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NEET रसायन विज्ञान: ऊष्मागतिकी और साम्यावस्था · Chapter 1

रासायनिक ऊष्मागतिकी (Chemical Thermodynamics)

क्या याद रखें

  • आंतरिक ऊर्जा (U), एंथैल्पी (H), एन्ट्रॉपी (S) और गिब्स ऊर्जा (G) अवस्था फलन हैं; ऊष्मा (q) और कार्य (w) पथ फलन हैं।
  • प्रथम नियम: ΔU = q + w। निकाय पर किया गया कार्य धनात्मक होता है। स्थिर दाब पर एंथैल्पी परिवर्तन: ΔH = ΔU + ΔngRT।
  • हेस का नियम: किसी अभिक्रिया का कुल एंथैल्पी परिवर्तन समान रहता है, चाहे वह एक पद में हो या कई पदों में।
  • स्थिर T और p पर स्वतः प्रवृत्ति ΔG = ΔH − TΔS से तय होती है। ΔG < 0 का अर्थ स्वतः प्रवृत्त, ΔG = 0 का अर्थ साम्यावस्था है, और ΔG° = −2.303 RT log K।

निकाय, परिवेश और गुण

ऊष्मागतिकी (thermodynamics) भौतिक और रासायनिक प्रक्रमों के साथ होने वाले ऊर्जा परिवर्तनों का अध्ययन करती है। ब्रह्मांड का जो भाग अध्ययन के लिए चुना जाता है, वह निकाय (system) कहलाता है। इसके अतिरिक्त शेष सब कुछ, जो इसके साथ ऊर्जा या पदार्थ का विनिमय कर सकता है, परिवेश (surroundings) है। निकाय को परिवेश से एक सीमा (वास्तविक या काल्पनिक) अलग करती है।

निकाय का प्रकारपदार्थ का विनिमयऊर्जा का विनिमयउदाहरण
खुला (Open)हाँहाँखुले कप में गर्म चाय
बंद (Closed)नहींहाँसीलबंद धातु के सिलिंडर में गैस
विलगित (Isolated)नहींनहींआदर्श सीलबंद थर्मस फ्लास्क में चाय

किसी निकाय का वर्णन उसकी अवस्था (state) से किया जाता है, जो मापन योग्य गुणों जैसे दाब (p), आयतन (V), ताप (T) और मात्रा (n) से निर्धारित होती है।

  • अवस्था फलन (state function): इसका मान केवल निकाय की वर्तमान अवस्था पर निर्भर करता है, उस पथ पर नहीं जिससे वह अवस्था प्राप्त की गई। उदाहरण: U, H, S, G, p, V, T।
  • पथ फलन (path function): इसका मान पथ पर निर्भर करता है। उदाहरण: q और w।
  • विस्तीर्ण गुण (extensive property): पदार्थ की मात्रा पर निर्भर करता है। उदाहरण: द्रव्यमान, आयतन, आंतरिक ऊर्जा, एंथैल्पी, एन्ट्रॉपी, ऊष्माधारिता।
  • गहन गुण (intensive property): पदार्थ की मात्रा पर निर्भर नहीं करता। उदाहरण: ताप, दाब, घनत्व, मोलर ऊष्माधारिता, अपवर्तनांक।
  • दो विस्तीर्ण गुणों का अनुपात गहन गुण होता है (घनत्व = द्रव्यमान/आयतन)।

प्रक्रमों के प्रकार: समतापीय (isothermal) (T स्थिर, ΔT = 0), समदाबी (isobaric) (p स्थिर), समआयतनिक (isochoric) (V स्थिर, अतः दाब-आयतन कार्य के लिए w = 0), रुद्धोष्म (adiabatic) (ऊष्मा का विनिमय नहीं, q = 0)।

