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MANUAL DE PRACTICAS Y EJERCICIOS CICLO ORDINARIO QUÍMICA Ejercicios : 2020-I , 2019-II , 2019-I , 2018-II Semana 01 Teoría ............................... 04 Ejercicios 2020-1 ............................... 07 2019-2 ............................... 13 2019-1 ............................... 19 2018-2 ............................... 25 Semana 02 Teoría ............................... 34 Ejercicios 2020-1 ............................... 337 2019-2 ............................... 43 2019-1 ............................... 49 2018-2 ............................... 56 Semana 03 Teoría ............................... 64 Ejercicios 2020-1 ............................... 68 2019-2 ............................... 75 2019-1 ............................... 84 2018-2 ............................... 92 Semana 04 Teoría ............................... 98 Ejercicios 2020-1 ............................... 102 2019-2 ............................... 110 2019-1 ............................... 117 2018-2 ............................... 124 Semana 05 Teoría ............................... 133 Ejercicios 2020-1 ............................... 135 2019-2 ............................... 144 2019-1 ............................... 152 2018-2 ............................... 163 Semana 06 Teoría ............................... 172 Ejercicios 2020-1 ............................... 175 2019-2 ............................... 184 2019-1 ............................... 192 2018-2 ............................... 199 Semana 07 Teoría ............................... 208 Ejercicios 2020-1 ............................... 211 2019-2 ............................... 219 2019-1 ............................... 227 2018-2 ............................... 237 Semana 08 Teoría ............................... 247 Ejercicios 2020-1 ............................... 250 2019-2 ............................... 260 2019-1 ............................... 268 2018-2 ............................... 279 Semana 09 Teoría ............................... 288 Ejercicios 2020-1 ............................... 292 2019-2 ............................... 300 2019-1 ............................... 310 2018-2 ............................... 319 Semana 10 Teoría ............................... 329 Ejercicios 2020-1 ............................... 336 2019-2 ............................... 344 2019-1 ............................... 354 2018-2 ............................... 362 INDICE Pág. 1171 Semana 11 Teoría ............................... 373 Ejercicios 2020-1 ............................... 376 2019-2 ............................... 385 2019-1 ............................... 395 2018-2 ............................... 406 Semana 12 Teoría ............................... 416 Ejercicios 2020-1 ............................... 420 2019-2 ............................... 429 2019-1 ............................... 438 2018-2 ............................... 449 Semana 13 Teoría ............................... 457 Ejercicios 2020-1 ............................... 461 2019-2 ............................... 470 2019-1 ............................... 479 2018-2 ............................... 488 Semana 14 Teoría ............................... 500 Ejercicios 2020-1 ............................... 505 2019-2 ............................... 514 2019-1 ............................... 526 2018-2 ............................... 539 Semana 15 Teoría ............................... 551 Ejercicios 2020-1 ............................... 556 2019-2 ............................... 565 2019-1 ............................... 574 2018-2 ............................... 585 Semana 16 Teoría ............................... 597 Ejercicios 2020-1 ............................... 603 2019-2 ............................... 612 2019-1 ............................... 621 2018-2 ............................... 631 Semana 17 Teoría ............................... 644 Ejercicios 2020-1 ............................... 650 2019-2 ............................... 658 2019-1 ............................... 667 2018-2 ............................... 674 Semana 18 INDICE 2 Teoría ............................... 682 Ejercicios 2020-1 ............................... 690 2019-2 ............................... 699 2019-1 ............................... 708 2018-2 ............................... 715 MANUAL DE PRACTICAS Y EJERCICIOS QUÍMICA 01 semana UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2020-I Semana Nº 1 Pág. 117 Química LA QUÍMICA COMO CIENCIA NATURAL – MAGNITUDES Y UNIDADES SI. CONVERSIONES. NOTACIÓN CIENTÍFICA. Desde nuestros primeros días de vida hasta los últimos, nuestro cuerpo, un gran reactor químico, experimenta una serie de cambios con el paso del tiempo gracias a la transferencia de energía de los alimentos, de la naturaleza y de nuestro entorno. Por otro lado, el hombre, con su prodigiosa inteligencia, aplica la Química para transformar la naturaleza en su beneficio y para abastecerse de alimentos, vestido, vivienda, medicina, entre otras necesidades vitales; además, hoy en día es capaz de crear nuevos materiales que contribuyen a elevar la calidad de vida. Estas son razones más que suficientes para que nosotros, los profesores del equipo de Química, nos comprometamos en promover el interés por la Química en ustedes, jóvenes, y generar entusiasmo por el futuro creativo de la Química; de esto último depende en gran medida el desarrollo de la Ciencia y Tecnología en nuestro querido Perú y, por consiguiente, de su auge económico. Les auguramos ÉXITO PLENO en la decisión que cada uno de ustedes tome en el transcurso de su preparación. La Química es la ciencia que estudia las propiedades y los cambios que experimenta la materia como consecuencia de su interacción con la energía. Los conocimientos en Química se sustentan en el Método Científico–Experimental. OBSERVACIÓN HIPÓTESIS EXPERIMENTACIÓN TEORÍA LEY NUEVA HIPÓTESIS 4 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2020-I Semana Nº 1 Pág. 118 MAGNITUDES Y UNIDADES Magnitud es todo aquello susceptible de ser medido, mientras que unidad es el patrón con el que se mide. MAGNITUDES Y UNIDADES BÁSICAS DEL SISTEMA INTERNACIONAL (SI) MAGNITUDES Y UNIDADES BÁSICAS MAGNITUDES Y UNIDADES DERIVADAS MAGNITUD UNIDAD SÍMBOLO MAGNITUD SÍMBOLO Masa kilogramo kg Volumen m3 Longitud metro m Densidad kg/m3 Temperatura kelvin K Velocidad m/s Tiempo segundo s Aceleración m/s2 Intensidad de corriente amperio A Fuerza kg.m/s2 = 1 N Intensidad luminosa candela cd Presión N/m2 = 1 Pa Cantidad de sustancia mol mol Energía kg.m2.s–2 = 1 J Múltiplos Unidad base deca (da) hecto (h) kilo (k) mega (M) giga (G) tera (T) peta (P) exa (E) zeta (Z) yotta (Y) 100 101 102 103 106 109 1012 1015 1018 1021 1024 Submúltiplos Unidad base deci (d) centi (c) mili (m) micro (μ) nano (n) pico (p) femto (f) atto (a) zepto (z) yocto (y) 100 10–1 10–2 10–3 10–6 10–9 10–12 10–15 10–18 10–21 10–24 NOTACIÓN CIENTÍFICA Expresión numérica del tipo Donde: N = número a partir de 1,0 puede ser mayor que 1,0 pero menor que 10 n = número entero positivo o negativo, puede ser 0 Ejemplo: 5 600 = 5,6 103 0,0056 = 5,6 10–3 N x 10n 5 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2020-I Semana Nº 1 Pág. 119 FACTOR DE CONVERSIÓN: Se generan a partir de una igualdad. Ejemplo: Convertir 10 lb en kg MAGNITUD DERIVADA: DENSIDAD( ) SólidooLíquido Gas3 masa(g) masa(g) ρ ρ Volumen(L)Volumen(mL o cm ) VALORES DE DENSIDAD DE ALGUNOS MATERIALES Sólidos g/cm3 Oro Plomo Aluminio Hierro Cobre Sal de mesa 19,30 11,30 2,70 7,86 8,92 2,16 Líquidos g / mL Agua pura Agua de mar Mercurio 0,998 1,03 13,6 Gases g / L Aire Oxígeno Dióxido de carbono 1,29 1,43 1,96 3 453,6 g 1kg 1 lb 10 g 10 lb 4,536 kg 1 lb =453,6 g 1 kg = 103 g 6 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2020-I Semana Nº 1 Pág. 98 Química EJERCICIOS 1. El método científico es un conjunto de pasos organizados cuya finalidad es la resolución de problemas para adquirir nuevos conocimientos, a partir de los cuales se elaboran las teorías y leyes. Al respecto, indique la alternativa que muestre el orden correcto de los siguientes pasos del método científico. A) Hipótesis – experimentación.– observación B) Experimentación – teoría – hipótesis C) Observación – teoría – hipótesis D) Observación – hipótesis – experimentación Solución: Los pasos del método científico son: Rpta. D OBSERVACIÓN HIPÓTESIS EXPERIMENTACIÓN TEORÍA LEY NUEVA HIPÓTESIS 7 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2020-I Semana Nº 1 Pág. 99 2. Para un mejor estudio, la Química se divide en diferentes ramas, en cada una de ellas se hacen investigaciones especializadas. Al respecto, indique, respectivamente, la rama de la química involucrada en los siguientes estudios. I. La determinación del colesterol en la sangre II. La determinación de la densidad del agua III. Las propiedades del ácido nítrico (HNO3) IV. Extracción del aceite de Sacha Inchi A) Orgánica, orgánica, inorgánica, fisicoquímica B) Orgánica, inorgánica, inorgánica, fisicoquímica C) Analítica, fisicoquímica, inorgánica, orgánica D) Analítica, orgánica, inorgánica, orgánica Solución: I. La determinación del colesterol en la sangre: Química Analítica II. La determinación de la densidad del agua: Fisicoquímica III. Las propiedades del ácido nítrico (HNO3): Química Inorgánica IV. Extracción del aceite de Sacha Inchi: Química Orgánica Rpta: C 3. Una magnitud es toda propiedad que es posible de ser medida, se expresa mediante una cantidad y una unidad las cuales se clasifican en básicas y derivadas. Al respecto, indique la alternativa que muestra la relación correcta entre la magnitud, tipo de magnitud y su unidad en el S.I. A) Cantidad de sustancia – derivada – mol B) Presión – básica – atm C) Temperatura – básica – K D) Intensidad de corriente – derivada – A Solución: A) INCORRECTO: Cantidad de sustancia – básica – mol B) INCORRECTO: Presión – derivada – Pa C) CORRECTO: Temperatura – básica – K D) INCORRECTO: Intensidad de corriente – básica – A Rpta: C 4. Las magnitudes se pueden expresar haciendo uso de múltiplos y submúltiplos de 10, tales como deci, centi, kilo, mega, entre otros. Al respecto indique la(s) proposición(es) correcta(s) de las siguientes equivalencias. I) 8,15 105mJ= 8,15 10–7 GJ II) 3,14 103 ns = 3,14 10–10Ms III) 4,75 106 kPa= 4,75 1012mPa A) Solo II B) II y III C) I y III D) Solo III 8 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2020-I Semana Nº 1 Pág. 100 Solución: I) CORRECTO. 