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PREGUNTAS Y RESPUESTASPREGUNTAS Y RESPUESTAS UNIUNI
Examen de admisión 2019-2
Física y Química
1
Física
PREGUNTA N.º 1
Cuando se conectan 2 resistencias R1 y R2 en serie a una fuente V0=24 V, por las resistencias circula una corriente I1= 0,6 A. Si las resistencias se conectan en paralelo con la misma fuente V0, la corriente total es I2= 3,2 A. Determine el valor de cada resistencia (en W).
A) 20 y 20 B) 10 y 30 C) 40 y 10D) 20 y 35 E) 10 y 35
En el circuito V= IReq
24 3 2 1 2
1 2
=+
,R R
R R
De (I)
243 2
403001 2
1 2= → =, R R
R R (II)
Entonces, de (I) y (II) R1=10 W ; R2=30 W
Respuesta: 10 y 30RESOLUCIÓN
Tema: Circuitos eléctricosCaso 1
0,6 A
R1 R2
24 V
Para el circuito V= IReq
24=0,6(R1+R2)
→ R1+R2=40 (I)
Caso 2
R1
R2
24 V
3,2 A
PREGUNTA N.º 2
Determine la diferencia de potencial (en V) entre los terminales a y d, del arreglo de condensadores mostrado en la figura, si la diferencia de potencial entre los puntos b y c es de 10 V.C1=6 mF; C2=7 mF; C3=5 mF y C4=2 mF
C2
C3
C1 C4a b c d
A) 30 B) 60 C) 90D) 120 E) 150
2
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RESOLUCIÓN
Tema: Capacitores
a b c d
7 mF
5 mF
6 mF 2 mF
Realizamos el equivalente de C2 y C3.
6 mF 12 mF 2 mF
a bq q q
c d
Como están en serie, almacenan la misma cantidad de carga.
Dato
Vbc=10 V
→ q
q12
10 120µ
µ= → = C
Realizamos el equivalente entre a y d.
a d
Ceq= mF4
3
Del dato
Q=CeqVad
→ 1204
3 µ µ= Vad
∴ Vad=90 V
Respuesta: 90
PREGUNTA N.º 3
Una masa de hielo de 600 g a 0 °C se coloca sobre una estufa, que le suministra calor a razón de 200 J cada segundo, determine aproximadamente el tiem-po (en minutos) que demora el hielo en derretirse completamente. Asuma que todo el calor suminis-trado es absorbido por el hielo.Calor latente de fusión del agua L=3,33×105 J/kg
A) 15,2 B) 16,6 C) 17,8D) 20,2 E) 21,5
RESOLUCIÓN
Tema: Fenómenos térmicos
De PQ
t=
→ Pt
= mL
2200 6 3 33 105
=× ×, ,
t
→ t=999 s
∴ t=16,6 min
Respuesta: 16,6
PREGUNTA N.º 4
Un matraz de vidrio que se llena completamente de mercurio a 20 °C, se calienta hasta 100 °C y se de-rrama 6 cm3 de mercurio. Calcule aproximadamente la capacidad del matraz (en cm3) que tenia al inicio. El coeficiente de dilatación lineal de vidrio del matraz es 0,4×10–5 °C–1 y del mercurio es 6×10–5 °C–1.
A) 143 B) 196 C) 223D) 311 E) 446
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3
Física y QuímicaUNI 2019-2
RESOLUCIÓN
Tema: Fenómenos térmicos
VB
20 °C
100 °C
DVVDVHg
VD
Hg
DVV : Incremento del volumen del matraz
VD: Volumen que se derrama
DVHg: Incremento de volumen del Hg
Del gráfico: DVV+VD=DVHg
V0gVDT+VD= V0gHgDT
V0(3×0,4×10 – 5)80+6=V0(3×6×10 – 5)80
∴ V0=446 cm3
Respuesta: 446
PREGUNTA N.º 5
Un tubo en forma de “U” contiene mercurio. Calcule la altura (en cm) de agua que se debe verter en una rama del tubo para que el mercurio se eleve 15 mm de su nivel inicial. Densidad del mercurio: 13,6 g/cm3.
A) 13,6 B) 27,2 C) 40,8D) 54,4 E) 81,6
Considerando las ramas iguales.Si una de ellas sube 15 mm, en la otra su nivel desciende 15 mm respecto del nivel inicial.
Del gráfico
ρ ρA B
agua Hg =
ρ ρH O H O Hg Hg2 2g h g h⋅ = ⋅ ⋅
103 × h = 13 600 × 30 × 10– 3
∴ h=0,408 m
< > 40,8 cm
Respuesta: 40,8 cm
PREGUNTA N.º 6
Calcule aproximadamente la frecuencia umbral (en 1015 Hz) del silicio, si su función de trabajo es 4,8 eV.
(1 eV=1,602×10–19 J; h=6,626×10–34 J · s)
A) 1,16 B) 2,16 C) 3,16D) 4,16 E) 5,16
RESOLUCIÓN
Tema: Presión hidrostática Se pide la altura de la columna de agua para que el mercurio se desplace 15 mm de su nivel inicial.
15 mm15 mm
AA BB
Nivelinicial
agua
h
mercurio
isóbara
RESOLUCIÓN
Tema: Efecto fotoeléctricoPiden hallar en forma aproximada la frecuencia umbral (f0) para el silicio.
Se sabe que esta se obtiene cuando la EC de los fotoelectrones es cero.
De la ecuación del efecto fotoeléctrico
E ECfotón máx���
= + ( )φ0
hf0 =f
→ fh
0
19
34
4 8 1 602 10
6 626 10= =
×( )×
−
−
φ , ,
,
f0=1,16×1015 Hz
∴ f0=1,16
Respuesta: 1,16
4
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PREGUNTA N.º 7
Un objeto de 3 cm de alto está situado a 10 cm de-lante de un espejo convexo, cuyo radio de curvatura es 6 cm. Determine aproximadamente el tamaño (en cm) de la imagen formada.