कार्य, ऊष्मा, आंतरिक ऊर्जा और प्रथम नियम

आंतरिक ऊर्जा (U) निकाय की कुल ऊर्जा है: गतिज ऊर्जा, स्थितिज ऊर्जा तथा इलेक्ट्रॉनों और नाभिकों की ऊर्जा। इसका निरपेक्ष मान नहीं मापा जा सकता, केवल ΔU मापा जा सकता है। आदर्श गैस के लिए U केवल ताप पर निर्भर करती है।

ऊर्जा दो प्रकार से बदल सकती है: ऊष्मा (q) द्वारा और कार्य (w) द्वारा। यहाँ प्रयुक्त चिह्न परिपाटी में w धनात्मक होता है जब कार्य निकाय पर किया जाए और ऋणात्मक होता है जब निकाय कार्य करे। ऊष्मा q धनात्मक होती है जब निकाय द्वारा अवशोषित की जाए।

ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम: विलगित निकाय की ऊर्जा स्थिर रहती है। बंद निकाय के लिए:

ΔU = q + w

  • रुद्धोष्म परिवर्तन (q = 0): ΔU = w।
  • आदर्श गैस का समतापीय परिवर्तन: ΔU = 0, अतः q = −w।

दाब-आयतन कार्य। स्थिर बाह्य दाब pex के विरुद्ध प्रसार के लिए:

w = −pex ΔV (ΔV = Vfinal − Vinitial)

यदि दाब bar में और आयतन लीटर में हो, तो 1 L bar = 100 J। साथ ही 1 L atm = 101.3 J।

प्रसार का प्रकारशर्तगैस पर किया गया कार्य (w)
मुक्त प्रसार (निर्वात में)pex = 0w = 0
अनुत्क्रमणीय (स्थिर pex के विरुद्ध)pex निश्चितw = −pex (V₂ − V₁)
समतापीय उत्क्रमणीयpex हर चरण पर p से अत्यल्प मात्रा से भिन्न होता हैw = −2.303 nRT log (V₂/V₁)

उत्क्रमणीय प्रक्रम में निकाय हर चरण पर परिवेश के साथ साम्य में रहता है, और प्राप्त कार्य अधिकतम कार्य होता है। समान प्रारंभिक और अंतिम अवस्थाओं के लिए, उत्क्रमणीय समतापीय प्रसार में कार्य का परिमाण अनुत्क्रमणीय प्रसार से अधिक होता है। आदर्श गैस के समतापीय मुक्त प्रसार के लिए q = 0, w = 0 और ΔU = 0।

हल किया गया उदाहरण 1. एक गैस 500 J ऊष्मा अवशोषित करती है और परिवेश पर 200 J कार्य करती है। ΔU ज्ञात कीजिए।

q = +500 J, w = −200 J। ΔU = 500 − 200 = +300 J।

हल किया गया उदाहरण 2. एक मोल आदर्श गैस 300 K पर 10 L से 100 L तक समतापीय और उत्क्रमणीय रूप से प्रसारित होती है (log 10 = 1, R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹)।

w = −2.303 × 1 × 8.314 × 300 × log 10 = −5744 J, लगभग −5.74 kJ। चूँकि ΔU = 0, q = +5.74 kJ।

एंथैल्पी और ऊष्माधारिता

स्थिर आयतन पर (pV कार्य नहीं), qV = ΔU। अधिकांश प्रयोगशाला और जैविक प्रक्रमों में दाब स्थिर रहता है, इसलिए एक नया अवस्था फलन परिभाषित किया जाता है:

H = U + pV

स्थिर दाब पर qp = ΔH। ऊष्माक्षेपी अभिक्रियाओं के लिए ΔH ऋणात्मक और ऊष्माशोषी अभिक्रियाओं के लिए धनात्मक होता है।

ΔH और ΔU में संबंध:

ΔH = ΔU + Δng RT

Δng = (गैसीय उत्पादों के मोल) − (गैसीय अभिकारकों के मोल)। ठोस और द्रव उपेक्षित किए जाते हैं। R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹।

हल किया गया उदाहरण 3. N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g) के लिए 298 K पर ΔH = −92.4 kJ है। ΔU ज्ञात कीजिए।