8,15𝑥105𝑚𝐽𝑥 10−3𝐽 1𝑚𝐽 𝑥 1𝐺𝐽 109𝐽 = 8,15𝑥10−7𝐺𝐽 II) INCORRECTO. 3,14𝑥103𝑛𝑠𝑥 10−9𝑠 1𝑛𝑠 𝑥 1𝑀𝑠 106𝑠 = 3,14𝑥10−12𝑀𝑠 III) CORRECTO. 4,75𝑥106𝑘𝑃𝑎𝑥 103𝑃𝑎 1𝐾𝑃𝑎 𝑥 1𝑚𝑃𝑎 10−3𝑃𝑎 = 4,75𝑥1012𝑚𝑃𝑎 Rpta.: C 5. El Sistema Internacional de Unidades (SI) creado en 1960 en la Conferencia de Pesas y Medidas se emplea en casi todos los países, con la finalidad de homogenizar las unidades de medida de las magnitudes. Al respecto, exprese, respectivamente las siguientes magnitudes en unidades del SI: I. Longitud de enlace (C – C) en el etano=1,54 Å. II. Presión de vapor de agua a 25ºC = 0,441 PSI Datos: 1 Å = 10–10 m 1 atm = 760 mmHg = 1,01 105 Pa = 14,7 PSI A) 1,54 10–13 km – 3,00 10–2atm B) 1,54 10–10 m – 3,03 103Pa C) 1,54 10–10 km – 3,03 103Pa D) 1,54 10–10 m – 2,28 101mmHg Solución: I. Longitud de enlace (C – C) en el etano = 1,54 Å. 1,54 Åx 10−10𝑚 1Å = 1,54𝑥10−10 𝑚 II. Presión de vapor del agua a 25 ºC = 0,441 PSI. 0,441 𝑃𝑆𝐼 𝑥 1,01𝑥105𝑃𝑎 14,7 𝑃𝑆𝐼 = 3,03𝑥103 𝑃𝑎 Rpta.: B 6. El etilenglicol es utilizado en la producción de anticongelantes que evitan principalmente un mal funcionamiento del motor de un vehículo, se emplea principalmente en lugares donde el invierno es intenso. La temperatura de ebullición del etilenglicol es de 386,6 ºF. Exprese dicha temperatura en ºC y K respectivamente. A) – 197 y 470 B) – 197 y 76 C) 197 y 470 D) 197 y 76 9 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2020-I Semana Nº 1 Pág. 101 Solución: T(°C) = 5 9 (T(°F) − 32) = 5 9 (386,6 − 32) = 197 °C T(K) = T(ºC) + 273 = 197 + 273 = 470 K Rpta.: C 7. Italia es uno de los países europeos más afectados por el COVID-19, el cual se propaga con mayor intensidad en el invierno donde la temperatura llega a ser 2ºC, aunque según estudios también podría darse con menor grado en el verano donde la temperatura alcanza los 30 ºC. Al respecto, exprese la diferencia de dichas temperaturas expresadas en ºF. A) – 50,4 B) 82,4 C) 50,4 D) – 82,4 Solución: Δ T = Tverano – Tinvierno = 30ºC – (2ºC) = 28ºC ΔT ≡ 1ºC≡1,8 ºF 1ºC → 1,8ºF 28ºC → ΔT ΔT = 28 °Cx1,8 °F 1 °C = 50,4 °F Rpta.: C 8. Un geólogo realiza una investigación para determinar la densidad promedio de la Tierra, para ello utiliza las leyes de la gravitación determinando que su masa aproximada es 5,9 1024 kg y su volumen aproximado es de 1,0 1012 km3. Al respecto, determine la densidad promedio, en g/cm3,de la Tierra. A) 4,9 102 B) 4,9 101 C) 5,9 102 D) 5,9 100 Solución: 𝜌𝑇𝑖𝑒𝑟𝑟𝑎 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑇𝑖𝑒𝑟𝑟𝑎 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛𝑇𝑖𝑒𝑟𝑟𝑎 = 5,9 x 1024kg 1,0 x1012km3 = 5,9 x 1012 𝑘𝑔 𝑘𝑚3 3 12 km kg 10 x 5,9 x 3 o x105,9 g/cm cm10 km 1 x 1kg g 10 315 33 Rpta: D 9. La impenetrabilidad es una propiedad general de la materia, la cual establece que dos cuerpos nunca pueden ocupar el mismo espacio a la vez, para demostrar ello un estudiante sumerge una pieza de 1,56 kg de hierro dentro de un tanque de agua, determine el volumen de agua desplazado, en m3. ρpieza de Fe = 7,8 g/cm 3 A) 2,0 10–4 B) 2,0 10–1 C) 2,0 101 D) 2,0 104 10 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2020-I Semana Nº 1 Pág. 102 Solución: 𝑚 = 1,56 𝑘𝑔𝑥 103 𝑔 1 𝑘𝑔 = 1560 𝑔 El volumen de la pieza de hierro es igual al volumen desplazado de agua: 𝑉 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 = 1560 7,8𝑔/𝑐𝑚3 = 200 𝑐𝑚3𝑥 1 𝑚3 106𝑐𝑚3 = 2,0𝑥10−4𝑚3 Rpta.: A EJERCICIOS PROPUESTOS 1. El método científico es utilizado por los investigadores de diversas disciplinas. El químico Louis Proust luego de utilizar dicho método enuncia que: “En toda reacción química, cuando dos elementos se combinan lo hacen en una proporción de masas constante y definida’’. Dicha expresión corresponde a una A) hipótesis. B) experimentación. C) teoría. D) ley. Solución: La expresión corresponde a la ley de las proporciones definidas de Proust, en la cual se establece que en toda reacción química, cuando dos elementos se combinan lo hacen en una proporción de masas constante y definida. Rpta.: D 2. Identifique las ramas de la química involucradas en el siguiente estudio: ‘’ A condiciones ambientales el mercurio se encuentra en estado líquido y se obtiene principalmente de su sulfuro (HgS). Este metal produce a nivel acuático una gran contaminación, debido a que se acumula en los peces, los cuales al ser ingeridos por el ser humano provoca que se intoxique. Se ha determinado que en algunos ríos de la selva peruana la concentración de mercurio es de 0,01 mg/L cuando el límite máximo permitido es de 0,001 mg/L, lo cual pone en riesgo la salud pública’’ A) Analítica – inorgánica – bioquímica B) Inorgánica – bioquímica – analítica C) Inorgánica – fisicoquímica – orgánica D) Analítica – inorgánica – bioquímica Solución: Química Inorgánica: Mercurio metal líquido y obtención. Bioquímica: Efecto nocivo del mercurio en los seres humano. Química analítica: Determinación de la concentración de mercurio en al agua. Rpta.: B 11 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2020-I Semana Nº 1 Pág. 103 3. En la maratón femenina Brigid Kosei alcanzó un récord en el 2003, registró una velocidad de 18 km/h.Exprese esta velocidad en unidades básicas del S.I. A) 5,0 102 B) 5,0 100 C) 1,8 103 D) 1,8 100 Solución: Velocidad = 18 km/h 18 𝑘𝑚 ℎ 𝑥 1ℎ 3600𝑠 𝑥 103𝑚 1𝑘𝑚 = 5,0𝑥100 𝑚 𝑠 Rpta.: B 4. Saturno presenta una gran cantidad de satélites, siendo Titán y Encélado los más resaltantes, el primero por su geografía muy similar a la de la Tierra con una temperatura promedio de – 195 ºC y el segundo por las erupciones de hielo hacia el espacio con una temperatura media de 73 K. Exprese, respectivamente, dichas temperaturas en ºF. A) – 351 y – 328 B) – 319 y – 328 C) – 351 y – 360 D) – 319 y – 360 Solución: Titán : T = – 195 ºC °F = 9°C 5 + 32 = 9(−195) 5 + 32 = −319°F Encélado: T = 73 K ºC = 73 – 273 = – 200 °F = 9°C 5 + 32 = 9(−200) 5 + 32 = −328°F Rpta.: B 5. Al analizar mediante ensayos químicos una muestra de un mineral se determinó que contiene plomo, aluminio y oro. Si luego de su separación se obtuvo 1 g de cada metal, indique el orden creciente de sus volúmenes. Dato: ρPb = 1,13 10 4 kg/ m3 ρAu = 1,93 10 4 g/ dm3ρAℓ = 2,7 g/ cm 3 A) Pb < Aℓ < Au B) Aℓ < Pb < Au C) Au < Aℓ < Pb D) Au < Pb < Aℓ Solución: Masa = 1 g ρ = V m V = variable mconstante El metal que presenta mayor densidad presenta menor volumen. 12 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-II Semana Nº 1 Pág. 91 Química EJERCICIOS 1. La química es una ciencia cuyo campo de estudio es bastante amplio, por lo cual se ha dividido arbitrariamente en varias ramas. Al respecto, determine la relación correcta entre rama de la química – línea de investigación. I. Química Analítica ( ) Síntesis de cloruro de sodio (NaCℓ) II. Química Inorgánica ( ) Determinación de % N2 en el aire III. Fisicoquímica ( ) Función de proteínas en seres vivos IV. Bioquímica ( ) Efecto de la luz en reacciones químicas A) I, II, III, IV B) II, I, IV, III C) II, I, III, IV D) I, IV, III, II Solución: ( II ) ( I ) ( IV ) I. Química Analítica II. Química Inorgánica III. Fisicoquímica IV. Bioquímica ( III ) Síntesis de cloruro de sodio (NaCℓ) Determinación de % N2 en el aire Función de proteínas en seres vivos Efecto de la luz en reacciones químicas Rpta.: B 2. En la antigüedad se pensaba que el tiempo de caída de los cuerpos estaba relacionado con su masa. Por ello, Galileo Galilei, desde la parte superior de la torre de Pisa, soltó a la vez dos esferas del mismo tamaño, pero de diferente masa, llegando ambas al suelo al mismo tiempo; luego de numerosas repeticiones, dedujo que en todos los cuerpos la aceleración de la gravedad es igual, sin importar su masa. Al respecto, determine la secuencia correcta de verdadero (V) y falso (F). I. Al pensar que el tiempo de caída de los cuerpos se relacionaba con la masa, se estaba planteando una teoría. II. Galileo, al soltar las esferas desde la torre de Pisa, estaba realizando un experimento. III. Al decir: “todos los cuerpos la aceleración de la gravedad es igual, sin importar su masa” se hace referencia a una hipótesis. A) VVF B) FVV C) VVV D) FVF Solución: I. FALSO: Al pensar que el tiempo de caída de los cuerpos se relacionaba con la masa, se estaba planteando una hipótesis. II. VERDADERO: Galileo, al soltar las esferas desde la torre de Pisa, estaba realizando un experimento, con lo cual rechazaría la idea de que el tiempo de caída de los cuerpos se relaciona con su masa. III. FALSO: Después de los diversos experimentos realizados por Galileo Galilei, dedujo una ley, la cual dice: “todos los cuerpos la aceleración de la gravedad