A) 0,25 B) 0,69 C) 1,28D) 2,61 E) 3,15
RESOLUCIÓN
Tema: Espejos esféricosGraficamos
q=10 cm
f=– 3 cm
iF
ZR(+) ZV(–)
R
hi
hθ
Se verifica que
h
h
ih
ihi
iθ
θθ θ
= → = (I)
Cálculo de i de la ecuación de Descartes
1 1 1f i= +
θ
− = + → =−1
3
1 1
10
30
13ii cm
Finalmente en (I)
hi =
⋅
30
13
103
∴ hi=0,69 cm
Respuesta: 0,69
PREGUNTA N.º 8
Un alambre homogéneo de 50 g de masa y 1 m de longitud conduce una corriente de 2 A en la dirección positiva del eje X. Determine el campo magnético (en T) mínimo necesario para levantar verticalmente este alambre. g=9,81 m/s2.
g
1 m
I
X
Y
A) −0 122, k B) −0 245, k C) 0 245, k
D) 0 490, j E) −0 490, î
RESOLUCIÓN
Tema: Fuerza magnética sobre conductorNos piden el mínimo valor del campo magnético (inducción magnética), para levantar el alambre.
gB
Fmag
X
Z
Y
Fg
1 m
I
La Fmag debe compensar la fuerza de gravedad
del alambre. Aplicando la regla de la palma de la mano izquierda, se deduce que el vector inducción magnética debe estar orientado según el eje – Z.
Del equilibrio Fmag.=Fg
BIL=mg
B(2)(1)=50×10–3×9,8
→ B=0,245T
∴ B= −0 245, k
Respuesta: −0 245, k
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Física y QuímicaUNI 2019-2
RESOLUCIÓN
Tema: Óptica geométrica - RefracciónEn el gráfico nA=1
60°
30°
np=1,5
30°x y
ba
De la ley de Snell (aire - prisma) nAsenx=npsen30 (I)
De la ley de Snell (prisma - aire) npsen30=nAseny (II)
PREGUNTA N.º 9
Un rayo de luz incide sobre la cara de un prisma, cuya sección transversal es un triángulo equilátero ABC, tal como se indica en la figura; su índice de refracción es n = 1,5. Si se observa que la trayectoria del rayo de luz en el interior del prisma es paralela al segmento AC, entonces se cumple
B
E
A
D
C
ba
60°
A) sena = 2senb B) sena =1,5senb C) 1,5sena= senbD) sena = senbE) sena=cosb
De (I) y (II)
x = y → a = b
∴ sena = senb
Respuesta: sena= senb
PREGUNTA N.º 10
Una carga de 1 mC y 0,1 mg de masa se mueve por una trayectoria circular en el plano XY, debido a la acción de un campo magnético de 1 T en la dirección del eje Z. Determine el radio de la órbita circular, en m, si la rapidez de la partícula es de 100 m/s.
A) 5 B) 10 C) 15D) 20 E) 25
RESOLUCIÓN
Tema: Electromagnetismo - Fuerza magnética
q=10–6 C
m=0,1×10–6 kg
Y
X
××
××
RF
M v=10 m/s
B=1 T
A partir de la dinámica circunferencial
F
mv
Rc =
2
qvB
mv
R=
2
R
mv
qB=
R=
× ×
×
−
−
0 1 10 10
10 1
6 2
6
,
∴ R=10 m
Respuesta: 10
6
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PREGUNTA N.º 11
Un bloque de 4 kg de masa se encuentra apoyado sobre un plano inclinado que forma 37° con la horizontal, los coeficientes de rozamiento estático y cinético son 0,8 y 0,5 respectivamente. Una fuerza F que varía con el tiempo, de la forma F=4t+10 (F en N y t en s) actúa sobre el bloque tal como se indica en la figura. Determine aproximadamente la aceleración (en m/s2) con la cual empezará a subir por el plano inclinado. g = 9,81 m/s2
A) 1,23 B) 2,35 F
37°
C) 3,64D) 4,82 E) 5,17
RESOLUCIÓN
Tema: Dinámica rectilínea m=4 kg
fN
F
fmg sen37°
37°
37°
mgcos37°
mg
m 0,50,8
Cuando el bloque se encuentra a punto de deslizar F= fS(máx)+mg sen37° F=mS mg cos37°+ mg sen37° (I)
Un instante después se inicia el deslizamiento de FR=m . a F –fK – mg sen37=m . a F – mK mg cos 37°– mg sen 37°=m . a (II)
(I) en (II) mS mg cos37° – mK mg cos 37°=m . a a= (mS – mK) g cos 37°
Reemplazamos valores. a= (0,8 – 0,5)(9,81)cos37°
a=2,35 m/s2
Respuesta: 2,35
PREGUNTA N.º 12
Un cuerpo de 5 kg de masa se mueve a lo largo del
eje X. Su posición está dada por X(t)=At+Bt2, donde los valores de las constantes A y B son 2 m/s y 4 m/s2 respectivamente. Indique la gráfica que representa la magnitud de la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo en función del tiempo.
A)
10
F(N)
t(s)
B)
20
F(N)
t(s)
C)
20
F(N)
t(s)
40
D)
10
F(N)
t(s)
E) F(N)
t(s)
40
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Física y QuímicaUNI 2019-2
RESOLUCIÓN
Tema: Dinámica rectilínea
m=5 kg
A=2 m/s B=4 m/s2
x
aF
Del dato x(t)=2t+4t2
En general
x x v t a tt
( ) = + +0 0
21
2
Comparamos. v0= +2 m/s a =+8 m/s2
De la 2a Ley de Newton FR=ma
F=5(8) F=40 N
La fuerza es de módulo constante.
Respuesta:
F(N)
t(s)
40
PREGUNTA N.º 13
Una partícula se mueve por una trayectoria circular de radio 8 m, con una rapidez que varía según v=2+21, donde t está en s y v en m/s. Determine el ángulo entre el vector de la aceleración total con su componente normal después de 1 s de iniciado el movimiento.
A) 30° B) 60° C) 45°D) 53° E) 90°
RESOLUCIÓN
Tema: MCUVPiden el ángulo q entre la aceleración resultante a
y su componente normal u
(también llamado aceleración centrípeta).
