. Dsol=0,976 g/mL msol=230 g. = 0, 05. 0, 8. Calculamos Kc. Kp=Kc(RT). masa molar M. ACADEMIA. ∆n 2 –1. 0,05=Kc(0,082×273) Kc=2,2×10 – 3. Cálculo de la molaridad del tolueno (C7H8) nC7 H 8. CESAR VALLEJO M=. vsol. mC7 H 8. =. M C7 H 8 vsol. Cálculo del volumen de solución. Respuesta: 2,2×10. –3. D=. PREGUNTA N.o 40. CREEMOS EN LA EXIGENCIA vsol=235,66 mL. Una solución preparada mezclando 5 g de tolueno, C7H8, con 225 g de benceno, C6H6, tiene una densidad de 0,976 g/mL. Calcule la molaridad del tolueno en dicha solución.. vsol=235,66×10 – 3 L En (*) tenemos. Masas molares (g/mol): tolueno=92; benceno=78. A) 0,05 D) 0,23. B) 0,11. g 230 g m → 0, 976 = v vsol mL. M=. 5 92 × 235, 66 × 10 −3. M=0,23 mol/L. C) 0,15 E) 0,26. Respuesta: 0,23. 25. (*).

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