Ejercicios de química resueltos. Termoquímica. Energía interna de la reacción. Chang 10ed. Ejemplo 6.4

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Calcula el cambio en la energía interna cuando 2 moles de CO se convierten en 2 moles de CO₂ a 1 atm y 25 °C: 2 CO(g) + O₂(g) → 2 CO₂(g)  ΔH = –566.0 kJ/mol.

Etapa analítica

Usaremos el Teorema del cambio de la energía interna de una reacción estándar a presión constante.

Etapa numérica

El reactivo limitante es el CO, y si observamos con atención, notaremos que la cantidad de sustancia proporcionada coincide con su coeficiente estequiométrico. Por lo tanto, el cambio de energía que estamos calculando corresponde a su forma estándar, es decir, únicamente al término dentro del paréntesis o al segundo paso del método de factores de conversión, lo que simplifica el cálculo.

$$\Delta U^o=-566.0\frac{\color{purple} \textbf{kJ}}{\color{purple} \textbf{mol}}-0.08206\, \frac{0.1013\,\color{purple} \textbf{kJ}}{\color{purple} \textbf{mol K}}\times (25+273.15) \,{\color{purple} \textbf{K}}\times(+2-2-1) =-563.5\frac{\color{purple} \textbf{kJ}}{\color{purple} \textbf{mol}} \tag{1}$$

$$\frac{-566\,\color{purple} \textbf{kJ} \, \color{Steelblue}\ce{rxn}}{1 \,\color{purple} \textbf{mol} \, \color{Steelblue}\ce{rxn}}-\frac{8.313 \,\color{purple} \textbf{kJ} \, \color{Steelblue}\ce{rxn}}{1000\,\color{purple} \textbf{mol} \, \color{Steelblue}\ce{gas} \, \color{purple} \textbf{K} \, \color{Steelblue}\ce{sist}}\times (25+273.15) \,{\color{purple} \textbf{K} \, \color{Steelblue}\ce{sist}}  \times \frac{(+2-2-1) \,\color{purple} \textbf{mol} \, \color{Steelblue}\ce{gas}}{1 \,\color{purple} \textbf{mol} \, \color{Steelblue}\ce{rxn}} =\frac{-564.5\,\color{purple} \textbf{kJ} \, \color{Steelblue}\ce{rxn}}{1 \,\color{purple} \textbf{mol} \, \color{Steelblue}\ce{rxn}} \tag{1b}$$

Referencias

Chang, R., & Overby, J. (2010). Chemistry (10th ed., AP Edition). McGraw Hill.