Con
v = 2 + 2t
Rapidez
inicial
Aceleración
tangencial: at
Se tiene: at=2 m/s2
Luego de 1 s, se determina la rapidez.
Reemplazamos t=1 s → v=2+2(1)=4 m/s
Con esta rapidez se determina la aceleración centrípeta:
a
v
rm scp = = =
2 224
82 /
Graficamos
acp=2 m/s2
aq
at=2 m/s2
t=1 s
Notar que a
forma q=45° con su componente normal.
Respuesta: 45°
8
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PREGUNTA N.º 14
Un cuerpo se lanza hacia arriba desde una altura de 5 m. El tiempo que demora en llegar al suelo desde la altura máxima es de 3 s. Calcule aproximadamente el tiempo (en s) que demoró en alcanzar su altura máxima, g = 9,81 m/ s2
A) 2,5 B) 2,6 C) 2,7D) 2,8 E) 2,9
RESOLUCIÓN
Tema: MVCL
Piden el tiempo t que le lleva alcanzar su altura máxima luego de ser lanzado.
Grafiquemos
v=0
v0
t
3 s
5 m
t d
H
Con t=3 s y v0=0
Determinamos H.
H v t= + × ×021
29 81 3,
H=44,145 m
Luego de la gráfica, calculamos
d=H – 5=44,145 – 5
d= 39,145 m
PREGUNTA N.º 15
Dada la ecuación dimensionalmente correcta E=xFv, determine la dimensión de x si E es energía, F es fuerza y v es velocidad.
A) M B) L C) T
D) ML E) LT
RESOLUCIÓN
Tema: Análisis dimensionalPiden [x]
Se tiene: E=xFv
[E]= [x][F][v] (I)
Donde
E F d F d[ ]= [ ]=
= ×[ ]= [ ][ ]energía
Trabajo
mecánico
v
d
t
d
t[ ]=
=[ ][ ]
Reemplazamos en (I).
F d x F
d
t[ ][ ]= [ ][ ]
[ ][ ]
Simplificamos. [x]= [t]=T
Respuesta: T
Finalmente, en el tramo en que desciende d se determina t.
d gt= +01
2
2
39 1459 81
2
2,,
= t
t=2,82 s
Respuesta: 2,8
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RESOLUCIÓN
Tema: Intensidad sonoraPiden potencia de la fuerza: P
Se sabe
B
I
I=
100
log
Con I0=10−12 W/m2
→ 100 1010 12
=
−
logI
Resolvemos.
I=10–2 W/m2
Además, recuerde que
I
P
A= = Potencia
Área
Con: A=4p r2; r=2 m
10
4 2
2
2
−=
( )
P
π
→ P=16p ×10–2 W
Respuesta: 16p×10–2
PREGUNTA N.º 17
Un péndulo simple tiene un periodo T cuando oscila en la Tierra. Cuando se pone a oscilar en un planeta B, el periodo resulta ser T/2. Calcule el cociente de la gravedad de la Tierra entre la gravedad del planeta B si la longitud del péndulo es .
A) 1
4 B)
1
2 C) 1
D) 2 E) 4
RESOLUCIÓN
Tema: Péndulo simpleEl periodo para un péndulo simple viene dado por
TL
g= 2π
En el planeta Tierra
TgTT
= 2π
(I)
En el planeta B
TT
gBB
= =2
2π
(II)
Piden gT / gB.
Dividimos (II) y (I).
T
T
g
g
22
2
=
π
π
B
T
1
2=
g
gT
B
∴ g
gT
B
=1
4
Respuesta: 1
4
PREGUNTA N.º 16
El nivel de sonido a 2 m de una fuente sonora que emite ondas acústicas homogéneamente en todas las direcciones es 100 dB. La potencia de la fuente (en W) es
A) 1
1610 2
π× − B)
16
310 2π
× − C) 8
310 2π
× −
D) 8p×10–2 E) 16p×10–2
10
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PREGUNTA N.º 18
Sobre una recta se colocan consecutivamente 10 partículas puntuales e idénticas, separadas una distancia de 1 m una de la otra. Sobre la recta se acerca otra partícula idéntica a las anteriores con una rapidez de 10 m/s. Calcule el tiempo (en s) que transcurre desde que se produce el primer choque hasta el último si todos los choques son completamente inelásticos.
A) 5 B) 5,1 C) 5,2D) 5,3 E) 5,4
RESOLUCIÓN
Tema: ChoquesSegún el problema
...
v=10 m/s
primera
esfera
décima
esfera
1 m 1 m 1 m
Durante el primer choque
v
v1
P P a.ch. d.ch.=
mv=2mv1
v=2v1
→ vv
12
=
Luego, del MRU d=vt
1=v1t1
12
1=vt
→ tv
1
2=
Durante el segundo choque
v2
v1
P P a.ch. d.ch.=
2mv1=3mv2
→ vv
23
=
Luego, del MRU d=vt
13
2=vt
→ tv
2
3=
Por lo que el tiempo para el último choque será t= t1+ t2+ t3+...+ t9
tv v v v
= + + + +2 3 4 10
...
tv
= =54 54
10
∴ t=5,4 s
Respuesta: 5,4
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RESOLUCIÓN
Tema: Conservación de la energía
Fg
g
v=0
v=3 m/s
hmáx
Según el dato del problema
WFg= – 0,9 J
– Fgh= – 0,9 J
mgh=0,9
Por otro lado EM(I)=EM(F)
EC=EPG
1
2
2mv mgh=
1
23 0 9
2m( ) = ,
∴ m=0,2 kg
Respuesta: 0,2
PREGUNTA N.º 20
El peso de un cuerpo en la superficie de la Tierra es de 625 N. Calcule aproximadamente a qué altura (en km) su peso es de 576 N. Considere el radio de la Tierra 6370 km. (g=9,81 m/s2).
A) 65 B) 165 C) 265D) 365 E) 465
RESOLUCIÓN
Tema: Gravitación universalPiden A
P
MRT h
gP
En la superficie de la Tierra
FGM
Rg
T
= =2
625 N (I)
En el punto P, a una altura h
FGM
R hgP
=+
=( )T
N2
576 (I)
Dividimos (I)÷ (II).