Δng = 2 − 4 = −2। ΔngRT = (−2)(8.314)(298) = −4955 J = −4.96 kJ।

ΔU = ΔH − ΔngRT = −92.4 + 4.96 = −87.4 kJ।

यदि Δng = 0 हो, तो ΔH = ΔU।

ऊष्माधारिता (heat capacity)। किसी निकाय का ताप 1 K बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा उसकी ऊष्माधारिता (C) है, जो विस्तीर्ण गुण है। q = C ΔT। मोलर ऊष्माधारिता गहन गुण है।

राशिशर्तसंबंध
Cvस्थिर आयतनqV = Cv ΔT = ΔU
Cpस्थिर दाबqp = Cp ΔT = ΔH
Cp − Cvएक मोल आदर्श गैस= R

Cp, Cv से बड़ी होती है क्योंकि स्थिर दाब पर ऊष्मा का कुछ भाग प्रसार कार्य करने में लगता है। एक मोल आदर्श गैस के लिए ΔU = Cv ΔT और ΔH = Cp ΔT।

मापन। ΔU को बम कैलोरीमीटर (bomb calorimeter) में मापा जाता है, जो स्थिर आयतन पर जल-कुंड में रखा सीलबंद स्टील का पात्र है। मुक्त ऊष्मा q = −C ΔT है, जहाँ C कैलोरीमीटर और उसकी अंतर्वस्तु की ऊष्माधारिता है। ΔH को स्थिर दाब पर मापा जाता है, उदाहरणतः खुले कैलोरीमीटर में।

मानक एंथैल्पी परिवर्तन

किसी पदार्थ की मानक अवस्था (standard state) उसका शुद्ध रूप है, 1 bar दाब और निर्दिष्ट ताप (सामान्यतः 298 K) पर। मानक एंथैल्पी परिवर्तनों पर प्रतीक ° लगता है।

एंथैल्पीअर्थउदाहरण
अभिक्रिया (ΔrH°)सभी स्पीशीज़ मानक अवस्था में होने पर अभिक्रिया का एंथैल्पी परिवर्तनN₂ + 3H₂ → 2NH₃
विरचन (ΔfH°)तत्वों से उनके सबसे स्थायी (संदर्भ) रूपों में 1 mol यौगिक का बननाC(graphite) + O₂(g) → CO₂(g)
दहन (ΔcH°)ऑक्सीजन में 1 mol पदार्थ का पूर्ण दहनCH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l)
परमाणुकरण (ΔaH°)पदार्थ से 1 mol गैसीय परमाणुओं का बननाCH₄(g) → C(g) + 4H(g)
आबंध वियोजन (ΔbondH°)गैसीय अणुओं में किसी विशेष आबंध के 1 mol का टूटना; सदैव धनात्मकH₂(g) → 2H(g)
गलन (ΔfusH°)1 mol ठोस का उसके गलनांक पर द्रव बननाH₂O(s) → H₂O(l)
वाष्पन (ΔvapH°)1 mol द्रव का उसके क्वथनांक पर वाष्प बननाH₂O(l) → H₂O(g)
ऊर्ध्वपातन (ΔsubH°)1 mol ठोस का वाष्प बननाI₂(s) → I₂(g)
आयनन (ΔiH°)गैसीय परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन का निकलनाNa(g) → Na⁺(g) + e⁻
विलयन (ΔsolH°)1 mol पदार्थ का विलायक की बड़ी मात्रा में घुलनाNaCl(s) + aq → Na⁺(aq) + Cl⁻(aq)
जलयोजन (ΔhydH°)गैसीय आयनों का जलयोजित होनाNa⁺(g) + aq → Na⁺(aq)
जालक (ΔlatticeH°)1 mol आयनिक ठोस का गैसीय आयनों में वियोजन; सदैव धनात्मकNaCl(s) → Na⁺(g) + Cl⁻(g)

मुख्य बिंदु:

