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

(d) हम जानते हैं कि मंदतम चरण ही दर-निर्धारक चरण होता है।

$\therefore$ दर(r) = K1[X2][Y2]  ......(i)

अब, समीकरण (i) से, अर्थात्

  $$\begin{gathered} {\mathrm{X}}_2 \stackrel{ }{\rightleftharpoons } 2\mathrm{X}\left(\mathrm{fast}\right) \\ {\mathrm{K}}_{\mathrm{eq}} = \frac{{\left[\mathrm{X}\right]}^2}{\left[{\mathrm{X}}_2\right]} \Rightarrow \left[\mathrm{X}\right] = {\left\{{\mathrm{K}}_{\mathrm{eq}}\left[{\mathrm{X}}_2\right]\right\}}^{\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$2$}\right.} \end{gathered}$$  .....(ii)

अब, समीकरण (ii) से [X] का मान समीकरण (i) में रखने पर, हमें प्राप्त होता है

$$\begin{gathered} \mathrm{Rate}\left(\mathrm{r}\right) = {\mathrm{K}}_1\left({\mathrm{K}}_{\mathrm{eq}}{)}^{\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$2$}\right.}\right[{\mathrm{X}}_2{]}^{\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$2$}\right.}\left[{\mathrm{Y}}_2\right] \\ = \mathrm{K}\left[{\mathrm{X}}_2{]}^{\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$2$}\right.}\right[{\mathrm{Y}}_2] \\ \therefore \mathrm{Order} \mathrm{of} \mathrm{reaction} = \frac{1}{2}+1=\frac{3}{2}=1.5 \end{gathered}$$

(b) प्रथम कोटि की अभिक्रिया के लिए,

दर स्थिरांक (k) = 2.303/t . log(a/a-x)

जहाँ, a = प्रारंभिक सांद्रता

a-x = समय 't' के बाद सांद्रता

t= समय 'sec' में

दिया है, a= 20 g, a-x = 5g, k=10^-2

.^.. t =2.303/10^-2 . log(20/5) = 138.6 s

वैकल्पिक रूप से,

प्रथम कोटि की अभिक्रिया के लिए अर्ध-आयु,

    t_1/2/2 = 0.693/k = 0.693/10^-2 = 69.3s

20 g अभिकारक को 5g में घटाने के लिए दो अर्ध-आयु आवश्यक हैं

    20g $\stackrel{{\mathrm{t}}_{1/2}}{\to }$10g$\stackrel{{\mathrm{t}}_{1/2}}{\to }$

(a) PH₃ $\stackrel{\mathrm{w}}{\to }$P +3/2. H₂

यह पृष्ठ-उत्प्रेरित एकाणुक अपघटन का उदाहरण है।

उपर्युक्त अभिक्रिया के लिए दर इस प्रकार दी जाती है

 दर = k$\mathrm{\alpha \rho }$/1+$\mathrm{\alpha \rho }$

जहाँ, $\mathrm{\rho }$ = अधिशोषित होने वाले क्रियाधार का आंशिक दाब।

कम दाब पर, $\mathrm{\alpha \rho }$

(d) दिया है, अभिक्रिया की कोटि = 1
10 s पर अभिक्रिया की दर = 0.04 mol L^-1 s^-1
20 s पर अभिक्रिया की दर = 0.03 mol L^-1s^-1

$\therefore$अर्ध-आयु काल (t_1/2) = ?
प्रथम कोटि की अभिक्रिया में दर-स्थिरांक 'k' के लिए हमारे पास समीकरण है।

  $$\begin{gathered} \mathrm{k}=\frac{2.303}{t_2-t_1}\log \frac{{\mathrm{A}}_{\mathrm{t}}}{{\mathrm{A}}_0} \\ =\frac{2.303}{20-10}\log \frac{0.04}{0.03} \\ = \frac{2.303}{10}\times 0.124 \\ \mathrm{k}= 0.028 {\mathrm{s}}^{-1} \\ \mathrm{now} {\mathrm{t}}_{\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$2$}\right.} =\frac{0.693}{\mathrm{k}}=\frac{0.693}{0.028}=24.7 \mathrm{s} \end{gathered}$$

आरेनियस समीकरण, k = A e⁻Eᵃ/RT, दर स्थिरांक (k) को ताप (T) तथा सक्रियण ऊर्जा (Eᵃ) से संबंधित करता है। ln(k) का 1/T के सापेक्ष आलेख एक सरल रेखा देता है जिसकी प्रवणता -Eᵃ/R होती है, जिससे प्रवणता से सक्रियण ऊर्जा ज्ञात की जा सकती है।

(b) शून्य कोटि की अभिक्रिया के लिए t_1/2 अभिकारक की प्रारंभिक सांद्रता [R]₀ के अनुक्रमानुपाती होता है

  t_1/2 $\propto$[R]₀

प्रथम कोटि की अभिक्रिया के लिए

 k= 2.303/t. log[R]₀/[R] t_1/2 पर, [R] =[R]₀/2

अतः उपर्युक्त समीकरण बन जाता है

  K=2.303/t_1/2 .log[R]₀/([R]₀/2)

  t_1/2 = 2.303/K = log2 = 2.303/K x .3010

  t_1/2 = .693/K

अर्थात् अर्ध-आयु काल अभिकारक की प्रारंभिक सांद्रता से स्वतंत्र होता है

मुख्य अवधारणा : शून्य कोटि की अभिक्रिया के लिए दर स्थिरांक का मात्रक मोलर प्रति सेकंड होता है। अतः हम निम्न सूत्र से 20 min के बाद B की सांद्रता सरलता से ज्ञात कर सकते हैं,

x = Kt

X = Kt = 0.6 x 10^-3 x 20 x 60= 0.72M

(c) दिया है, प्रारंभिक ताप,
T₁=20+273=293K
अंतिम ताप
T₂=35+273=308K

R=8.314 J mol^-1 K^-1

चूँकि ताप बढ़ाने पर दर दुगुनी हो जाती है,
∴ r₂=2r₁ or r₂/r₁=2

चूँकि दर स्थिरांक, k∝r
∴ k₂/k₁=2

आरेनियस समीकरण से, हम जानते हैं कि

log k₂/k₁= -E_{a______} [T₁-T₂/T₁T₂]
  2.303R

log 2= -E_{a______}  [293-308/293x308]
  2.303x8.314

0.3010=   -E_{a______}  [-15/293x308]
  2.303x8.314

∴ E_a=0.3010x2.303x8.314x293x308
  15

=34673.48 J mol^-1=34.7 kJ mol^-1

(b) ताप में 10° वृद्धि के लिए, n=1 अतः दर = 2ⁿ = 2¹ = 2

जब ताप 10°C से बढ़ाकर 100°C किया जाता है, तो ताप में परिवर्तन = 100-10 = 90°C, अर्थात् n= 9
अतः दर = 2⁹ 512 गुना

वैकल्पिक विधि : ताप में प्रत्येक 10° वृद्धि पर दर दुगुनी हो जाती है, अतः
$\frac{r\text{'}}{r}=2^{\left(\frac{100 - 10}{10}\right)}$ = 2⁹ = 512 गुना।