GM
R
GM
R hT
T2
2
625
576
( )+
=
1625
576
2
+
=h
RT
1
6370
625
576
2
+
=
h
∴ h=265 km
Respuesta: 265
PREGUNTA N.º 19
Un cuerpo se lanza hacia arriba con una rapidez de 3 m/s. Calcule la masa del cuerpo (en kg) si el trabajo que realiza la fuerza gravitatoria desde que se lanzó el cuerpo hasta que llega a su altura máxima es – 0,9 J.(g=9,81 m/s2)
A) 0,1 B) 0,2 C) 0,3D) 0,4 E) 0,5
12
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QUíMica
PREGUNTA N.º 21
A 100 mL de una solución de HCl(ac) 1,0 M se le adicionan 100 mL de solución de NaOH 0,5 M. ¿Cuál es el pH de la mezcla resultante?
A) log2 B) log3 C) log4D) log5 E) log6
Inicial50
mmol (R.L.)
100 mmol (R.E.)
Cambio neto
50 mmol
50 mmol
→ 50 mmol
50 mmol
Final 050
mmol(exceso)
50 mmol
50 mmol
1 NaOH+1HCl → 1NaCl+1H2O
En Molaridad mmol
mLα = =
5 0
20 0
1
4M
El HCl es ácido fuerte, se ioniza completamente.
1HCl(ac) → 1H1+(ac)+1Cl1–
(ac)
1
4
1
4
1
4
GeneráM M M →
Luego el pH
pH=logH
1 1
1
4
41+[ ]
= = =log log
Respuesta: log4
RESOLUCIÓN
Tema: Teoría Ácido - BaseNos piden el pH de la mezcla resultante.
Esquematizamos los datos de las soluciones.
100 mL HClNaClH2O
100 mL 200 mL
HCl1,0M
NaOH0,5M
RESULTA
(exceso)
Vsol
nHClMolaridad= (a)
Antes de mezclar calculamos el nsto.=MVsol.
mmol mL
nHCl mol
L m L=100 mmol= ×
1100
nNaOHmol
L m L=50 mmol= ×0 5 100,
En la reacción de neutralización, determinamos R.L. y R.E.
PREGUNTA N.º 22
En un reactor químico de 5 L se tiene una mezcla en equilibrio formada por 3,22 g de NOBr; 3,08 g de NO y 4,19 de Br2. Calcule el valor de Kp para el sistema en equilibrio a 100,4 °C: 2NOBr(g) 2NO(g)+Br2(g)Masas molares (g/mol):NOBr=109,9; NO=30; Br2=159,8 R=0,082 atm·L / mol ·K
A) 2 B) 3 C) 4D) 5 E) 6
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Física y QuímicaUNI 2019-2
RESOLUCIÓN
Tema: Equilibrio químicoNos piden el valor Kp
Entonces usaremos Kp=Kc(RT)Dn (a)
Para calcular Kc se necesita la concentración molar
[ ]( )= =n
V
n
5 L
mol
ambosson datos
g
g/moln
m
m=
Analizamos el equilibrio químico.
2NOBr(g) 2NO(g)+Br2(g) → Dn= (2+1)–2=1
m 3,22 g 3,08 g 4,19 g
n 0,0,29 mol 0,103 mol 0,026 mol
[ ] 0,029/5 M 0,103/5 M 0,026/5 M
La expresión de Kc
Kc
NO Br
NOBr=[ ] [ ][ ]
22
2
Reemplazamos valores numéricos.
Kc =
=
0 103
5
0 026
5
0 029
5
0 066
2
2
, ,
,,
Además
∆ =
= + =
n
T
1
100 4 273 373 4, , K
En (a)
Kp= (0,066)(0,082×373,4)1=2
Respuesta: 2
PREGUNTA N.º 23
En un recipiente de 5 L se introduce una mezcla de 2 moles de N2(g) y 6 moles de H2(g), llevándose a cabo la siguiente reacción química a una determinada temperatura: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
Si al llegar al equilibrio se determina que hay 0,46 moles de NH3(g), determine el valor de Kc a la misma temperatura.
A) 1,2×10– 4 B) 1,2×10–3 C) 2,0×10–3
D) 2,0×10–2 E) 2,0×10–1
RESOLUCIÓN
Tema: Equilibrio químicoNos piden Kc.
Esquematizando los datos, tenemos
N2
H2
N2
H2
NH3
2 moles
6 moles
V=5 L(inicial)
V=5 L(equilibrio químico)
0,46 moles
se calcula porestequiometría?
?
ninicial 2 moles 6 moles 0
ncambio neto
0,23 moles 0,39 moles → 0,46 moles
nequilibrio 1,77 moles 5,31 moles 0,46 moles
1N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
1 77
5
5 31
5
0 46
5
, , ,M M M
Tenemos la expresión de Kc
Kc
NH
N H=
[ ][ ][ ]
32
2 23
14
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Reemplazando obtenemos
Kc =
0 46
5
1 77
5
5 31
5
2
3
,
, ,
Kc=2×10 – 2
Respuesta: 2×10 – 2
PREGUNTA N.º 24
En el siguiente gráfico se muestra la solubilidad de tres sales en agua en función de la temperatura.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
10 20 30 40 50 60 70 80 90
A
B
C
Temperatura (°C)
So
lubili
dad
(g d
e s
al en
10
0 g
de H
2O
)
Al respecto, ¿cuáles de las siguientes proposiciones son correctas?I. A 30 °C, la sal B es más soluble que C.II. Con un aumento de temperatura, aumenta la
solubilidad de las sales B y C.III. La disolución de 45 g de la sal A en 100 g de
agua a 30 °C forma una solución insaturada.
A) solo I B) solo II C) solo IIID) I y II E) I, II y III
RESOLUCIÓN
Tema: SolucionesNos piden determinar las proposiciones correctas con los datos que figuran en el gráfico.