es igual, sin importar su masa”. Rpta.: D 13 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-II Semana Nº 1 Pág. 92 3. En 1789, el químico francés Antoine Lavoisier enunció que “En toda reacción química, la suma de las masas de todos los reactivos que se transforman es igual a la suma de las masas de todos los productos que se obtienen”. El enunciado propuesto hace referencia a una A) teoría. B) observación. C) hipótesis. D) ley. Solución: El texto nos dice como la masa permanece constante en toda reacción química, esta relación de igualdad de masas antes y después del cambio siempre es constante. Entonces, se hace referencia a una ley científica (La ley de conservación de la masa). Rpta.: D 4. El balón de básquetbol de la NBA, a 25°C, contiene aproximadamente 0,45 moles de aire, que ocupa 7,46 L, ejerciendo 1,54 atm. Éste, además, tiene un radio de 0,119 m y una masa entre los 567 g y 650 g. Al respecto, determine el número de magnitudes básicas y derivadas mencionadas en el texto. A) 4 y 2 B) 5 y 1 C) 3 y 3 D) 6 y 0 Solución: Magnitudes Básicas Magnitudes Derivadas Longitud (0,119 m) Presión (1,54 atm) Masa (567 g – 650 g) Temperatura (25°C) Volumen (7,46 L) Cantidad de sustancia (0,45 mol) Rpta.: A 5. El huracán Dorian es un ciclón tropical activo que ha amenazado las Bahamas y el sureste de los EE.UU. alcanzando vientos de 145 mi/h y desplazándose lentamente a 12 mi/h con una baja presión de 941 mbar. Al respecto, determine la velocidad con que se desplaza el huracán y la presión en unidades del SI. (Dato: 1 mi = 1,6 km ; 1 bar = 1,0 105 Pa) B) 5,33 100 – 9,41 102 D) 6,44 10–1 – 9,41 102 A) 6,44 101 – 9,41 104 C) 5,33 100 – 9,41 104 Solución: v = 12 mi 1h 1,6 km 1000 m h 3600 s 1mi 1km = 5,33 100 m/s P = 941 mbar 3 51,0 10 bar 1,0 Pa 1mbar 1bar 10 = 9,41 104 Pa Rpta.: C 14 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-II Semana Nº 1 Pág. 93 6. Normalmente, el cuerpo humano está a una temperatura de 37 °C, sin embargo, puede llegar a soportar temperaturas de 104 °F solo durante breves periodos sin que ocurra daño permanente en el cerebro y otros órganos vitales. Al respecto, determine la variación de temperaturas en unidades del SI. A) 2,0 B) 3,0 C) 5,0 D) 4,0 Solución: Para la T = 104 °F Para la T = 37 °C T(K) 273 T( F) 32 5 9 T(K) = T(°C) + 273 T(K) 273 104 32 5 9 T(K) = 37 + 273 T = 310 K T = 313 K La variación será: T = 313 K – 310 K T = 3 K Rpta.: B 7. Un año luz es una unidad de distancia astronómica que se define, en forma general, como la distancia que recorre la luz en un año. Se utiliza para expresar la distancia entre estrellas, por ejemplo, la distancia entre nuestro Sol y Próxima Centauri es de 4,2 años Luz. Al respecto, determine esta distancia en exámetro (Em). (Dato: 1 año Luz 9,5 1015 m) A) 4,0 10–1 B) 4,0 101 C) 4,0 100 D) 4,0 10–2 Solución: d = 4,2 año Luz 15 18 1Em 1año Luz 110 m 9,510 m = 4,0 10–2 Em Rpta.: D 8. El radio atómico se define como la distancia media que existe entre los núcleos atómicos de dos átomos que enlazados. Si los radios del cloro (Cℓ), aluminio (Aℓ) y flúor (F) son 0,1 nm, 1,25 Å y 50 pm respectivamente; ordene los elementos en función de su radio atómico creciente. (Dato: 1 Å = 10–10 m) A) F < Cℓ < Aℓ B) Aℓ < Cℓ < F C) F < Aℓ < Cℓ D) Cℓ < Aℓ < F 15 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-II Semana Nº 1 Pág. 94 Solución: radio (Aℓ) = 1,25 Å 101 0 1Å 1 m =1,25 10–10 m radio (Cℓ) = 0,1 nm 91 10 m 1nm = 1,0 10–10 m radio (F) = 50 pm 121 10 m 1pm = 0,50 10–10 m Entonces, ordenando los elementos en función de su radio atómico creciente: F < Cℓ < Aℓ Rpta.: A 9. Debido a los incendios forestales que se han presentado en el mes de agosto del 2019 en la Amazonía, Chile envió aviones cisterna con 3100 L de agua cada uno para mitigar el fuego en un área de 340 km2, la cual se encuentra en la frontera triple de Paraguay, Brasil y Bolivia. Al respecto, calcule el valor del volumen y área en unidades del SI. A) 3,1 101 – 3,4 108 B) 3,1 100 – 3,4 108 D) 3,1 10–1 – 3,4 108C) 3,1 100 – 3,4 105 Solución: V = 3100 L 31m 1000 L = 3,1 100 m3 A = 340 km2 31,0 10 m 1km = 3,40 108 km2 Rpta.: B 10. El cobre (Cu) es uno de los metales más utilizados en el mundo, se utiliza enla fabricación de cables eléctricos y monedas. Al respecto, determine la masa, en unidades del SI, de una pieza de cobre de 50 mm 50 mm 20 mm si su densidad es de 8,92 g/cm3. A) 4,46 10–1 B) 2,23 101 C) 4,46 101 D) 8,92 10–1 Solución: Cu 3 Cu 3 Cu 3 1 Cu 1 cm 1 cm 1 cm V 50 mm 50 mm 20 mm 10 mm 10 mm 10 mm V 50 cm 8,92 g m 50 cm 446g 1 cm 1kg m 446g 4,46 10 kg 1000g Rpta.: A 16 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-II Semana Nº 1 Pág. 95 EJERCICIOS PROPUESTOS 1. La anfetamina es una droga que en el organismo estimula el sistema nervioso central causando euforia, vista borrosa, presión arterial elevada, disminución del apetito, pérdida de peso, entre otros. Al respecto, determine la rama de la química involucrada en el texto. A) Inorgánica B) Analítica C) Fisicoquímica D) Bioquímica Solución: La anfetamina es una droga que al ingresar al de una persona organismo estimula el sistema nervioso central causando euforia, vista borrosa, presión arterial elevada, disminución del apetito, pérdida de peso, entre otros (bioquímica: estudia los efectos de esta sustancia en el organismo). Rpta.: D 2. La acetona es un líquido incoloro, soluble en agua, presenta una densidad de 0,791 g/mL y un calor específico de 0,514 cal/g°C, ambos a 20°C. Además, tiene una temperatura de ebullición de 56°C a 1 atm. Al respecto, determine el número de magnitudes básicas y derivadas mencionadas en el texto. B) 2 y 2 C) 0 y 4 D) 4 y 0A) 1 y 3 Solución: Magnitudes Básicas Magnitudes Derivadas Temperatura (56°C y 20°C) Presión (1 atm) Calor especifico (0,514 cal/g°C) Densidad (0,791 g/mL) Rpta.: A 3. La organización meteorológica mundial, en el 2019, emitió un informe sobre los lugares con los climas más extremos, uno de ellos fue Minnesota en EE.UU. donde la temperatura registrada fue de –55 °C. Por otro lado, en Port Augusta (Australia) se reportó una temperatura de 49°C. Al respecto determine la temperatura más alta en Fahrenheit y la más baja en Kelvin. A) 120,2 – 218,0 B) 322,0 – 67,0 C) 120,2 – 328,0 D) 56,2 – 218,0 Solución: Para la temperatura más alta: T(C) T(F) 32 5 9 49 T( F) 32 5 9 T 12 0,2F Para la temperatura más baja: T(K) = T(°C) + 273 T(K) = – 55 + 273 T = 218 K Rpta.: A 17 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-II Semana Nº 1 Pág. 96 4. El para deportista Rosbil Guillén logró obtener la primera medalla para el Perú en los juegos parapanamericanos 2019 al llegar en primer lugar en la carrera de 1,5 km con un tiempo aproximado de 4,5 minutos. Al respecto, determine la distancia, en hm, y el tiempo, en ms, respectivamente. A) 4,5 101 – 5,1 102 B) 1,5 101 – 2,7 105 C) 3,0 101 – 5,1 102 D) 1,5 10–1 – 2,7 105 Solución: 3 1 2 5 3 1,0 10 m 1hm L 1,5 km 1,5 10 hm 1km 1,0 10 m 60 s 1ms t 4,5 min 2,7 10 ms 1min 1,0 10 s Rpta.: B 5. Durante una práctica de química básica, se coloca en una probeta 200 mL de agua, luego se añade una esfera de cobalto (Co) dando un el volumen finad de 250 mL. Al respecto, determine la masa en unidades del SI de la esfera. (Dato: Co = 8,9 g/cm3) D) 8,90 10+1A) 4,45 101 B) 8,90 10–1 C) 4,45 10–1 Solución: Para el incremento de volumen: V = 250 mL – 200 mL = 50 mL Calculando la masa: 3 mCo 1mL 1cm3 1cm 8,9 g 1kg 50 mL 1000g = 4,45 10–1 Rpta.: C 18 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-I Química EJERCICIOS 1. La química es una ciencia que se divide en diferentes ramas, de acuerdo al tipo de estudio que se realice sobre la materia. Al respecto, determine la relación correcta entre la rama de la química y su respectivo campo de acción. a. Fisicoquímica ( ) Obtención y propiedades químicas de los halógenos b. Bioquímica ( ) Determinación de la cantidad de bromo en el agua de mar c. Química orgánica ( ) Propiedades y función de los lípidos en el organismo d. Química inorgánica ( ) Descomposición de la lejía en presencia de luz e. Química analítica ( ) Extracción de aceites esenciales para perfumes A) edcba B) cbdae C) debac d) bcaed e) cebad Solución: a. Fisicoquímica b. Bioquímica c. Química orgánica ( d ) Obtención y propiedades químicas de los halógenos ( e ) Determinación de la cantidad de bromo en el agua de mar ( b ) Propiedades y función de los lípidos en el organismo d. Química inorgánica (a) Descomposición de la lejía en presencia de luz e. Química analítica ( c ) Extracción de aceites esenciales para perfumes Rpta.: C 2. Una magnitud fundamental es aquella que se define por sí misma y es independiente de las demás, en tanto, una magnitud derivada es dependiente de las magnitudes fundamentales. Seleccione en cuál de las siguientes alternativas se tiene una magnitud fundamental y una magnitud derivada respectivamente: A) volumen y masa B) densidad y área C) intensidad luminosa y velocidad D) temperatura y tiempo E) cantidad de sustancia y longitud Solución: Las magnitudes fundamentales son, la masa, la temperatura, el tiempo, la cantidad de sustancia, la longitud y la intensidad luminosa; las demás magnitudes son derivadas. Luego, una magnitud fundamental y derivada, en ese orden corresponde a la intensidad luminosa y velocidad. Rpta.: C Semana Nº 1 Pág. 96 19 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-I 3. La densidad y la velocidad son magnitudes derivadas. Indique sus unidades expresadas en unidades básicas del SI para cada magnitud, respectivamente. A) kg∙m – 3 ; m∙s – 1 B) kg∙m 3 ; m∙s – 1 C) g∙m – 3 ; m∙s – 1 D) kg∙m – 3 ; km∙s – 1 E) kg∙m – 3 ; km∙h – 1 Solución: Densidad = masa volumen = kg m3 = kg ∙ m−3 Velocidad = longitud tiempo = m s = m ∙ s−1 Rpta.: A 4. Un turista que llega a la ciudad de Cusco recorre 5 km en tren, luego camina 10 hm y finalmente se desplaza en canoa, haciendo canotaje, 250 dam. Determine cuántos metros recorrió el turista en total. A) 6500 B) 7500 C) 8500 D) 9500 E) 8000 Solución: L = 5 km + 10 hm + 250 dam L = 5 km ∙ 103m 1 km + 10 hm ∙ 102m 1 hm + 250 dam ∙ 101m 1 dam = 8500 𝑚 Rpta.: C 1,27 o , 0,143 nm y 186 pm. Ordene a los elementos químicos en función Dato: 1 o A = 10 – 10 m B) sodio, azufre, aluminio D) azufre, sodio, aluminio decreciente. A) azufre, aluminio, sodio C) sodio, aluminio, azufre E) aluminio, azufre, sodio Semana Nº 1 Pág. 96 20 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-I Solución: r S = 1,27 x o A1 m10 10 = 1,27 x 10 – 10 m r Al = 0,143 nm x nm1 m10 9 = 1,43 x 10 – 10 m r Na = 186 pm x pm1 m10 12 = 1,86 x 10 – 10 m Rpta.: C 6. El campo de fútbol del Estadio Nacional José Díaz, primer escenario deportivo de nuestro país, tiene las siguientes dimensiones: largo, 105 m y ancho, 68 m. Determine el área del campo de fútbol del Estadio Nacional en km2. A) 7,14 x 10-2 B) 7,14 x 10-3 C) 4,62 x 10-3 D) 1,10 x 10-3 E) 6,62 x 10-3 Solución: Para calcular el área del estadio nacional, empleamos la siguiente relación: A = L1 x L2 2 2 3 2(1km)105 68 7140 7,1410 2(1000m) campoA m m m km Rpta.: B 7. La velocidad de la luz es 300 000 km/s, y la velocidad del sonido en el aire es 1224 km/h. Exprese, respectivamente, las velocidades mencionadas en unidades básicas del SI. B) 3,0 x 105 y 3,4 x 101 D) 3,0 x 107 y 3,4 x 100 A) 3,0 x 108 y 3,4 x 102 C) 3,0 x 106 y 3,4 x 103 E) 3,0 x 104 y 3,4 x 104 Solución: 8 2 1000 300000 3,0 10 1 1000 1224 3,4 10 3600 1 luz sonido km m m V s km s km h m m V h s km s Rpta.: A Semana Nº 1 Pág. 96 21 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-I 8. En algunas ocasiones, la temperatura en la ciudad de New Jersey suele llegar a -22°F. ¿A cuánto equivale esta temperatura en el sistema internacional? A) 273,2 B) 221,1 C) 267,4 D) 243,0 E) 198,1 Solución: º 32 9 F =273 5 K 22 32 273 9 5 K Resolviendo: 243,0K Rpta.: D 9. A 1 atm de presión y 273 K, el volumen de un mol de gas es de 22,4 L. Exprese este valor en la unidad SI. A) 2,24 x 10 – 2 B) 2,24 x 10 2 C) 2,24 x 10 – 4 D) 2,24 x 10 4 E) 2,24 x 10 – 3 Solución: Vm = 22,4 L x L10 1m 3 3 = 2,24 x 10 – 2 m 3 Rpta.: A 10. Un mol de gas metano (CH4) se encuentra en un recipiente de 8,2 L a una temperatuar de 27 ºC , si este gas ejerce 3 atm de presión. Exprese este valor en pascales (Pa) y en mmHg B) 3,03 x 10 3 ; 2,28 x 10 3 D) 3,03 x 10 – 3 ; 2,28 x 10 3 ; 2,28 x 10 3 ; 2,28 x 10 3 ; 2,28 x 10 – 3 A) 3,03 x 10 – 5 C) 3,03 x 10 5 E) 3,03 x 10 5 Solución: P = 3 atm x 51,01 x 10 Pa 1atm = 3,03 x 10 5 Pa P = 3 atm x 760mmHg 1atm = 2,28 x 10 3 mmHg Rpta.: C Semana Nº 1 Pág. 96 22 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-I 11. Un comerciante necesita almacenar, en un recipiente cúbico, el contenido de 1 000 botellas de aceite de oliva de 1L cada una. ¿Cuál es la masa total en kilogramos del aceite? (Dato: aceite = 0,92 g/ mL) A) 1,84 x 10 1 B) 9,20 x 10 2 C) 9,20 x 10 3 D) 1,84 x 10 1 E) 9,20 x 101 Solución: 61 10001000 1,0 10 1 1 total L mL V botellas mL botella L Ahora calculamos la masa total de aceite: 6 20,92 11,0 10 9,20 10 1000 total g kg m mL kg mL g Rpta.: B EJERCICIOS PROPUESTOS 1. La química es una ciencia muy amplia que se divide en varias ramas especializadas de acuerdo al tipo de estudio que se realice sobre la materia. Encuentre la relación correcta entre la rama de la química y su campo de estudio. ( ) Hidrocarburos ( ) Procesos químicos en los seres vivos ( ) Propiedades de los alcalinos A) bca a. Química inorgánica b. Química orgánica c. Bioquímica B) cab C) bac D) abc E) cba Solución: Química Inorgánica: se encarga de estudiar las propiedades y aplicaciones de los elementos químicos de la tabla periódica. Química orgánica: se encarga de estudiar al carbono y a sus derivados. Bioquímica: ciencia que se encarga estudiar los diferentes procesos químicos que ocurren en los seres vivos Rpta.: A 2. En la estación de invierno, en la ciudad de New Jersey la temperatura en las mañanas suele ser en promedio -22 °F. Si la temperatura se incrementa en 20°C ¿Qué temperatura registra el termómetro en °F? A) 58 B) 14 C) 20 D) –2 E) 2 Solución: . 1,8 14 final inic final T T T F T F C 22F 20C 1 Rpta.: B Semana Nº 1 Pág. 96 23 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-I 3. El radio atómico del átomo de Cesio es 2,65 . Exprese el diámetro del átomo en nanómetros y picometros respectivamente A) 0,265 ; 265 B) 26,5 ; 265 C) 0,53 ; 530 D) 0,053 ; 0,53 E) 5,30 ; 53 Solución: Radio: 2,65 diámetro = 2,65 x 2 = 5,30 nm = 5,30 x x m10 nm1 9 = 0,530 pm = 5,30 o A x o 1A m10 10 x m10 1pm 12 = 530 Rpta.: C 4. Una muestra de 37,5 g de un metal introducida en una probeta con agua hizo que el nivel de agua se elevara en 13,9 mL. ¿Cuál de los siguientes metales correspondería a la muestra? A) Mg, = 1,74 g/cm 3 B) Fe, = 7,87 g/cm 3 C) Al, = 2,70 g/cm 3 D) Sr, = 2,50 g/cm 3 E) Ba, = 3,60 g/cm 3 Solución: = V m = 13,9 cm3 37,5 g = 2,69 2,70 g/cm 3 Rpta.: C Semana Nº 1 Pág. 96 24 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2018-II Semana Nº 1 Pág. 106 Química EJERCICIOS 1. El método científico son los pasos o etapas que ayudan a explicar un fenómeno, por ejemplo en el siguiente caso: Alexander Fleming trabajaba con bacterias, estudiando su reproducción en cajas petri, estas bacterias se duplicaban a una velocidad muy grande, pero debido al desorden y la falta de limpieza en el laboratorio, en ciertas partes de la caja Petri empezó a crecer moho como un contaminante (hongo que puede crecer al aire libre así como en lugares húmedos y con baja luminosidad), observando que la multiplicación de las bacterias fue casi nula. Uno de sus colaboradores planteó como hipótesis que las bacterias no se reproducen debido a suciedad que se presenta, Fleming observo que en varios lugares había suciedad pero había bacterias. Fleming planteó que el moho segregaba una sustancia que evitaba el crecimiento de las bacterias, analizó el moho (hongo) del tipo penicillum logrando extraer la penicilina, el primer antibiótico (contra la vida bacteriana). Con respecto al caso, determine la alternativa INCORRECTA: A) La observación es que el moho evita la proliferación de bacterias. B) La suciedad es un factor que evite la reproducción de las bacterias. C) La 1° hipótesis es errada. D) La 2° hipótesis es que el hongo está relacionado con la inhibición del crecimiento. E) El uso del antibiótico confirma la segunda hipótesis. Solución: A) CORRECTO: La observación es haya algo que evita la reproducción de bacterias, posiblemente es el moho. B) INCORRECTO: La suciedad no es un factor relacionado con el crecimiento o reproducción de las bacterias. C) CORRECTO: La experimentación o la extracción del antibiótico y su uso como tal es lo que evita la reproducción de las bacterias, lo cual refuta que la suciedad esté relacionada con ello. D) CORRECTO: La 2° hipótesis es el moho específico del tipo penicillum, el cual segregaba una sustancia la penicilina que es el responsable del crecimiento o reproducción de las bacterias. E) CORRECTO: La extracción y el uso del antibiótico es lo que confirma la segunda hipótesis ya que es la sustancia responsable de evitar la reproducción de las bacterias. Rpta.: B 25 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2018-II Semana Nº 1 Pág. 107 2. El etanol (C2H5OH) es un componente de las bebidas alcohólicas por ejemplo, en una cerveza, la composición del alcohol es % C = 52,17; % H = 13,05; % O = 34,78; una vez ingerido, nuestro cuerpo lo clasifica como pernicioso y trata de eliminarlo, por lo cual lo descompone en diferentes sustancias, la cerveza puede reaccionar con la luz descomponiéndose. Identifique respectivamente las ramas de la química involucradas en el párrafo. A) Orgánica, inorgánica, analítica, bioquímica B) Analítica, orgánica, bioquímica, fisicoquímica C) Inorgánica, orgánica, analítica, bioquímica D) Orgánica, analítica, bioquímica, fisicoquímica E) Analítica, fisicoquímica, bioquímica, orgánica Solución: Componente de la cerveza el alcohol etílico Q. Orgánica Composición del alcohol % C = 52,17; % H = 13,05; % O = 34,78 Q. Analítica Descomposición y formación del acetaldehído Bioquímica Descomposición lenta por medio de la luz Fisicoquímica Rpta.: D 3. La bomba del Zar, la bomba de mayor potencia hasta el momento construida, fue probada el 30 de Octubre de 1961, esta contenía 23,25 g de uranio enriquecido, lo que equivale aproximadamente a 0,1 moles, lo que generó 2,1 x 1017 J, en 1,5 x 10-3 s y a 1,01 x 105 Pa. Indique la alternativa que contiene respectivamente las magnitudes básicas y derivadas que corresponden a las unidades mencionadas. A) Masa – cantidad de sustancia – presión – temperatura – energía. B) Masa – cantidad de sustancia – energía – tiempo – presión. C) Cantidad de sustancia – masa – tiempo – energía – presión. D) Volumen – cantidad de sustancia – energía – tiempo – densidad. E) Volumen – cantidad de sustancia – energía – tiempo – presión. Solución: M. básica M. básica M. derivada M. básica • 23,25 g • 0,1 moles • 2,1 x 1017 J • 1,5 x 10-3 • 1,01 x 105 Pa Masa cantidad de sustancia Energía Tiempo Presión M. derivada La secuencia de las magnitudes básicas y derivadas es: Masa – cantidad de sustancia – energía – tiempo – presión. Rpta.: B 26 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2018-II Semana Nº 1 Pág. 108 4. La masa es la cantidad de materia que posee un cuerpo, la masa de 3 alumnos es: Alumno Masa Carlos 4,0 x 1013 ng Gonzalo 7,0 x 10–5 Gg Claudia 45000 g Determine la alternativa que poseeal alumno de mayor masa y su valor expresado en unidades básicas del SI A) Carlos; 40 kg B) Claudia; 45 kg C) Gonzalo; 70000 g D) Claudia; 45000 g E) Gonzalo; 70 kg Solución: La masa de cada uno expresado en unidades del SI es: kg g kg ng g ng Carlos 40 10 1 10 1 100,4 39 13 kg g kg Gg g Gg Gonzalo 70 10 1 1 10 100,7 3 9 5 kg g kg g Claudia 45 10 1 45000 3 El estudiante de mayor masa es Gonzalo cuya masa es de 70 kg Rpta.: E 5. En la atmósfera terrestre, la velocidad del sonido es aproximadamente 1224 km/h, a 20°C de temperatura y a 1 atm de presión. Con respecto al párrafo, determine la secuencia correcta de verdadero (V) y falso (F). (Dato: 1 milla (mi) = 1600 m) I. Se menciona una magnitud básica y dos derivadas. II. La velocidad del sonido expresada en el SI es 3,4 x102. III. Si una persona se encuentra a 17 millas de la fuente escucha el sonido en 80 s. A) VVF B) FFF C) VVV D) VFV E) FVF 27 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2018-II Semana Nº 1 Pág. 109 Solución: I. VERDADERO: Se mencionan una magnitud básica (temperatura) y dos derivadas (velocidad y presión). II. VERDADERO: La velocidad del sonido en el SI es 3,4 x102. s m s h km m h km velocidad 2 3 104,3 3600 1 1 10 1224 III. VERDADERO: El tiempo que demora el sonido en recorrer 17 millas es: s s m m v e t t e v m mi m mi 80 104,3 1072,2 1072,2 1 1600 17 2 4 4 Rpta.: C 6. El radioisótopo de yodo ( I 131 53 ), es usado en la medicina nuclear, se puede usar en el tratamiento del hipertiroidismo y algunos tipos de cáncer tiroideo que absorben yodo, posee un tiempo de semidesintegración de 8 días y libera una energía de 950 kev. Determine respectivamente el tiempo, en s y la energía en J. (Dato: 1ev = 1,6 x 10-19 J) A) 6,91 105 – 1,52 10-12 B) 6,91 104 – 1,52 10-13 C) 6,91 105 – 1,52 10-13 D) 6,91 106 – 1,52 10-13 E) 6,91 104 – 1,52 10-12 Solución: Calculo del tiempo: s hora s dia horas diatiempo 50 106,91 1 3600 1 24 8,010 Calculo de la energía: J ev J kev ev kevenergía 13 193 101,52 1 101,6 1 10 950 Rpta.: C 7. El efecto invernadero es un fenómeno que mantiene la temperatura promedio para la vida aproximadamente en 14 °C, pero si salimos de la Tierra la temperatura a la luz del sol llega a los 257 °F. Determine el valor de la temperatura a la luz del sol en SI. A) 125 B) 150 C) 57 D) 287 E) 398 28 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2018-II Semana Nº 1 Pág. 110 Solución: Temperatura a la luz del sol CC FC 125 9 )32257(5 9 32 5 T(K) = T(°C) + 273 = 125 + 273 = 398 K Rpta.: E 8. La NASA determinó que la presión atmosférica de Saturno es de 1140 mmHg, mientras que la presión atmosférica de Marte es de 5,05 x 10-1 kPa, exprese dichos valores, en atm. (Datos: 1 atm = 760 mmHg = 1,01 x 105 Pa) A) Saturno 2,0 – Marte 5,0 x 10–3 B) Saturno 1,5 – Marte 5,0 x 100 C) Saturno 2,0 – Marte 5,0 x 10–1 D) Saturno 1,0 – Marte 5,0 x 10–2 E) Saturno 1,5 – Marte 5,0 x 10–3 Solución: atm mmHg atm mmHgSaturno 5,1 760 1 1140 atm Pa atm kPa Pa kPaMarte 3 5 3 1 100,5 1001,1 1 1 10 1005,5 Rpta.: E 9. La densidad es una magnitud derivada y se utiliza para identificar a una sustancia. El cuadro muestra las densidades de diversas sustancias líquidas: Sustancia Fórmula Densidad (kg/m3) etanol C2H5OH 7,89 x 10 2 disulfuro de carbono CS2 1,30 x 10 3 tolueno C7H8 8,67 x 10 2 acetona C3H6O 7,84 x 10 2 tetracloruro de carbono CCℓ4 1,59 x 10 3 Un laboratorio recibe en un envase rectangular un compuesto químico líquido, cuya etiqueta se ha desprendido, cuyas dimensiones son: • Área de la base 50 cm2. • Altura 20 cm (considere que el volumen del líquido es igual al del recipiente). • Masa de la sustancia 1300 g. Determine que sustancia recibe el laboratorio. A) C2H5OH B) CS2 C) C7H8 D) C3H6O E) CCℓ4 29 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2018-II Semana Nº 1 Pág. 111 Solución: El volumen del recipiente es V = 50cm2 x 20 cm = 1000 cm3 Masa de la líquido: 1300 g 3 3 3 36 333 103,1 1 10 10 1 3,1 1000 1300 )( m kg m cm g kg cm g cm g V m densidad Entonces la sustancia entregada al laboratorio es disulfuro de carbono (CS2) Rpta.: B EJERCICIOS PROPUESTOS 1. El sodio es un metal alcalino, muy abundante en la naturaleza, se encuentra en la sal marina y es parte del mineral halita (NaCℓ), no se encuentra en forma elemental naturalmente sino formando compuestos, algunas de sus propiedades son: Radio 1,9 Å. Punto de fusión 98° C Densidad 968 kg/m3 Calor específico 1230 J/ (K x kg) Conductividad eléctrica 2,1 x 107 S/m Al respecto, señale la secuencia correcta de verdadero (V) y falso (F) I. Se mencionan tres magnitudes básicas y dos derivadas. II. El radio del sodio es 1,9 x102 pm. III. La densidad del sodio es 9,68 x10-1 g/cm3. Dato 1 Å (Angstrom) = 10-10 m A) VVV B) FVV C) FFF D) FVF E) VVF Solución: I. FALSO. Se mencionan tres magnitudes básicas y dos derivadas. Básicas Derivadas longitud (m) Densidad (kg/m3) temperatura (K) Calor especifico J/ (K x kg) Conductividad eléctrica S/m II. VERDADERO. El radio del sodio es 1,9 x102 pm pm m 1m 1 pm 2 1210 101,9 1010 Å 1,9Å III. VERDADERO. La densidad del sodio es 9,68 x10-1 g/cm3. 3 1 36 3 3 3 109,68 101 968 cm kg 10 g 1 m g cmkgm Rpta.: B 30 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2018-II Semana Nº 1 Pág. 112 2. Durante varios años consecutivos el Perú viene siendo afectado por las heladas y los friajes, por lo que 8 regiones han sido declaradas en emergencia. Normalmente la temperatura mas baja en Puno es de 1 °C, pero debido a la helada se alcanzan temperaturas de – 0,4°F. Determine la variación de temperatura en SI. A) 18 B) 19 C) 17 D) – 17 E) – 19 Solución: La temperatura más baja en Puno es 1 °C Debido a la helada CC FC 18 9 )324,0(5 9 32 5 La variación de temperatura es: ΔT = ΔT (°C) = ΔT (K) = 1 – (– 18) = 19 K Rpta.: B 3. La gasolina es una mezcla de hidrocarburos líquidos usada principalmente como combustible, posee una densidad de 680 kg/m3, determine el número de envases de 5 L necesarios para almacenar 13,6 kg de gasolina. A) 2 B) 3 C) 4 D) 6 E) 8 Solución: La densidad de la gasolina es: 3 1 36 33 3 106,8 10 1 1 10 680 cm g cm m kg g m kg El volumen de gasolina es: V m densidad () 3 3 1 20000 106,8 13600 cm cm g gm volumen El número de envases de 5 L es; envases L envase cm L cmVolumen 4 5 1 1000 1 20000 3 3 Rpta.: C 31 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2018-II Semana Nº 1 Pág. 113 4. El Halcón Peregrino puede alcanzar velocidades en picada de casi 388,8 km/h, es un ave pequeña cuya altura máxima es de 38 cm, la envergadura de sus alas llega a 1,15 x 103 mm, llegando a pesar como máximo 1,1 x 106 mg. Exprese estas mediciones en unidades básicas del SI. A) 1,08 10 2 – 3,80 10 -1 – 1,15 10 0 – 1,10 10 0 B) 1,08 10 2 – 3,80 10 0 – 1,15 10 -1 – 1,10 10 0 C) 1,08 10 3 – 3,80 10 0 – 1,15 10 1 – 1,10 10 -1 D) 1,08 10 1 – 3,80 10 -1 – 1,15 10 -1 – 1,10 10 0 E) 1,08 10 0 – 3,80 10 -2 – 1,15 10 0 – 1,10 10 0 Solución: La velocidad del halcón: s m s h km m h km velocidad 108 3600 1 1 10 8,388 3 Altura del ave m cm m cmaltura1 2 108,3 10 1 38 Envergadura de sus alas m mm m mmalas 0 3 3 101,15 10 1 1,15 10 Peso del ave kg g kg mg g mgpeso 0 33 6 101,1 10 1 10 1 1,110 Rpta.: A 32 MANUAL DE PRACTICAS Y EJERCICIOS QUÍMICA 02 semana UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2020-I Semana Nº 2 Pág. 131 Química MATERIA, ENERGÍA Y CAMBIOS El universo está conformado de materia y energía. La materia se edifica con los átomos y el movimiento de estos es una evidencia de la energía; por tanto, se puede decir que la materia siempre interacciona con la energía y que del producto de la interacción entre la materia y la energía se producen los cambios. Al mirar a nuestro alrededor observamos que los animales se alimentan, las plantas crecen, el avión y el carro transportan y resulta comprensible que hasta el aire en el que se sostiene el avión, los componentes del automóvil, las edificaciones de las industrias en las que se producen desde fármacos, plásticos, metales, entre otros productos son buenos ejemplos de materia y que la energía que es toda fuerza que se transporta permite que los motores de las industrias funcionen, que la energía que proviene de los alimentos y del sol permiten que los animales y las plantas crezcan con el tiempo; es decir, ocurre en ellos los grandes cambios como efecto de la interacción de la materia con la energía. Por lo que es clásico decir que la materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio y que, con la energía, sea cual fuera su origen, permiten los cambios que se producen en la materia. 