रसायन विज्ञान (Chemistry) NEET प्रश्न हिंदी में — उत्तर सहित MCQ अभ्यास

(a) दिया है,  E°_cell = ऋणात्मक

अब, $∆$G° तथा E°_cell के बीच संबंध है

$∆$G° =-nFE°_cell    ...(i)

चूँकि E°_cell ऋणात्मक है, अतः $∆$G° धनात्मक प्राप्त होता है। पुनः, $∆$G° तथा K_eq के बीच संबंध है

$∆$G° = -2.303nRTlogK_eq  ......(ii)

समी. (i) से हमें प्राप्त होता है कि $∆$G° धनात्मक है। अब, यदि $∆$G° धनात्मक है तो समी. (ii) से K_eq ऋणात्मक प्राप्त होता है।

अर्थात् $∆$G° >1 तथा K_eq< 1

संक्षिप्त युक्ति : चूँकि $∆$G° ऋणात्मक है अतः अभिक्रिया अस्वतःप्रवर्तित है अथवा कह सकते हैं कि अभिक्रिया पश्च दिशा में चल रही है। अस्वतःप्रवर्तित अभिक्रिया के लिए $∆$G° सदैव धनात्मक होता है तथा K_eq सदैव 1 से कम होता है।

(c) विद्युत्-अपघटन के फैराडे के प्रथम नियम से, 

W/E = it/96500   ......... (i)

दिया है i = 1A; t=60s

इन मानों को समी. (i) में रखने पर 

W/E = 1x60/96500

अथवा W/E = 6/9650 = इलेक्ट्रॉनों के मोलों की संख्या

इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 6/9650 x 6.022x 10²³ = 3.75 x 10²⁰

(d) जिस धातु का मानक अपचयन विभव अधिक ऋणात्मक होता है, उसमें अपचयित होने की प्रवृत्ति अधिक होती है।

Zn²⁺ +2e^- $\to$ Zn;  E° = -0.76V

Fe²⁺ + 2e^- $\to$ Fe;  E° =-0.44 V

यहाँ, गैल्वनीकृत लोहे में Zn का ऋणात्मक अपचयन विभव अधिक है, जिसका अर्थ है कि Zn लोहे द्वारा दिए गए इलेक्ट्रॉन लेता है तथा स्वयं अपचयित हो जाता है।

इस प्रकार Zn ऐनोड की भाँति कार्य करता है तथा लोहे को कैथोड बनाकर उसे जंग लगने से बचाता है।

(d) प्रश्न से, हमें एक समीकरण प्राप्त होता है

  $2{\mathrm{H}}^{+}+ 2{\mathrm{e}}^{-} \stackrel{ }{\to }{\mathrm{H}}_2\left(\mathrm{g}\right)$

नर्न्स्ट समीकरण के अनुसार, 

$$\begin{gathered} \mathrm{E}=\mathrm{E}°-\frac{0.0591}{2}\log \frac{{\mathrm{P}}_{{\mathrm{H}}_2}}{{\left[{\mathrm{H}}^{+}\right]}^2} \\ =0-\frac{0.0591}{2}\log \frac{{\mathrm{P}}_{{\mathrm{H}}_2}}{{\left({10}^{-7}\right)}^2} \left[\therefore \left[{\mathrm{H}}^{+}\right]={10}^{-7}\right] \\ \therefore \mathrm{For} \mathrm{potential} \mathrm{of} {\mathrm{H}}_2 \mathrm{electrode} \mathrm{to} \mathrm{be} \mathrm{zero}, {{\mathrm{P}}_{\mathrm{H}}}_2 \mathrm{should} \mathrm{be} \mathrm{equal} \mathrm{to} {\left[{\mathrm{H}}^{+}\right]}^2, \mathrm{i}.\mathrm{e}. {10}^{-14}\mathrm{atm}. \\ \therefore \log \frac{{10}^{-14}}{{\left({10}^{-7}\right)}^2}=0 \end{gathered}$$

(a) ईंधन सेल वह युक्ति है जो हाइड्रोजन तथा मेथेन जैसे ईंधनों के दहन की ऊर्जा को सीधे विद्युत् ऊर्जा में परिवर्तित करती है।

विद्युत्-अपघटनी सेल विद्युत् ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में बदलता है। डायनेमो एक विद्युत् जनित्र है
जो कम्यूटेटर की सहायता से दिष्ट धारा उत्पन्न करता है।

Ni-Cd सेल एक प्रकार की पुनः आवेशनीय बैटरी है जिसमें कैडमियम ऐनोड तथा NiO₂ युक्त धातु जालक कैथोड की भाँति कार्य करता है।

विलयन X की मोललता = विलयन Y की मोललता
  = 0.2 mol/kg

हम जानते हैं कि, किसी विलयन के क्वथनांक में उन्नयन ($∆$T_b) विलयन की मोलल सांद्रता के समानुपाती होता है, अर्थात्

$∆{\mathrm{T}}_{\mathrm{b}}\propto \mathrm{m} \mathrm{or} ∆{\mathrm{T}}_{\mathrm{b}}={\mathrm{K}}_{\mathrm{b}}\mathrm{m}$

जहाँ, m विलयन की मोललता है तथा K मोलल क्वथनांक स्थिरांक अथवा क्वथनांकमापी स्थिरांक है।

$\therefore$क्वथनांक उन्नयन संबंध से $∆{\mathrm{T}}_{\mathrm{b}}={\mathrm{iK}}_{\mathrm{b}}\mathrm{m} \mathrm{or} ∆{\mathrm{T}}_{\mathrm{b}}\propto \mathrm{i}$