0
10
20
30
40
10 20 30 40
A Curvas de
solubilidad
de tres sales
(A, B, C)B
C
Temperatura (°C)
So
lubili
dad
(g d
e s
al en
10
0 g
de H
2O
)La curva de solubilidad corresponde a soluciones saturadas de cada soluto (A, B, C).Entonces analizando cada proposición:I. Incorrecta
A T=30° C solubilidad de C > solubilidad de B
II. Correcta
Del gráfico para las tres sales
solubilidad (S) temperaturarelación directa
→
III. Incorrecta: Analizamos la información.
45 g(s)A(s)
Inicial Final
100 g100 mL
se agita A(ac)
5g de A(s)cristalizado
soluciónsaturada
conprecipitado
40 g de A100 g de H2O
SA30 °C=
H2O()
T=30 °Ca
Respuesta: solo II
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PREGUNTA N.º 25
El ácido acético puro, CH3COOH, es un líqui-do que tiene una densidad de 1,049 g/mL a 25 °C. Calcule la concentración molar de una solu-ción que resulta al mezclar 10 mL de ácido acético con suficiente cantidad de agua para obtener 125 mL de solución.Masa molar de CH3 COOH=60 g/mol
A) 0,40 B) 0,70 C) 0,85D) 1,40 E) 2,40
RESOLUCIÓN
Tema: SolucionesNos piden la concentración molar de la solución.
Esquematizamos el proceso.
Vsol=125 mL
0,125 L
V=10 mLCH3COOH()
(había)
H2O()
Datos:• DCH3COOH=1,049 g/mL
• MCH3COOH=60 g/mol
Por el concepto de molaridad
Mn
v
m
M V= =
×
sto
sol
sto
sto sol
(*)
Calculamos la masa de soluto a partir de la densidad.
Dm
Vm D V= → = × = ×sto
g
mL mL1 049 10,
=10,49 g
PREGUNTA N.º 26
La corrosión es el deterioro electroquímico de un material debido a la interacción de este con su entorno. Con respecto a este fenómeno, determine la secuencia correcta después de determinar si las proposiciones son verdaderas (V) o falsas (F).I. El zinc se corroe en presencia de una solución
de Cu(ll).II. La barra de plomo no se corroe cuando se coloca
en una solución de Fe(II).III. La barra de cobre se corroe cuando se coloca
en una solución de Fe(II).Potenciales estándar de reducción (en voltios).
E°(Zn2+ / Zn)= – 0,76
E° (Cu2+ / Cu)= +0,34
E°(Fe2+ / Fe)= – 0,44
E°(Pb2+ / Pb)= – 0,13
A) VVV B) VFV C) VVFD) FFF E) FVF
RESOLUCIÓN
Tema: Celda galvánicaLa corrosión es definida como el deterioro de un material como consecuencia de un ataque que puede ser electroquímico para el caso de los metales.
Ordenando los potenciales estándar de reducción obtenemos
aumenta
fuerza
oxidante
Cu2+/Cu
Pb2+/Pb
Fe2+/Fe
Zn2+/Zn
En presencia de los demás iones
metálicos, el Zn se oxida por su
baja E° reducción
–0,76
E° (V)
+0,34
–0,13
–0,44
Reemplazamos en (*).
M =×
=10 49
60 0 1251 4
,
,, mol/L
Respuesta: 1,40
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PREGUNTA N.º 27
Respecto a la lluvia ácida, indique la secuencia correcta después de determinar si las proposiciones dadas son verdaderas (V) o falsas (F):I. Los óxidos de azufre y los de nitrógeno originan
las lluvias ácidas.II. Todos los gases expulsados por las industrias
al estar en contacto con el agua de lluvia se transforman en lluvia ácida.
III. La lluvia ácida es corrosiva tanto para metales como materiales de construcción calcáreos.
A) VVV B) VVF C) VFVD) FFV E) FVF
RESOLUCIÓN
Tema: Contaminación ambientalLa acidez de algunas precipitaciones se debe a la presencia de los ácidos sulfúrico y nítrico, que se forman por la combinación de óxidos de azufre y nitrógeno, los cuales son liberados en la atmósfera por las industrias y el parque automotor, entre otros.
Analizamos las proposiciones.I. Verdadero
Las actividades antropogénicas principalmente liberan como subproductos de sus procesos al óxido de azufre y nitrógeno, los cuáles al estar en contacto con la humedad del aire generan la lluvia ácida.
SOx+H2O → H2SO4
NOx+H2O → HNO3
II. Falso
Todos los gases al combinarse con el agua no generan ácidos fuertes, esta propiedad solo la presentan los óxidos del azufre y nitrógeno.
III. Verdadero
Entre las consecuencias de la lluvia ácida tenemos las siguientes:• Muerte de grandes extensiones de bosques.• Acidificación de suelos, lagos, etc.
(Disminución del pH).• Deterioro de materiales calcáreos (mármol),
corrosión del hierro, etc.
Respuesta: VFV
Recordamos
A mayor potencial
de reducción
Mayor facilidad
para reducirs→
ee
Analizamos las proposiciones.
I. Correcta
Por su mayor potencial de reducción, el Cu2+ oxida al Zn metálico.
Cu2+
Zn2+
Zn
II. Correcta
El plomo presenta mayor potencial de reducción, por lo tanto, el hierro no corroe al plomo.
III. Incorrecta
Debido a su mayor potencial de reducción, el cobre no se corroe cuando se coloca en una solución de Fe(II).
Respuesta: VVF
PREGUNTA N.º 28
Los compuestos orgánicos presentan isomería. Al respecto, indique la secuencia correcta después de determinar si las proposiciones son verdaderas (V) o falsas (F):I. Los alcanos presentan isomería de cadena.II. El 1,2 - dimetilciclobutano y el 1,3 - dimetilciclo-
butano son isómeros geométricos.III. El etanol y el éter metílico son isómeros de
función.
A) FFV B) VFF C) FVFD) VVV E) VFV
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RESOLUCIÓN
Tema: Química orgánicaLos isómeros son compuestos diferentes con la misma fórmula molecular. En los compuestos orgánicos, hay varias formas de isomería.
I. Correcta
Los isómeros de cadena son isómeros que difieren en la secuencia de enlaces, es decir, la forma como están conectados sus átomos, por ejemplo, analicemos 2 alcanos.