  • संदर्भ अवस्था में किसी तत्व की ΔfH° शून्य होती है। कार्बन की संदर्भ अवस्था ग्रेफाइट है (हीरा नहीं)। O₂(g) और H₂(g) की ΔfH° = 0 है, परंतु O₃(g) की नहीं।
  • विरचन एंथैल्पियों से अभिक्रिया की ΔH°: ΔrH° = Σ ΔfH°(उत्पाद) − Σ ΔfH°(अभिकारक)।
  • ΔsubH° = ΔfusH° + ΔvapH° (समान ताप पर)।
  • ΔsolH° = ΔlatticeH° + ΔhydH°। कोई लवण छोटे शुद्ध मान के साथ घुलता है, क्योंकि दोनों पद बड़े और विपरीत चिह्न के होते हैं।
  • विपरीत अभिक्रिया की एंथैल्पी का परिमाण समान और चिह्न विपरीत होता है। यदि अभिक्रिया को n से गुणा किया जाए, तो ΔH भी n से गुणा हो जाता है।
  • बॉर्न-हैबर चक्र (Born-Haber cycle) (संक्षेप में): आयनिक ठोस की जालक एंथैल्पी को सीधे नहीं मापा जा सकता। इसे पदों के एक चक्र पर हेस के नियम का प्रयोग करके ज्ञात किया जाता है: धातु का ऊर्ध्वपातन, धातु परमाणु का आयनन, अधातु का परमाणुओं में वियोजन, अधातु परमाणु द्वारा इलेक्ट्रॉन ग्रहण, और गैसीय आयनों से ठोस जालक का बनना, जिनका योग ठोस की विरचन एंथैल्पी के बराबर होता है।

हेस का नियम (Hess's law) – स्थिर ऊष्मा योग का नियम

चूँकि H अवस्था फलन है, ΔH केवल प्रारंभिक और अंतिम अवस्थाओं पर निर्भर करता है। यदि किसी अभिक्रिया को अन्य अभिक्रियाओं के योग के रूप में लिखा जा सके, तो उसका ΔH उनके ΔH मानों का योग होता है।

हल किया गया उदाहरण 4. C(graphite) + ½O₂(g) → CO(g) के लिए ΔH ज्ञात कीजिए, दिया है:

(i) C(graphite) + O₂(g) → CO₂(g), ΔH = −393.5 kJ mol⁻¹

(ii) CO(g) + ½O₂(g) → CO₂(g), ΔH = −283.0 kJ mol⁻¹

(ii) को उलटने पर: CO₂(g) → CO(g) + ½O₂(g), ΔH = +283.0 kJ। इसे (i) में जोड़ने पर:

ΔH = −393.5 + 283.0 = −110.5 kJ mol⁻¹।

हल किया गया उदाहरण 5. मेथैन का दहन, CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l), जहाँ CH₄ की ΔfH° = −75 kJ mol⁻¹, CO₂ = −394 kJ mol⁻¹, H₂O(l) = −286 kJ mol⁻¹।

ΔcH° = [−394 + 2(−286)] − [−75 + 0] = −966 + 75 = −891 kJ mol⁻¹।

स्वतः प्रवृत्ति, एन्ट्रॉपी और गिब्स ऊर्जा

स्वतः प्रवृत्त प्रक्रम बाहरी सहायता के बिना अपने आप आगे बढ़ता है। केवल ऊर्जा का घटना (ऋणात्मक ΔH) स्वतः प्रवृत्ति तय नहीं करता, क्योंकि कुछ ऊष्माशोषी प्रक्रम (जैसे 273 K से ऊपर बर्फ का पिघलना) स्वतः प्रवृत्त होते हैं।

एन्ट्रॉपी (S) अव्यवस्था या अनियमितता का माप है। यह अवस्था फलन और विस्तीर्ण गुण है। T ताप पर उत्क्रमणीय परिवर्तन के लिए: ΔS = qrev/T।

द्वितीय नियम: प्रत्येक स्वतः प्रवृत्त प्रक्रम में ब्रह्मांड की एन्ट्रॉपी बढ़ती है: ΔStotal = ΔSsystem + ΔSsurroundings > 0।