34 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2020-I Semana Nº 2 Pág. 132 PROPIEDADES DE LA MATERIA FÍSICA QUÍMICA Capacidad de transformación en nueva materia: Reactividad Inflamabilidad Oxidación NUCLEAR Capacidad de transformación en nuevos elementos 92U →90Th GENERALES Peso e inercia Extensión Impenetrabilidad Divisibilidad Indestructibilidad Discontinuidad PARTICULARES Maleabilidad Ductilidad Dureza Conductividad Color Brillo EXTENSIVAS Dependen de la masa: Peso Inercia Volumen Capacidad calorífica PROPIEDADES INTENSIVAS No dependen de la masa: Temperatura Conductividad eléctrica Maleabilidad Densidad 35 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2020-I Semana Nº 2 Pág. 133 ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA CAMBIOS FÍSICOS: c = 3 108 ms–1 36 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2020-I Semana Nº 2 Pág. 97 Química EJERCICIOS 1. Todos los objetos que vemos a nuestro alrededor son objetos materiales, ya que tienen masa y ocupan un espacio, los cuales se describen mediante sus propiedades. Al respecto, determine la relación correcta entre término – concepto. I. Masa ( ) Fuerza con la que la tierra atrae al cuerpo. II. Volumen ( ) Capacidad para efectuar un trabajo. III. Peso ( ) Espacio ocupado por un material. IV. Energía ( ) Cantidad de materia de un cuerpo. A) I, IV, II, III B) III, IV, II, I C) II, I, III, IV D) I, IV, III, II Solución: I. Masa (III) Fuerza con la que la tierra atrae al cuerpo. II. Volumen (IV) Capacidad para efectuar un trabajo. III. Peso (II) Espacio ocupado por un material. IV. Energía (I) Cantidad de materia de un cuerpo. Rpta.: B 2. Desde sus comienzos, el ser humano ha modificado su entorno para adaptarlo a sus necesidades. Para ello utiliza diversos materiales de construcción como piedra, cobre, madera, aluminio, bronce, agua, cemento, entre otros. Al respecto, determine la secuencia correcta de verdadero (V) y falso (F). I. El cobre y el bronce son clasificados como sustancias puras. II. La piedra y agua se clasifican como mezclas homogéneas. III. Se mencionan tres mezclas heterogéneas y dos sustancias elementales. A) VVF B) FFV C) VVV D) VFV Solución: I. FALSO: El cobre es sustancias puras (sustancia elemental) mientras que el bronce es una mezcla homogénea (formado por cobre y estaño). II. FALSO: La piedra es una mezcla heterogénea (formado principalmente por silicatos) mientras que el agua es una sustancia compuesta. III. VERDADERO: Se mencionan tres mezclas heterogéneas (piedra, madera, cemento) y dos sustancias elementales (aluminio y cobre). Rpta.: B 3. Los métodos de separación de mezclas son aquellos procesos físicos por los cuales se pueden separar sus componentes. Al respecto, seleccione la relación correcta método de separación – mezcla. I. Tamizado ( ) Agua con arena II. Imantación ( ) Agua con sal común III. Evaporación ( ) Piedra chancada y arena IV. Decantación ( ) Azufre y hierro A) I, III, IV, II B) III, IV, II, I C) I, II, III, IV D) IV, III, I, II 37 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2020-I Semana Nº 2 Pág. 98 Solución: I. Tamizado (IV) Agua con arena. II. Imantación (III) Agua con sal común. III. Evaporación (I) Piedra chancada y arena. IV. Decantación (II) Azufre y hierro. Rpta.: D 4. El zinc es de color gris – plateado que funde a 420 °C. Cuando se añaden granos de zinc al ácido sulfúrico diluido se libera hidrógeno. Tiene una dureza de 2,5 en la escala de Mohs, y una densidad de 7,13 g/cm3 a 25 °C. En presencia de oxígeno gaseoso bajo ciertas condiciones forma óxido de zinc (ZnO). Indique el número de propiedades físicas y químicas mencionadas respectivamente. A) 4 y 2 B) 5 y 1 C) 3 y 3 D) 2 y 4 Solución: Propiedades Físicas Propiedades Químicas Color gris – plateado Al reaccionar con ácido sulfúrico diluido, se libera hidrógeno. Se funde a 420 °C Tiene una dureza de 2,5 en la escala de Mohs En presencia de oxígeno gaseoso forma óxido de zinc Densidad de 7,13 g/cm3 Rpta.: A 5. Las propiedades de la materia como el peso, dureza, longitud, calor específico, capacidad calorífica, conductividad eléctrica se pueden clasificar según su dependencia de la masa como intensivas o extensivas, determine el número de propiedades intensivas y extensivas mencionadas respectivamente. A) 6 y 0 B) 2 y 4 C) 3 y 3 D) 5 y 1 Solución: Propiedades Intensivas Propiedades Extensivas Dureza Peso Calor específico Longitud Conductividad eléctrica Capacidad Calorífica Rpta.: C 6. Los cambios de estado en la naturaleza son comunes como la formación de granizo, en el ciclo del agua o la solidificación del magma. Con respecto a los cambios de estado de la materia, determine el valor de verdad (V o F) según corresponda. I. La formación de granizo se realiza por deposición. II. La condensación se realiza por un aumento de temperatura. III. Una bolilla de naftalina pasa al estado gaseoso por sublimación. A) VVF B) FFV C) VVV D) VFV 38 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2020-I Semana Nº 2 Pág. 99 Solución: I. FALSO: La formación de granizo se realiza por solidificación de gotas de agua, las cuales se van agrupando hasta formar el granizo. II. FALSO: Para que la condensación (cambio de gas a líquido) ocurra, la sustancia debe experimentar un descenso de temperatura. III. VERDADERO: Una bolilla de naftalina pasa al estado gaseoso por sublimación. Rpta.: B 7. Continuamente ocurren cambios en la materia que nos rodea. Algunos hacen cambiar el aspecto, la forma, el estado, composición, entre otros. Al respecto, determine el tipo de cambio: Físico (F), Químico (Q) o Nuclear (N) que se menciona en los siguientes enunciados. I. Corrosión de una lata de aluminio. II. Pulverización de una tableta de aspirina. III. Desintegración del Uranio (U). IV. Explosión de la nitroglicerina. V. Licuación del gas metano (CH4). A) FNNFQ B) QQNQF C) QFNQF D) QQNFQ Solución: Corrosión de una lata de aluminio C. Químico Pulverización de una tableta de aspirina C. Físico Desintegración del Uranio C. Nuclear Explosión de la nitroglicerina C. Químico Licuación del gas metano C. Físico Rpta.: C 8. La energía térmica (calor) se define como la energía transferida desde un punto más caliente a otro más frío como consecuencia de una diferencia de temperatura. Al respecto,determine la temperatura final, en °C, de un bloque de cobre de 200 g luego de perder 2340 J, si su temperatura inicial fue de 55 °C. (Dato: c. e.𝐶𝑢 = 390 𝐽 𝑘𝑔°𝐶 ) A) 25 B) 85 C) 35 D) 65 Solución: −𝐐 = c. e.× m× ∆T −𝟐𝟑𝟒𝟎𝐉 = 390 J kg °C × 0,2 kg × (T𝑓 − 55)°C T𝑓 = 25°C Rpta.: A 39 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2020-I Semana Nº 2 Pág. 100 9. En un sistema aislado cuando se ponen en contacto dos objetos de diferente temperatura, ocurre una transferencia de calor hasta que ambos adquieran la misma temperatura. Entonces se dice que los objetos están en equilibrio térmico. Si se mezclan 400 g agua a 20°C con 600 g de agua a 80 °C. Determine la temperatura de equilibrio, en °C, de la mezcla. A) 45 B)56 C)68 D) 60 Solución: +𝐐𝒈𝒂𝒏𝒂𝒅𝒐 = −𝐐𝒑𝒆𝒓𝒅𝒊𝒅𝒐 + c. e. × m × ∆T = − c. e.× m × ∆T 400 × (T𝑒𝑞 − 20) = − 600 × (T𝑒𝑞 − 80) 4T𝑒𝑞 − 80 = − 6T𝑒𝑞 + 480 T𝑒𝑞 = 56 °𝐶 Rpta.:B 10. Con el surgimiento de la era nuclear en la década de 1940 los científicos descubrieron que la materia podía convertirse en energía. Al respecto, determine la masa, en unidades básicas del SI, del material radiactivo que se desintegra, si libera 9 1014 J. (Dato: 𝑐 = 3 × 108𝑚/𝑠 ; 1𝐽 = 1 𝑘𝑔×𝑚2 𝑠2 ) A) 1 10–1 B) 1 10–2 C) 1 101 D) 1 102 Solución: 𝐸 = 𝑚 × 𝑐2 9 × 1014𝐽 = 𝑚 × (3 × 108𝑚/𝑠)2 9 × 1014 𝑘𝑔 × 𝑚2 𝑠2 = 𝑚× 9 × 1016𝑚2/𝑠2 𝑚 = 1,0 × 10−2𝑘𝑔 ≡ 0,01 𝑘𝑔 Rpta.:B EJERCICIOS PROPUESTOS 1. La materia según su composición puede clasificarse como sustancias puras: elementos o compuestos y mezclas. Al respecto, clasifique los siguientes materiales como elemento (E), compuesto (C) o mezcla (M). I. Gasolina. II. Gas Helio. III. Tinta de un bolígrafo. IV. Concreto. V. Sacarosa. A) MMMMC B) CEMCM C) MEMMC D) MEMCM 40 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2020-I Semana Nº 2 Pág. 101 Solución: Gasolina M. Homogénea Gas Helio Elemento Tinta de un bolígrafo M. Homogénea Concreto M. Heterogénea Sacarosa Compuesto Rpta.: C 2. En el proceso de caracterizar una sustancia, un químico hace las siguientes observaciones y mediciones: la sustancia es un sólido blanco plateado, funde a 649 °C y hierve a 1105 °C, su densidad a 20 °C es 1,74 g/cm3, al entrar en contacto con el aire forma un sólido blanco produciendo una intensa luz blanca. Al respecto, determine el número de propiedades físicas y químicas mencionadas. A) 5 y 2 B) 6 y 1 C) 4 y 3 D) 7 y0 Solución: Propiedades Físicas Propiedades Químicas Sólido Arde en el aire Blanco plateado Se funde a 649 °C Hierve a 1105 °C En contacto con forma un sólido blanco Densidad Rpta.: A 3. Durante una práctica de laboratorio, un estudiante realiza las siguientes acciones: (a) Enciende un cerillo. (b) Tritura un trozo de azufre. (c) Combustión del azufre generando gases. (d) los gases obtenidos en (c) se combina con agua para formar un ácido. (e) Disuelve hidróxido de sodio (NaOH) en agua. Determine el número de cambios químicos y físicos involucrados en las acciones realizadas respectivamente. A) 5 y 0 B) 2 y 3 C) 4 y 1 D) 3 y2 Solución: Cambio Físico Cambio Químico Tritura un trozo de azufre Enciende un cerillo Disuelve NaOH en agua Combustión del azufre generando gases se combina con agua para formar un ácido Rpta.: D 41 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2020-I Semana Nº 2 Pág. 102 4. Cuando se introducen 50 g de metal a 75 °C en 100 g de agua a 15 °C, la temperatura del agua asciende a 18,3 °C. Calcule el calor específico del metal, en cal/g °C, considerando que no hay pérdida de calor hacia los alrededores. (Dato: 𝐶𝑒𝑎𝑔𝑢𝑎 = 1 𝑐𝑎𝑙 𝑔°𝐶 ) A) 1,16 101 B)2,91 10–2 C)5,82 10–2 D) 1,16 10–1 Solución: +𝐐𝒈𝒂𝒏𝒂𝒅𝒐 = −𝐐𝒑𝒆𝒓𝒅𝒊𝒅𝒐 + c. e. × m × ∆T = − c. e. × m × ∆T 1 𝑐𝑎𝑙 𝑔°𝐶 × 100 g × (18,3 − 15)°C = −c. e. × 50 g × (18,3 − 75)°𝐶 1 𝑐𝑎𝑙 𝑔°𝐶 × (−330) = −c. e.× (2835) c. e.