CH3
CH3
n-butano isobutano
CH2 CH2 CH3CH3 CH CH3
Fórmula: C4H10 C4H10 molecular
Ambos presentan la misma fórmula molecular, pero diferentes estructuras, por lo tanto, son isómeros.
II. Incorrecta
Los isómeros geométricos son aquellos que solo se diferencian en la orientación espacial de sus átomos, pero sus átomos se encuentran enlazados en el mismo orden.
Para las estructuras mencionadas tenemos
1,3-dimetilciclobutano
CH3
CH3
1,2-dimetilciclobutano
CH3 CH3
PREGUNTA N.º 29
Una de las semireacciones de la electrólisis del agua es2H2O() → O2(g)+4H+
(ac)+4e–
Si se recogen 0,076 L de O2 a 25 °C y 755 mmHg, ¿qué carga eléctrica (Faraday) tuvo que pasar a través de la solución?R=0,082 atm·L/mol ·KF=96 500 Coulomb/mol e–
A) 0,0035 B) 0,0062 C) 0,0123D) 0,0242 E) 0,0361
Los compuestos cíclicos, debido a su rigidez, presentan isomería geométrica. En este caso no existe debido a que los sustituyentes no se encuentran en carbonos consecutivos.
III. Correcta
Los isómeros de función presentan grupos funcionales diferentes, pero poseen la misma fórmula molecular.
CH3 – CH2 – OH CH3 – O – CH3 etanol éter metílico Fórmula : C2H6O C2H6O molecular
Función : Alcohol Éter Química
Ambas compuestos son isómeros de función.
Respuesta: VFV
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RESOLUCIÓN
Tema: ElectrólisisA partir de la electrólisis del agua se obtiene gas oxígeno (O2) en el ánodo que se recogen en un recipiente.
O2O2V=0,076 L
T=25 °C=298 K
P=755 mmHg
R=×
×0 082,
atm L
mol K
R=×
×62 4,
mmHg L
mol K
Calculamos las moles del gas oxígeno.
nPV
RT= =
×
×=
755 0 076
62 4 2980 00308
,
,, mol
En la semirreacción de la electrólisis del agua tenemos
2 1 4 42 2H O O H eg ac( ) ( ) ( )+ −
→ + +���
�
1 mol 4 F 0,00308 mol q
∴ q=0,0123 F
Respuesta: 0,0123
Potenciales estándar de reducción (en voltios)Eº (Cl2/Cr–)= +1,359
Eº (I2/I–)=+0,536
Eº (Ni2+/Ni)= – 0,280
Eº (Ce4+/Ce3+)= +1,610Son correctas
A) solo I B) solo II C) solo IIID) II y III E) I, II y III
RESOLUCIÓN
Tema: Celda galvánicaA partir de las reacciones globales y los potenciales estándar tenemos
Celda (A)
Cl2(g)+2I –(ac) → 2Cl –(ac)+ I2(s)
Cl2+2e – → 2Cl – E°red =1,359 V
E°OX = – 0,536 V
E°celda= +0,823 V
2I– → I2+2e–
Celda (B)
Ni(s)+2Ce4+(ac) → Ni2+(ac)+2Ce3+
(ac)
Ce4++1e – → Ce3+ E°red =1,61 V
E°OX =0,28 V
E°celda= +1,89 V
Ni → Ni2++2e–
Analizamos las alternativas.I. Incorrecto
El voltaje de la celda A es menor que el de la de celda B.
II. Correcto
Como E°celda (A)>0, la reacción redox (reducción y oxidación) será espontánea.
III. Correcto
Según el diagrama de la celda (B)
Ni Ni ||Ce Ce Ptánodo
(ac)2+ 4+
cátodo| , |3+
el Pt es un electrodo inerte.
Respuesta: II y III
PREGUNTA N.º 30
Se tiene las siguientes reacciones globales en las celdas galvánicas A y B, respectivamente:Cl2(g)+2I –(ac) → 2Cl –(ac)+ I2(s) (celda A)
Ni(s)+2Ce4+(ac) → Ni2+(ac)+2Ce3+
(ac) (celda B)
A continuación se presentan las siguientes propo-siciones:I. El voltaje de la celda A es mayor que la de B.II. En la celda A la reacción de oxidación de los
iones yoduro es espontánea.III. El cátodo de la celda B es inerte.
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PREGUNTA N.º 31
Indique el estado de oxidación de cada uno de los elementos subrayados en las siguientes especies químicas:BaO; K2Cr207; H3PO4Números atómicos:H=1; P=15; O=16; K=19; Cr=24; Ba=56
A) +1, +6, +5B) +2, +6, – 5C) +1, – 6, +5D) +2, +3, +5E) +2, +6, +5
RESOLUCIÓN
Tema: Nomenclatura inorgánicaEl estado o número de oxidación (EO) es la carga re-lativa de un átomo en un compuesto. En compuestos iónicos es carga real y en compuestos moleculares es carga aparente.
En general tenemos queEO(H)=+1 EO(O)= – 2
Además, EOmetal
IAvalor único
= + ( )1
En un compuesto se cumple que
EO=0∑
En las especies químicas tenemos
I. BaO–2+2
II. K2Cr2O7
+6 –2+1
III. H3PO4
+5 –2+1
Por lo tanto, el estado de oxidación de los elementos subrayados son +2, +6, +5.
Respuesta: +2, +6, +5
PREGUNTA N.º 32
Si A representa a un átomo central con dos pares de electrones no compartidos y B representa a un átomo unido por un enlace simple al átomo A, ¿cuál es la geometría molecular de la especie AB2?
A) linealB) angularC) plana trigonalD) pirámide trigonalE) tetraédrica
RESOLUCIÓN
Tema: Geometría molecularLa geometría molecular indica la disposición espacial de los átomos de una molécula alrededor de un átomo central donde los pares libres de electrones influyen debido a la repulsión eléctrica.
La fuerza de repulsión de
Par e–
libre>
Par e–
enlazante
En la especie química AB2, el átomo central es A, tiene 2 pares de electrones libres y se enlaza con B formando enlace simple.
A
B B
Debido a la repulsión de los e– libres forma una geometría molecular angular.