जहाँ, i वान्ट हॉफ गुणांक है

चूँकि, $∆{\mathrm{T}}_{\mathrm{b}}$ विलयन X का, विलयन Y के ΔΤ_b से अधिक है

(प्रेक्षित अणुसंख्य गुणधर्म सामान्य अणुसंख्य गुणधर्म से अधिक है)

$\therefore$ विलयन X का i > विलयन Y का i

$\therefore$ विलयन X वियोजन दर्शा रहा है।

(d)

$$\begin{gathered} \mathrm{Since}, 22400\mathrm{mL} \mathrm{volume} \mathrm{is} \mathrm{occupied} \mathrm{by} 1 \mathrm{mole} \mathrm{of} {\mathrm{O}}_2 \mathrm{a} \mathrm{STP}. \\ \mathrm{Thus}, 5600 \mathrm{mL} {\mathrm{O}}_2 \mathrm{means} = \frac{5600}{2400}\mathrm{mol} {\mathrm{O}}_2 \\ = \frac{1}{4} \mathrm{mol} {\mathrm{O}}_2 \\ \therefore \mathrm{Weight} \mathrm{of} {\mathrm{O}}_2=\frac{1}{4}\times 32 = 8\mathrm{g} \\ \mathrm{According} \mathrm{to} \mathrm{problem}, \\ \mathrm{Equivalents} \mathrm{of} \mathrm{Ag}=\mathrm{Equivalents} \mathrm{of} {\mathrm{O}}_2 \\ = \frac{\mathrm{Weight} \mathrm{Ag}}{\mathrm{Equivalent} \mathrm{weight} \mathrm{of} \mathrm{Ag}} \\ =\frac{{\mathrm{W}}_{{\mathrm{O}}_2}}{\mathrm{Equivalent} \mathrm{weight} \mathrm{of} {\mathrm{O}}_2} \\ \frac{{\mathrm{W}}_{\mathrm{Ag}}}{{\mathrm{M}}_{\mathrm{Ag}}}=\frac{{\mathrm{W}}_{{\mathrm{O}}_2}}{{\mathrm{M}}_{{\mathrm{O}}_2}} \\ \mathrm{VF} \mathrm{VF} \\ \therefore \frac{{\mathrm{W}}_{\mathrm{Ag}}}{108}\times 1=\frac{8}{32}\times 4 \left[\because 2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \stackrel{ }{\to }{\mathrm{O}}_2+4{\mathrm{H}}^{+}+4{\mathrm{e}}^{-}\right] \\ \Rightarrow {\mathrm{W}}_{\mathrm{Ag}}=108\mathrm{g} \end{gathered}$$

कोलराउश के नियम के अनुसार NH₄OH की सीमांत मोलर चालकता :-
Å_m(NH₄OH)=Å_m(NH₄Cl)+Å_m(NaOH)-Å_m(NaCl)

दिया है $∆$${\mathrm{G}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\left(\mathrm{l}\right)}^{°}$ = -237.2

$∆{\mathrm{G}}_{{\mathrm{CO}}_2\left(\mathrm{g}\right)}^{°}$ = -394.4

$∆{\mathrm{G}}_{{\mathrm{C}}_5{\mathrm{H}}_{12\left(\mathrm{g}\right)}}^{°}$ = -8.2

C5H12 + 16O2 $\to$5CO2 + 6H2O

$∆$G⁰= 5 x $∆{\mathrm{G}}_{{\mathrm{CO}}_2\left(\mathrm{g}\right)}^{°}$+ 6 x ${\mathrm{G}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\left(\mathrm{l}\right)}^{°}$-($∆{\mathrm{G}}_{{\mathrm{C}}_5{\mathrm{H}}_{12\left(\mathrm{g}\right)}}^{°}$+$∆{\mathrm{G}}_{{\mathrm{O}}_2}^{°}$)

=5x(-394.4)+6x(-237.2)-(-8.2)+0

=-3387 KJ/mol

पेन्टेन-ऑक्सीजन ईंधन सेल में 32 इलेक्ट्रॉन सम्मिलित होते हैं।

-3387 x 10³ = 32 x 96500 x E°_cell 

E°_cell = -3387 x 10³ / 32x96500 = 1.0968V

विद्युत्-रासायनिक सेल ÅlA⁺ (xM)l l B⁺ (yM)l B⁺
सेल का वि.वा.बल +0.20V है। अतः सेल अभिक्रिया संभव है। अर्ध-सेल अभिक्रियाएँ निम्नलिखित हैं :-

(i) ऋणात्मक ध्रुव पर :- 
    A^→A⁺+e^-++e^- (ऑक्सीकरण)

(ii) धनात्मक ध्रुव पर :- 
    B⁺+e^-→B (अपचयन)

अतः सेल अभिक्रिया है
A+B⁺→A⁺+B^-,E°_cell=+0.20V

सेल अभिक्रिया

कैथोड : H₂O(l) + $\frac{1}{2}$O₂(g) + 2e^– $\underset{}{\overset{}{\to }}$ 2OH^–(aq.)

ऐनोड : H₂(g) $\underset{}{\overset{}{\to }}$ 2H⁺ (aq.) + 2e^–

H₂O(l) + $\frac{1}{2}$O₂(g) $\underset{}{\overset{}{\to }}$ 2H⁺ (aq.) + 2OH^–(aq.)

साथ ही हमारे पास है

H₂(g)(l) + $\frac{1}{2}$O₂(g) $\underset{}{\overset{}{\to }}$ H₂O(l)ΔG°_f = –237.2 kj/mol

H₂O(l) $\underset{}{\overset{}{\to }}$ H⁺ (aq.) + OH^–(aq.)ΔG° = 80 kj/mol

अतः सेल अभिक्रिया के लिए

ΔG° = –77.20 kj/mole

अतः, E = – $\frac{77200}{2\hspace{0.17em}\times \hspace{0.17em}96500}$ = 0.40 V