= 0,116 𝑐𝑎𝑙 𝑔°𝐶 = 1,16 × 10−1 𝑐𝑎𝑙 𝑔°𝐶 Rpta.: D 5. La bomba de hidrógeno está basada en un proceso de fusión nuclear, la primera fue probada el 1 de noviembre de 1952 y la energía que liberó equivale a 14000 t de TNT. Si en dicho proceso se desintegra 4 g de material radiactivo, determine la energía liberada en terajoule. (Dato:𝑐 = 3 × 108𝑚/𝑠 ; 1𝐽 = 1 𝑘𝑔×𝑚2 𝑠2 ) A) 3,6 101 B) 3,6 102 C) 3,6 10–2 D) 3,6 10–1 Solución: 𝐸 = 𝑚 × 𝑐2 𝐸 = 4 𝑔 × 1 𝑘𝑔 1000 𝑔 × (3 × 108𝑚/𝑠)2 𝐸 = 0,004 𝑘𝑔 × 9 × 1016𝑚2/𝑠2 𝐸 = 3,6 × 1014𝐽 → 𝐸 = 3,6 × 1014𝐽 × 1𝑇𝐽 1012𝐽 = 360 𝑇𝐽 ≡ 3,6 × 102𝑇𝐽 Rpta.: B 42 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-II Semana Nº 1 Pág. 91 Química EJERCICIOS 1. La química es una ciencia cuyo campo de estudio es bastante amplio, por lo cual se ha dividido arbitrariamente en varias ramas. Al respecto, determine la relación correcta entre rama de la química – línea de investigación. I. Química Analítica ( ) Síntesis de cloruro de sodio (NaCℓ) II. Química Inorgánica ( ) Determinación de % N2 en el aire III. Fisicoquímica ( ) Función de proteínas en seres vivos IV. Bioquímica ( ) Efecto de la luz en reacciones químicas A) I, II, III, IV B) II, I, IV, III C) II, I, III, IV D) I, IV, III, II Solución: ( II ) ( I ) ( IV ) I. Química Analítica II. Química Inorgánica III. Fisicoquímica IV. Bioquímica ( III ) Síntesis de cloruro de sodio (NaCℓ) Determinación de % N2 en el aire Función de proteínas en seres vivos Efecto de la luz en reacciones químicas Rpta.: B 2. En la antigüedad se pensaba que el tiempo de caída de los cuerpos estaba relacionado con su masa. Por ello, Galileo Galilei, desde la parte superior de la torre de Pisa, soltó a la vez dos esferas del mismo tamaño, pero de diferente masa, llegando ambas al suelo al mismo tiempo; luego de numerosas repeticiones, dedujo que en todos los cuerpos la aceleración de la gravedad es igual, sin importar su masa. Al respecto, determine la secuencia correcta de verdadero (V) y falso (F). I. Al pensar que el tiempo de caída de los cuerpos se relacionaba con la masa, se estaba planteando una teoría. II. Galileo, al soltar las esferas desde la torre de Pisa, estaba realizando un experimento. III. Al decir: “todos los cuerpos la aceleración de la gravedad es igual, sin importar su masa” se hace referencia a una hipótesis. A) VVF B) FVV C) VVV D) FVF Solución: I. FALSO: Al pensar que el tiempo de caída de los cuerpos se relacionaba con la masa, se estaba planteando una hipótesis. II. VERDADERO: Galileo, al soltar las esferas desde la torre de Pisa, estaba realizando un experimento, con lo cual rechazaría la idea de que el tiempo de caída de los cuerpos se relaciona con su masa. III. FALSO: Después de los diversos experimentos realizados por Galileo Galilei, dedujo una ley, la cual dice: “todos los cuerpos la aceleración de la gravedad es igual, sin importar su masa”. Rpta.: D 43 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-II Semana Nº 1 Pág. 92 3. En 1789, el químico francés Antoine Lavoisier enunció que “En toda reacción química, la suma de las masas de todos los reactivos que se transforman es igual a la suma de las masas de todos los productos que se obtienen”. El enunciado propuesto hace referencia a una A) teoría. B) observación. C) hipótesis. D) ley. Solución: El texto nos dice como la masa permanece constante en toda reacción química, esta relación de igualdad de masas antes y después del cambio siempre es constante. Entonces, se hace referencia a una ley científica (La ley de conservación de la masa). Rpta.: D 4. El balón de básquetbol de la NBA, a 25°C, contiene aproximadamente 0,45 moles de aire, que ocupa 7,46 L, ejerciendo 1,54 atm. Éste, además, tiene un radio de 0,119 m y una masa entre los 567 g y 650 g. Al respecto, determine el número de magnitudes básicas y derivadas mencionadas en el texto. A) 4 y 2 B) 5 y 1 C) 3 y 3 D) 6 y 0 Solución: Magnitudes Básicas Magnitudes Derivadas Longitud (0,119 m) Presión (1,54 atm) Masa(567 g – 650 g) Temperatura (25°C) Volumen (7,46 L) Cantidad de sustancia (0,45 mol) Rpta.: A 5. El huracán Dorian es un ciclón tropical activo que ha amenazado las Bahamas y el sureste de los EE.UU. alcanzando vientos de 145 mi/h y desplazándose lentamente a 12 mi/h con una baja presión de 941 mbar. Al respecto, determine la velocidad con que se desplaza el huracán y la presión en unidades del SI. (Dato: 1 mi = 1,6 km ; 1 bar = 1,0 105 Pa) B) 5,33 100 – 9,41 102 D) 6,44 10–1 – 9,41 102 A) 6,44 101 – 9,41 104 C) 5,33 100 – 9,41 104 Solución: v = 12 mi 1h 1,6 km 1000 m h 3600 s 1mi 1km = 5,33 100 m/s P = 941 mbar 3 51,0 10 bar 1,0 Pa 1mbar 1bar 10 = 9,41 104 Pa Rpta.: C 44 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-II Semana Nº 1 Pág. 93 6. Normalmente, el cuerpo humano está a una temperatura de 37 °C, sin embargo, puede llegar a soportar temperaturas de 104 °F solo durante breves periodos sin que ocurra daño permanente en el cerebro y otros órganos vitales. Al respecto, determine la variación de temperaturas en unidades del SI. A) 2,0 B) 3,0 C) 5,0 D) 4,0 Solución: Para la T = 104 °F Para la T = 37 °C T(K) 273 T( F) 32 5 9 T(K) = T(°C) + 273 T(K) 273 104 32 5 9 T(K) = 37 + 273 T = 310 K T = 313 K La variación será: T = 313 K – 310 K T = 3 K Rpta.: B 7. Un año luz es una unidad de distancia astronómica que se define, en forma general, como la distancia que recorre la luz en un año. Se utiliza para expresar la distancia entre estrellas, por ejemplo, la distancia entre nuestro Sol y Próxima Centauri es de 4,2 años Luz. Al respecto, determine esta distancia en exámetro (Em). (Dato: 1 año Luz 9,5 1015 m) A) 4,0 10–1 B) 4,0 101 C) 4,0 100 D) 4,0 10–2 Solución: d = 4,2 año Luz 15 18 1Em 1año Luz 110 m 9,510 m = 4,0 10–2 Em Rpta.: D 8. El radio atómico se define como la distancia media que existe entre los núcleos atómicos de dos átomos que enlazados. Si los radios del cloro (Cℓ), aluminio (Aℓ) y flúor (F) son 0,1 nm, 1,25 Å y 50 pm respectivamente; ordene los elementos en función de su radio atómico creciente. (Dato: 1 Å = 10–10 m) A) F < Cℓ < Aℓ B) Aℓ < Cℓ < F C) F < Aℓ < Cℓ D) Cℓ < Aℓ < F 45 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-II Semana Nº 1 Pág. 94 Solución: radio (Aℓ) = 1,25 Å 101 0 1Å 1 m =1,25 10–10 m radio (Cℓ) = 0,1 nm 91 10 m 1nm = 1,0 10–10 m radio (F) = 50 pm 121 10 m 1pm = 0,50 10–10 m Entonces, ordenando los elementos en función de su radio atómico creciente: F < Cℓ < Aℓ Rpta.: A 9. Debido a los incendios forestales que se han presentado en el mes de agosto del 2019 en la Amazonía, Chile envió aviones cisterna con 3100 L de agua cada uno para mitigar el fuego en un área de 340 km2, la cual se encuentra en la frontera triple de Paraguay, Brasil y Bolivia. Al respecto, calcule el valor del volumen y área en unidades del SI. A) 3,1 101 – 3,4 108 B) 3,1 100 – 3,4 108 D) 3,1 10–1 – 3,4 108C) 3,1 100 – 3,4 105 Solución: V = 3100 L 31m 1000 L = 3,1 100 m3 A = 340 km2 31,0 10 m 1km = 3,40 108 km2 Rpta.: B 10. El cobre (Cu) es uno de los metales más utilizados en el mundo, se utiliza en la fabricación de cables eléctricos y monedas. Al respecto, determine la masa, en unidades del SI, de una pieza de cobre de 50 mm 50 mm 20 mm si su densidad es de 8,92 g/cm3. A) 4,46 10–1 B) 2,23 101 C) 4,46 101 D) 8,92 10–1 Solución: Cu 3 Cu 3 Cu 3 1 Cu 1 cm 1 cm 1 cm V 50 mm 50 mm 20 mm 10 mm 10 mm 10 mm V 50 cm 8,92 g m 50 cm 446g 1 cm 1kg m 446g 4,46 10 kg 1000g Rpta.: A 46 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-II Semana Nº 1 Pág. 95 EJERCICIOS PROPUESTOS 1. La anfetamina es una droga que en el organismo estimula el sistema nervioso central causando euforia, vista borrosa, presión arterial elevada, disminución del apetito, pérdida de peso, entre otros. Al respecto, determine la rama de la química involucrada en el texto. A) Inorgánica B) Analítica C) Fisicoquímica D) Bioquímica Solución: La anfetamina es una droga que al ingresar al de una persona organismo estimula el sistema nervioso central causando euforia, vista borrosa, presión arterial elevada, disminución del apetito, pérdida de peso, entre otros (bioquímica: estudia los efectos de esta sustancia en el organismo). Rpta.: D 2. La acetona es un líquido incoloro, soluble en agua, presenta una densidad de 0,791 g/mL y un calor específico de 0,514 cal/g°C, ambos a 20°C. Además, tiene una temperatura de ebullición de 56°C a 1 atm. Al respecto, determine el número de magnitudes básicas y derivadas mencionadas en el texto. B) 2 y 2 C) 0 y 4 D) 4 y 0A) 1 y 3 Solución: Magnitudes Básicas Magnitudes Derivadas Temperatura (56°C y 20°C) Presión (1 atm) Calor especifico (0,514 cal/g°C) Densidad (0,791 g/mL) Rpta.: A 3. La organización meteorológica mundial, en el 2019, emitió un informe sobre los lugares con los climas más extremos, uno de ellos fue Minnesota en EE.UU. donde la temperatura registrada fue de –55 °C. Por otro lado, en Port Augusta (Australia) se reportó una temperatura de 49°C. Al respecto determine la temperatura más alta en Fahrenheit y la más baja en Kelvin. A) 120,2 – 218,0 B) 322,0 – 67,0 C) 120,2 – 328,0 D) 56,2 – 218,0 Solución: Para la temperatura más alta: T(C) T(F) 32 5 9 49 T( F) 32 5 9 T 12 0,2F Para la temperatura más baja: T(K) = T(°C) + 273 T(K) = – 55 + 273 T = 218 K Rpta.: A 47 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-II Semana Nº 1 Pág. 96 4. El para deportista Rosbil Guillén logró obtener la primera medalla para el Perú en los juegos parapanamericanos 2019 al llegar en primer lugar en la carrera de 1,5 km con un tiempo aproximado de 4,5 minutos. Al respecto, determine la distancia, en hm, y el tiempo, en ms, respectivamente. A) 4,5 101 – 5,1 102 B) 1,5 101 – 2,7 105 C) 3,0 101 – 5,1 102 D) 1,5 10–1 – 2,7 105 Solución: 3 1 2 5 3 1,0 10 m 1hm L 1,5 km 1,5 10 hm 1km 1,0 10 m 60 s 1ms t 4,5 min 2,7 10 ms 1min 1,0 10 s Rpta.: B 5. Durante