एन्ट्रॉपी इनसे बढ़ती है: गलन, वाष्पन, ठोस का घुलना, अभिक्रिया में गैस अणुओं की संख्या बढ़ना, और ताप बढ़ना। एन्ट्रॉपी का क्रम: ठोस < द्रव < गैस।

प्रावस्था परिवर्तनों की एन्ट्रॉपी (संक्रमण ताप पर, उत्क्रमणीय):

  • ΔfusS = ΔfusH/Tf
  • ΔvapS = ΔvapH/Tb
  • ΔsubS = ΔsubH/Tsub

उदाहरणतः, ΔfusH = 6.0 kJ mol⁻¹ और Tf = 273 K के साथ, ΔfusS = 6000/273 = 22.0 J K⁻¹ mol⁻¹। किसी दिए गए पदार्थ के लिए ΔvapS, ΔfusS से बड़ी होती है।

तृतीय नियम: पूर्ण शून्य ताप (0 K) पर पूर्णतः क्रिस्टलीय पदार्थ की एन्ट्रॉपी शून्य होती है। इसी कारण निरपेक्ष एन्ट्रॉपियों की गणना की जा सकती है।

गिब्स ऊर्जा (G) दोनों कारकों को जोड़ती है: G = H − TS। स्थिर ताप और दाब पर:

ΔG = ΔH − TΔS

ΔHΔSΔGस्वतः प्रवृत्ति
−+सदैव −सभी तापों पर स्वतः प्रवृत्त
+−सदैव +सभी तापों पर अस्वतः प्रवृत्त
−−निम्न T पर −केवल निम्न ताप पर स्वतः प्रवृत्त
++उच्च T पर −केवल उच्च ताप पर स्वतः प्रवृत्त

जब ΔG = 0, तब ΔH = TΔS, अतः जिस ताप पर अभिक्रिया अस्वतः प्रवृत्त से स्वतः प्रवृत्त (या इसके विपरीत) होती है, वह T = ΔH/ΔS है।

हल किया गया उदाहरण 6. ΔH = +30 kJ mol⁻¹ और ΔS = +100 J K⁻¹ mol⁻¹। अभिक्रिया T = 30000/100 = 300 K से ऊपर स्वतः प्रवृत्त हो जाती है।

हल किया गया उदाहरण 7. 298 K पर ΔH = −92.2 kJ, ΔS = −198.6 J K⁻¹।

TΔS = 298 × (−198.6) = −59183 J = −59.2 kJ।

ΔG = −92.2 − (−59.2) = −33.0 kJ। अभिक्रिया स्वतः प्रवृत्त है।

गिब्स ऊर्जा और साम्यावस्था। ΔG = ΔG° + RT ln Q। साम्यावस्था पर ΔG = 0 और Q = K, अतः

ΔG° = −RT ln K = −2.303 RT log K

  • यदि ΔG° < 0, तो K > 1 और उत्पाद अनुकूलित होते हैं।
  • यदि ΔG° = 0, तो K = 1।
  • यदि ΔG° > 0, तो K < 1 और अभिकारक अनुकूलित होते हैं।

हल किया गया उदाहरण 8. 298 K पर K = 10⁵। ΔG° = −2.303 × 8.314 × 298 × 5 = −28530 J, लगभग −28.5 kJ mol⁻¹।

स्थिरांक: R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹ = 0.0831 L bar K⁻¹ mol⁻¹; 1 L bar = 100 J; N_A = 6.022 × 10²³ mol⁻¹।

NEET में सावधानी (NEET traps)