Respuesta: angular
20
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PREGUNTA N.º 33
Se tiene un elemento X, que al reaccionar con el oxígeno forma el compuesto XO y al reaccionar con el ácido clorhídrico forma el compuesto XCl2. Asimismo, la configuración electrónica de X en ambos compuestos es igual a la del neón.Al respecto, indique la alternativa correcta, después de determinar si las proposiciones son verdaderas (V) o falsas (F):I. El elemento X se encuentra en el tercer período
de la Tabla Periódica Moderna.II. El átomo del elemento X presenta 8 electrones
de valencia.III. El elemento X es más electronegativo que el
cloro.Números atómicos: Ne=10; Ce=17
A) VFV B) VFF C) VVFD) FVF E) FVV
II. Falso
12X0: 1s2 2s2 2p6 3s2
nivel devalencia
∴ N.° de electrones de valencia=2
III. Falso
12X0: 1s22s22p63s2 → Pertenece al 3.er periodo,
IIA. Es un metal alcalino térreo.
17Cl0: [10Ne] 3s2 3p5 → Pertenece al 3.er periodo;
VIIA. Es un halógeno.
Por lo tanto, la electronegatividad
Halógeno > metal alcalino térreo
Cl X� �� �� � ���� ����
Respuesta: VFFRESOLUCIÓN
Tema: Tabla periódica moderna• El elemento X, al combinarse por separado con
oxígeno y el soluto de ácido clorhídrico
X + O2 → X O
óxido
+ −2 2��� ��
X + HCl → X Cl
sal
+ −221
��� ��
• Indican: X+2 tiene la misma configuración del
10Ne
10Ne: 1s22s22p6 < > ZX
+2
#e Zs
−= −
10
2
Z=12
I. Verdadero
12X0: 1s22s22p63s2
∴ N.° periodo=último nivel de energía=3
PREGUNTA N.º 34
El cloruro de magnesio, MgCl2, es un compuesto que se utiliza como desecante de solventes orgánicos. En el laboratorio, se obtiene a partir de la siguiente reacción química: Mg(s)+2HCl(ac) → MgCl2(ac)+H2(g)
Respecto a las siguientes proposiciones:I. El magnesio en el MgCl2 es isoelectrónico al neón.II. El cloro en el MgCl2 presenta una configuración
electrónica [Ne]3s23p6
III. El magnesio atómico presenta una configuración electrónica [Ne]3s23p5
Números atómicos: Ne=10; Mg=12; Cl=17Son correctas
A) solo I B) solo II C) I y IIID) I y II E) I, II y III
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RESOLUCIÓN
Tema: Configuración electrónicaEn la reacción química Mg(s)+2HCl(ac) → MgCl2(ac)+H2(g)
El MgCl2 es un compuesto iónico, constituido por
Mg+2 y Cl–1
I. Verdadero
La configuración electrónica del ion magnesio es
12Mg+2: 1s2 2s2 2p6
La configuración electrónica del neón es
10Ne: 1s2 2s2 2p6
Por tener la misma configuración electrónica y el mismo número de electrones, el Mg+2 y el Ne son isoelectrónicos.
II. Verdadero
La configuración electrónica del ion cloruro es
17Cl–1: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 < > [10Ne] 3s2 3p6
III. Falso
La configuración electrónica del magnesio neutro es
12Mg: 1s2 2s2 2p6 3s2 < > [10Ne] 3s2
Por lo tanto, son correctas I y II.
Respuesta: I y II
PREGUNTA N.º 35
¿Cuáles de los siguientes fenómenos presentados son físicos?I. metabolismo de los alimentos.II. volatilidad del éter metílico.III. oxidación del metano por acción del oxígeno
molecular.
A) solo I B) solo II C) solo IIID) I y III E) I, II y III
RESOLUCIÓN
Tema: MateriaEl fenómeno físico es el cambio que experimenta la materia sin alterar su composición química. Se caracteriza por ser un proceso reversible.
Ejemplo
• Los cambios de estado de la materia como vaporización (volatilidad), condensación, subli-mación, etc.
• disolución• molienda
El fenómeno químico es el cambio que experimenta la materia alterando su composición química. Se caracteriza por ser un proceso irreversible.
Ejemplo
• combustión• corrosión (oxidación)• digestión de los alimentos (metabolismo)• fermentación
Por lo tanto, un fenómeno físico es solo II.
Respuesta: solo II
PREGUNTA N.º 36
En un laboratorio se desarrolla el análisis químico para determinar la masa contenida de KClO3 en cierto mineral. Para ello se calienta el mineral y se produce la siguiente reacción:
2KClO3(s) → 2KCl(s)+3O2(g)
El O2(g) generado se mide y ocupa un volumen de 0,67 L a 20 °C y 756 mmHg. Calcule la masa (g) de KClO3 contenidos en la muestra mineral.
Masas molares (g/mol):
O2=32; KClO3=122,5
R=2,4 mmHg · L/mol · K
A) 1,23 B) 1,85 C) 2,26D) 2,77 E) 2,92
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RESOLUCIÓN
Tema: Estequiometría
En la reacción química
2KClO3(s) → 2KCl(s)+3O2(g)
Piden
mKClO3
Para el O2
P=756 mmHg
V=0,76 L
T=20 °C < > 293 K
nPV
RTO2
=
=×
×
756 0 76
62 4 293
,
,
=0,0277 mol O2
Según la ley de Proust
2 33 2 mol KClO mol O� ��� ���
→
2×122,5 g
mKClO3 0,0277 mol O2
∴ mKClO3=× ×2 122 5 0 0277
3
, , g
=2,26 g
Respuesta: 2,26
RESOLUCIÓN
Tema: Estado sólidoDe acuerdo al ordenamiento de las partículas, los sólidos son los siguientes:
Sólidos cristalinos Sólidos amorfos
• Presentan un orden regular de sus partí-culas en el espacio.
• Poseen punto de fusión definido.
• Son anisotrópicos.
• No presentan un orden regular de sus partículas en el espacio.
• No poseen punto de fusión definido.
• Son isotrópicos.