una práctica de química básica, se coloca en una probeta 200 mL de agua, luego se añade una esfera de cobalto (Co) dando un el volumen finad de 250 mL. Al respecto, determine la masa en unidades del SI de la esfera. (Dato: Co = 8,9 g/cm3) D) 8,90 10+1A) ,45 101 B) 8,90 10–1 C) 4,45 10–1 Solución: Para el incremento de volumen: V = 250 mL – 200 mL = 50 mL Calculando la masa: 3 mCo 1mL 1cm3 1cm 8,9 g 1kg 50 mL 1000g = 4,45 10–1 Rpta.: C 48 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-I Semana Nº 2 Pág. 101 Química EJERCICIOS 1. La materia es todo lo que existe en el universo. Posee masa y volumen, y está en constante movimiento y transformación. Por ejemplo, los planetas, las estrellas, las galaxias, los meteoritos y los asteroides son algunos ejemplos de materia, con respecto a la materia, seleccione la secuencia correcta de verdadero (V) y falso (F). I. Según su composición, la materia se clasifica como sustancias y mezclas. II. Las sustancias tienen composición química definida. III. Los compuestos se descomponen en sus elementos por métodos físicos. A) VVV B) VVF C) VFF D) FVF E) FFV Solución: I. VERDADERO: Según su composición, la materia se clasifica como sustancias (que pueden ser elementales o compuestas) y mezclas (que pueden ser homogéneas y heterogéneas) II. VERDADERO: Los átomos al formar sustancias lo hacen en proporciones definidas, por lo cual, las sustancias presentan una composición química constante y definida. III. FALSO. Un compuesto se descompone mediante métodos químicos para obtener las sustancias elementales que la forman. Rpta.: B 2. En la naturaleza existe una gran diversidad de sustancias y mezclas, muchas de lascuales son analizadas en el laboratorio de química con la finalidad de determinar su composición, para así poder conocer sus probables aplicaciones en beneficio del hombre, así como sus posibles efectos nocivos en los seres vivos, con respecto a la clasificación de las sustancias y mezclas, establezca la correspondencia correcta. a) Anhídrido carbónico (CO2) ( ) sustancia compuesta b) Vino ( ) mezcla homogénea c) Agua turbia ( ) sustancia elemental d) Ozono (O3) ( ) mezcla heterogénea A) adbc B) dcba C) abdc D) bdac E) cabd Solución: a) Anhídrido carbónico (CO2) ( a ) sustancia compuesta b) Vino ( b ) mezcla homogénea c) Agua turbia ( d ) sustancia elemental d) Ozono (O3) ( c ) mezcla heterogénea Rpta.: C 49 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-I Semana Nº 2 Pág. 102 3. En la industria química existen muchas técnicas de separación de mezclas como, por ejemplo, la separación de los componentes del petróleo en las torres de destilación y la centrifugación para separar los componentes de la sangre. Determine las proposiciones correctas respecto a los métodos físicos de separación de mezclas. I. Mediante la filtración se separa el azúcar y el agua. II. El agua y el alcohol etílico (CH3CH2OH) se pueden separar por destilación. III. Por decantación se pueden separar el agua y el aceite. A) Solo I B) I y II C) II y III D) Solo III E) I y III Solución: I. INCORRECTO: El azúcar y el agua no se pueden separar por filtración debido a que forman una mezcla homogénea, como es una solución entre un sólido y un líquido se podrían separar por evaporación. II. CORRECTO: El agua y el alcohol etílico (CH3CH2OH) sí se pueden separar por destilación debido a que forman una mezcla homogénea entre líquidos con diferente temperatura de ebullición. III. CORRECTO: El agua y el aceite sí se pueden separar por decantación debido a que es una mezcla heterogénea cuyos componentes presentan diferentes densidades. Rpta.: C 4. El talio se emplea en medicina para la detección de tumores óseos, también se usa en la fabricación de lentes infrarrojos los cuales permiten observar imágenes en la oscuridad; sin embargo, su uso es limitado por sus efectos nocivos en los seres humanos. A continuación se presentan propiedades que pertenecen al elemento talio, seleccione la alternativa en la cual se mencione una propiedad química. A) Es un metal maleable. B) Su temperatura de fusión es 303,5 °C. C) Su densidad es 11,85 g/mL. D) Se puede cortar fácilmente con un cuchillo. E) Se oxida en presencia de oxígeno. Solución: Propiedad Física: Se observa o se mide sin modificar la composición química de la materia como la maleabilidad, la temperatura de fusión, la densidad y la poca resistencia a ser cortado. Propiedad Química: Se observa o se mide modificando la composición química de la materia como la capacidad para oxidarse frente el oxígeno. Rpta.: E 50 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-I Semana Nº 2 Pág. 103 5. El conocimiento de las propiedades de la materia les permite a los investigadores diseñar nuevos materiales con características cada vez más sorprendentes, tales como el grafeno (variedad del carbono), el cual permitirá en el futuro fabricar pantallas táctiles muy flexibles y a la vez muy resistentes a los golpes. Indique la alternativa que contiene solo propiedades generales de la materia. A) Inercia, volumen, dureza B) Volumen, masa, color C) Ductibilidad, divisibilidad, maleabilidad D) Impenetrabilidad, inercia, masa E) Discontinuidad, ductibilidad, dureza Solución: Las propiedades físicas de la materia pueden ser: Propiedades generales: inercia, volumen, divisibilidad, impenetrabilidad, masa, discontinuidad. Propiedades particulares: dureza, color, ductibilidad, maleabilidad. Rpta.: D 6. Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de materia, es decir su valor depende de la masa, mientras que el valor de una propiedad intensiva es independiente de la masa, por ello, éstas últimas se emplean en la identificación de una sustancia. Determine la alternativa que contiene a una propiedad extensiva y una propiedad intensiva respectivamente. A) Volumen, peso B) Densidad, volumen C) Temperatura de ebullición, conductividad eléctrica D) Capacidad calorífica, temperatura de fusión E) Maleabilidad, densidad Solución: Las propiedades de la materia se clasifican en relación con su dependencia de la masa en: Las propiedades extensivas tienen que ver con la cantidad de materia como el volumen, capacidad calorífica y peso. Las propiedades intensivas son independientes de la cantidad de materia como la temperatura de ebullición, densidad, temperatura de fusión y maleabilidad. Rpta.: D 51 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-I Semana Nº 2 Pág. 104 7. Los estados de la materia más comunes en la tierra son el sólido, líquido y gaseoso, los cuales se diferencian en sus propiedades físicas como el volumen y la densidad, además las partículas que las constituyen presentan diferente grado de interacción entre ellas. Con respecto a los estados de la materia, determine la secuencia correcta de verdadero (V) y falso (F). I. En el estado gaseoso, predominan las fuerzas de atracción. II. Los líquidos tienen forma definida y volumen variable. III. Para que un sólido se funda debe absorber calor. A) VVV B) FVF C) FFV D) FVV E) FVV Solución: I. FALSO: En el estado gaseoso predominan las fuerzas de repulsión. II. FALSO : Los líquidos tienen forma variable y volumen definido. III. VERDADERO: Un sólido se fundirá por calentamiento y pasará a líquido. Rpta.: C 8. La materia experimenta diversos cambios o fenómenos, que se clasifican como físicos, químicos y nucleares. En los cambios físicos no se altera la composición química, en los cambios químicos se altera la composición química y en los cambios nucleares un elemento químico altera su identidad. Seleccione la alternativa que representa a un cambio físico. A) )(2)(2 .. )(2 22 gg EC l OHOH B) )(2)(2 . )(2)(83 435 gggg OHCOOHC C) energíaHeHH 4 2 3 1 1 1 D) energíaNN lg )(2)(2 E) energíanSrXeU 1 0 100 38 135 54 .238 92 3 Solución: A) Cambio químico: )(2)(2 .. )(2 22 gg EC l OHOH B) Cambio químico: )(2)(2 . )(2)(83 435 gggg OHCOOHC C) Cambio nuclear: energíaHeHH 4 2 3 1 1 1 D) Cambio físico: energíaNN lg )(2)(2 E) Cambio nuclear: energíanSrXeU 1 0 100 38 135 54 .238 92 3 52 UNMSM-CENTRO PREUNIVERSITARIO Ciclo 2019-I Semana Nº 2 Pág. 105 Rpta.: D 9. En muchos procesos industriales se requiere aire caliente para elevar la temperatura de una sustancia; por ejemplo, en el secado de los alimentos, se usa el aire caliente para eliminar el agua de las frutas por evaporación. Determine la cantidad de calor en kcal, necesaria para que 50 kg de aire eleve su temperatura de 25 °C a 65 °C durante el proceso del secado de una fruta. Dato: c.e. aire = 0,17 cal/g°C A) 8,4 x 101 B) 1,7 x 101 C) 3,4 x 104 D) 3,4 x 102 E) 1,7 x 10-4 Solución: Q = m x c.e x ΔT ; ΔT = Tf – Ti Q = 50000 g x 0,17 cal/g°C x (65°C – 25 °C) Q = 340000 cal = 340 kcal = 3,4 x 102 kcal Rpta.: D 10. La energía nuclear se emplea actualmente para la generación de energía eléctrica en las centrales nucleares. Dicho proceso requiere agua para enfriar el reactor nuclear debido a la gran cantidad de energía que produce la reacción nuclear de fisión. Determine la energía en Joule que libera 0,4 mg de material radiactivo, si en la desintegración dejo un material residual del 10 %. Dato: c = 3,0 x 108 m/s 1J = 1 kg.m2/s2 A) 3,2 x 1012 B) 3,2 x 1017 C) 3,2 x 1015 D) 3,2 x 1013 E) 3,2 x 1010 Solución: material radiactivo que se desintegra: 0,4 mg x (0,9) = 0,36 mg = 3,6 x 10-7 kg E = m x c2 E = 3,6 x 10-7 kg x ( 3,0 x 108 m/s)2 E = 3,6x 10-7 kg.( 9,0 x 1016 m2/s2) E = 32,4 x 109 J E = 3,24 x 1010 J Rpta.: E EJERCICIOS PROPUESTOS 1. La química tiene por objeto de estudio a la materia, su composición,
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