  • 1. ऊष्मा और कार्य अवस्था फलन नहीं हैं, यद्यपि q + w (अर्थात ΔU) है।
  • 2. यहाँ निकाय पर किया गया कार्य धनात्मक है। प्रसार में w ऋणात्मक होता है।
  • 3. आदर्श गैस का मुक्त प्रसार: w = 0 क्योंकि pex = 0, और q भी 0 है। इसे उत्क्रमणीय समतापीय प्रसार से न मिलाएँ, जिसमें w ≠ 0 होता है।
  • 4. ΔH = ΔU केवल तभी जब Δng = 0 हो (या ठोसों और द्रवों की उन अभिक्रियाओं में जिनमें आयतन परिवर्तन नगण्य हो)।
  • 5. Cp − Cv = R आदर्श गैस के प्रति मोल पर लागू होता है, द्रवों और ठोसों पर नहीं।
  • 6. ऊष्माधारिता विस्तीर्ण है, मोलर ऊष्माधारिता गहन है।
  • 7. आबंध वियोजन, परमाणुकरण, ऊर्ध्वपातन, गलन और वाष्पन की एंथैल्पियाँ धनात्मक होती हैं। दहन एंथैल्पियाँ ऋणात्मक होती हैं।
  • 8. O₃, हीरे और Br₂(g) की ΔfH° शून्य नहीं है। कार्बन का संदर्भ रूप ग्रेफाइट है।
  • 9. स्वतः प्रवृत्त प्रक्रम में निकाय की ΔS ऋणात्मक हो सकती है, परंतु ब्रह्मांड की ΔS धनात्मक ही होनी चाहिए।
  • 10. ΔG° और ΔG एक नहीं हैं। साम्यावस्था पर ΔG = 0 होता है, परंतु ΔG° = 0 केवल तब जब K = 1 हो।

एक पंक्ति के तथ्य

  • 1. खुला निकाय पदार्थ और ऊर्जा दोनों का विनिमय करता है; बंद निकाय केवल ऊर्जा का।
  • 2. आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा केवल ताप पर निर्भर करती है।
  • 3. प्रथम नियम: ΔU = q + w।
  • 4. रुद्धोष्म प्रक्रम में ΔU = w।
  • 5. समतापीय उत्क्रमणीय कार्य: w = −2.303 nRT log (V₂/V₁)।
  • 6. 1 L bar = 100 J।
  • 7. H = U + pV और ΔH = ΔU + ΔngRT।
  • 8. qV = ΔU और qp = ΔH।
  • 9. बम कैलोरीमीटर ΔU मापता है।
  • 10. ग्रेफाइट की ΔfH° शून्य है।
  • 11. ΔsubH° = ΔfusH° + ΔvapH°।
  • 12. वियोजन की दिशा में जालक एंथैल्पी सदैव धनात्मक होती है।
  • 13. हेस का नियम इस तथ्य से निकलता है कि H अवस्था फलन है।
  • 14. 0 K पर पूर्ण क्रिस्टल की एन्ट्रॉपी शून्य होती है।
  • 15. ΔG° = −2.303 RT log K, और साम्यावस्था पर ΔG = 0।

अभ्यास प्रश्न

  1. निम्नलिखित में से कौन-सा अवस्था फलन है?

    1. एंथैल्पी
    2. गैस द्वारा किया गया कार्य
    3. अवशोषित ऊष्मा
    4. प्रसार में किया गया कार्य
    उत्तर

    A. एंथैल्पी

    एंथैल्पी केवल निकाय की अवस्था पर निर्भर करती है; ऊष्मा और कार्य पथ पर निर्भर करते हैं।

    Which of the following is a state function?

    1. Enthalpy
    2. Work done by the gas
    3. Heat absorbed
    4. Work done in an expansion

  2. निम्नलिखित में से कौन-सा गहन गुण है?

    1. एन्ट्रॉपी
    2. आंतरिक ऊर्जा
    3. घनत्व
    4. आयतन
    उत्तर

    C. घनत्व

    घनत्व दो विस्तीर्ण गुणों (द्रव्यमान/आयतन) का अनुपात है, इसलिए यह मात्रा पर निर्भर नहीं करता।

    Which of the following is an intensive property?