Los tipos de sólidos cristalinos son los siguientes:
SólidoPartículas
de cristal
Tipo de
interacciónEjemplos
iónicoc a t i o n e s y aniones
iónico NaCl, CaCO3
covalente atómico
átomos neutros
covalentediamante (C), grafito (C), SiO2
molecular moléculasintermolecu-lares
H2O(s), CO2(s)
metálicocationes metá-licos rodeados por un mar de e–
metálicos Na, Ca, Fe
Por lo tanto, las proposiciones I, II y III son verdaderas (VVV).
Respuesta: VVV
PREGUNTA N.º 37
Respecto a los sólidos, indique la secuencia correcta después de determinar si la proposición es verdadera (V) o falsa (F).I. Considerando el ordenamiento de las partículas,
los sólidos se clasifican en cristalinos y amorfos.II. En un sólido amorfo las partículas no presentan
un ordenamiento geométrico.III. En función a las fuerzas de enlace, los sólidos
cristalinos pueden ser iónicos, metálicos, covalentes atómicos y covalentes moleculares.
A) VFV B) VVF C) FVVD) VVV E) FFV
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PREGUNTA N.º 38
En la figura se muestra el diagrama de fases de una sustancia.
A
X Y
pre
sió
n (
atm
)
temperatura (°C)
Respecto a las siguientes proposiciones:I. En el punto A, las 3 fases se encuentran en
equilibrio.II. En el punto X, la sustancia se encuentra en el
estado sólido.III. El cambio en el cual la sustancia pasa del estado
X al estado Y se denomina congelación.son correctas
A) solo I B) solo II C) solo IIID) I y II E) I, II y III
RESOLUCIÓN
Tema: Diagrama de fases
P(atm)
T(°C)
líquido
gas
x y
Asólido
I. Correcto
El punto A corresponde al punto triple, en ella las tres fases (sólido, líquido y gaseoso) están en equilibrio.
II. Correcto
En el punto x, la sustancia se encuentra en el estado sólido; mientras que en el punto y, la sustancia se encuentra en el estado líquido.
PREGUNTA N.º 39
Para analizar el poder calorífico de una mezcla formada por 60 moles de propano y 40 moles de butano, se llevan a cabo las siguientes reacciones de combustión (sin balancear), en un reactor de volumen constante: C3H8(g)+O2(g) → CO2(g)+H2O(g)
C4H10(g)+O2(g) →CO2(g)+H2O(g)
Para asegurar la combustión completa, el reactor contiene 20 % en exceso de oxígeno. Si al finalizar la reacción el número de moles en el reactor aumentó en 5 %, y considerando el mismo rendimiento para ambas reacciones, calcule el rendimiento (%) de las reacciones.Masa atómica: H=1; C=12; O=6
A) 32,1 B) 43,9 C) 65,4D) 89,5 E) 99,9
RESOLUCIÓN
Tema: Estequiometría
C3H8
O2
C4H10
CO2
H2OO2
(exceso)
ntotal=n+5%n
ntotal=1,05n
ntotal=n
60 mol
40 mol
Con 20%en exceso
INICIO FINAL
Sean las reacciones de combustión
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O %R
1 mol 5 mol 3 mol 4 mol
60 mol 300 mol 180 mol 240 mol
nCO2+nH2O=420 mol (teórico)
nCO2+nH2O=420 R (real)
III. Incorrecto
El cambio de estado x al estado y (sólido a líquido) se denomina fusión.
Respuesta: I y II
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PREGUNTA N.º 40
Una pastilla de aspirina contiene 0,5 gramos de ácido acetilsalicílico (C9H8O4). Teniendo en cuenta la siguiente reacción química balanceada:
C6H4OHCOOH(s)+CH3COOH() →
C9H8O4(s)+H2O()¿cuántas pastillas se obtendrán con 69 gramos de ácido salicílico (C6H4OHCOOH) y 69 gramos de ácido acético (CH3COOH)?Masas atómicas: H=1; C=12; O=6
A) 138 B) 180 C) 317D) 414 E) 497
RESOLUCIÓN
Tema: Estequiometría1 pastilla de aspirina contiene 0,5 g de ácido acetilsalicílico (C9H8O4).
Tenemos N.º de pastillas de aspirina=x=?
ácido salicílico → m=69 g (C6H4OHCOOH)
ácido acético → m=69 g (CH3COOH)
Calculamos la masa total de ácido acetilsalicílico (C9H8O4) mT
C H OHCOOH CH COOH C H O +H Os s6 4
138
3
60
9 8 4
180
2
M M M=
( )
=
( ) ( )
=
( )+ → 1
138
mol
g69 g
1
60
mol
g69 g
1
180
mol
gmT
Como hay datos de masa de los 2 reactantes, se determina primero el reactivo limitante (RL).
En forma práctica, se calcula r para cada reactante.
r =cantidad dato
cantidad estequiométrica
C6H4OHCOOH → r = = ( )69
1380 5
g
gmenor,
CH3COOH → r = = ( )69
601 15
g
gmayor,
El (RL) es el C6H4OHCOOH ya que posee el r más bajo y con su dato se calcula la masa del producto (mT).
mT =( )( )
=69 180
13890
g g
g g
Finalmente, tenemos
N.º de pastillas
de aspirina= = = =x
mT
0 5
90
0 5180
, ,
Respuesta: 180
C4H10 + 13/2 O2 → 4CO2 + 5H2O %R
1 mol 6,5 mol 4 mol 5 mol40 mol 260 mol 160 mol 200 mol
nCO2+nH2O=420 mol (teórico)
nCO2+nH2O=420R (real)
Para el O2
n n nO O
necesario
O
exceso(
2 2 2300 260 20 560
560 112
= + = +( )+ ( )� �� ���
%
eexceso)
mol� �� ��
= 672
Luego ntotal inicio=n=60+40+672=772 mol
ntotal final=1,05n=1,05(772)=810,6 mol
Finalmente:
n n n ntotal final CO
real
H O
real
O
exceso
= + + =2 2 2
810 6,
=420R+360R+112=810,6
780R=698,6
R=0,8956
∴ %R=0,8956×100%=89,56%
Respuesta: 89,5