    1. Entropy
    2. Internal energy
    3. Density
    4. Volume

  3. विलगित निकाय अपने परिवेश के साथ विनिमय करता है

    1. केवल ऊर्जा का
    2. केवल पदार्थ का
    3. न ऊर्जा का, न पदार्थ का
    4. ऊर्जा और पदार्थ दोनों का
    उत्तर

    C. न ऊर्जा का, न पदार्थ का

    विलगित निकाय की सीमा पदार्थ या ऊर्जा के किसी भी विनिमय की अनुमति नहीं देती।

    An isolated system exchanges

    1. energy only with its surroundings
    2. matter only with its surroundings
    3. neither energy nor matter with its surroundings
    4. both energy and matter with its surroundings

  4. एक गैस 2 bar के स्थिर बाह्य दाब के विरुद्ध 1 L से 6 L तक प्रसारित होती है। गैस पर किया गया कार्य है (1 L bar = 100 J)

    1. −10 J
    2. −1000 J
    3. −500 J
    4. +1000 J
    उत्तर

    B. −1000 J

    w = −pex ΔV = −2 × 5 = −10 L bar = −1000 J।

    A gas expands against a constant external pressure of 2 bar from 1 L to 6 L. The work done on the gas is (1 L bar = 100 J)

    1. −10 J
    2. −1000 J
    3. −500 J
    4. +1000 J

  5. एक निकाय 500 J ऊष्मा अवशोषित करता है और परिवेश पर 200 J कार्य करता है। आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन है

    1. +700 J
    2. +500 J
    3. −300 J
    4. +300 J
    उत्तर

    D. +300 J

    ΔU = q + w = 500 + (−200) = +300 J।

    A system absorbs 500 J of heat and does 200 J of work on the surroundings. The change in internal energy is

    1. +700 J
    2. +500 J
    3. −300 J
    4. +300 J

  6. 300 K पर 2CO(g) + O₂(g) → 2CO₂(g) के लिए ΔH − ΔU का मान लगभग है (R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹)

    1. −2.49 kJ
    2. 0 kJ
    3. +2.49 kJ
    4. −4.99 kJ
    उत्तर

    A. −2.49 kJ

    Δng = 2 − 3 = −1, अतः ΔH − ΔU = ΔngRT = −8.314 × 300 = −2494 J।

    For 2CO(g) + O₂(g) → 2CO₂(g) at 300 K, ΔH − ΔU is closest to (R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹)

    1. −2.49 kJ
    2. 0 kJ
    3. +2.49 kJ
    4. −4.99 kJ

  7. एक आदर्श गैस के लिए Cv = 12.5 J K⁻¹ mol⁻¹ है। R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹ लेने पर Cp का मान लगभग है

    1. 4.2 J K⁻¹ mol⁻¹
    2. 20.8 J K⁻¹ mol⁻¹
    3. 12.5 J K⁻¹ mol⁻¹
    4. 29.1 J K⁻¹ mol⁻¹
    उत्तर

    B. 20.8 J K⁻¹ mol⁻¹

    Cp = Cv + R = 12.5 + 8.314 = 20.8 J K⁻¹ mol⁻¹।

    For an ideal gas Cv = 12.5 J K⁻¹ mol⁻¹. Taking R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹, the value of Cp is nearest to

    1. 4.2 J K⁻¹ mol⁻¹
    2. 20.8 J K⁻¹ mol⁻¹
    3. 12.5 J K⁻¹ mol⁻¹
    4. 29.1 J K⁻¹ mol⁻¹

  8. दिया है ΔfH° (kJ mol⁻¹): CH₄(g) = −75, CO₂(g) = −394, H₂O(l) = −286। CH₄(g) के CO₂(g) और H₂O(l) में दहन की एंथैल्पी है

    1. −966 kJ mol⁻¹
    2. −1041 kJ mol⁻¹
    3. +891 kJ mol⁻¹
    4. −891 kJ mol⁻¹
    उत्तर

    D. −891 kJ mol⁻¹

    ΔcH° = [−394 + 2(−286)] − (−75) = −966 + 75 = −891 kJ mol⁻¹।

    Given ΔfH° (kJ mol⁻¹): CH₄(g) = −75, CO₂(g) = −394, H₂O(l) = −286. The enthalpy of combustion of CH₄(g) to CO₂(g) and H₂O(l) is

    1. −966 kJ mol⁻¹
    2. −1041 kJ mol⁻¹
    3. +891 kJ mol⁻¹
    4. −891 kJ mol⁻¹

  9. एक अभिक्रिया के लिए ΔH = +30 kJ mol⁻¹ और ΔS = +100 J K⁻¹ mol⁻¹ है। यह किस ताप से ऊपर स्वतः प्रवृत्त हो जाती है?

    1. 30 K
    2. 3000 K
    3. 0.3 K
    4. 300 K
    उत्तर

    D. 300 K

    ΔG = 0 पर T = ΔH/ΔS = 30000/100 = 300 K; इससे ऊपर TΔS, ΔH से अधिक हो जाता है।

    A reaction has ΔH = +30 kJ mol⁻¹ and ΔS = +100 J K⁻¹ mol⁻¹. It becomes spontaneous above

    1. 30 K
    2. 3000 K
    3. 0.3 K
    4. 300 K

  10. स्थिर ताप और दाब पर साम्यावस्था में स्थित निकाय के लिए गिब्स ऊर्जा परिवर्तन ΔG है

    1. धनात्मक
    2. सदैव ΔG° के बराबर
    3. शून्य
    4. ऋणात्मक
    उत्तर

    C. शून्य

    साम्यावस्था पर कोई शुद्ध प्रेरक बल नहीं होता, इसलिए ΔG = 0।

    For a system at equilibrium at constant temperature and pressure, the change in Gibbs energy ΔG is

    1. positive
    2. equal to ΔG° always
    3. zero
    4. negative

  11. 298 K पर एक अभिक्रिया का साम्य स्थिरांक 10⁵ है। R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹ लेने पर ΔG° का मान लगभग है

    1. −28.5 kJ mol⁻¹
    2. +28.5 kJ mol⁻¹
    3. −57.1 kJ mol⁻¹
    4. −5.7 kJ mol⁻¹
    उत्तर

    A. −28.5 kJ mol⁻¹

    ΔG° = −2.303 RT log K = −2.303 × 8.314 × 298 × 5 = −28530 J।

    For a reaction at 298 K the equilibrium constant is 10⁵. Taking R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹, ΔG° is nearest to

    1. −28.5 kJ mol⁻¹
    2. +28.5 kJ mol⁻¹
    3. −57.1 kJ mol⁻¹
    4. −5.7 kJ mol⁻¹

  12. 273 K पर बर्फ की गलन एंथैल्पी 6.0 kJ mol⁻¹ है। गलन की एन्ट्रॉपी लगभग है

    1. 2.2 J K⁻¹ mol⁻¹
    2. 22.0 J K⁻¹ mol⁻¹
    3. 0.22 J K⁻¹ mol⁻¹
    4. 44.0 J K⁻¹ mol⁻¹
    उत्तर

    B. 22.0 J K⁻¹ mol⁻¹

    ΔS = ΔH/T = 6000/273 = 22.0 J K⁻¹ mol⁻¹।

    The enthalpy of fusion of ice is 6.0 kJ mol⁻¹ at 273 K. The entropy of fusion is nearest to

    1. 2.2 J K⁻¹ mol⁻¹
    2. 22.0 J K⁻¹ mol⁻¹
    3. 0.22 J K⁻¹ mol⁻¹
    4. 44.0 J K⁻¹ mol⁻¹

  13. 12 kJ K⁻¹ ऊष्माधारिता वाले बम कैलोरीमीटर में 0.5 mol यौगिक के दहन पर ताप में 0.50 K की वृद्धि होती है। प्रति मोल दहन का ΔU है

    1. −6 kJ mol⁻¹
    2. +12 kJ mol⁻¹
    3. −12 kJ mol⁻¹
    4. −24 kJ mol⁻¹
    उत्तर

    C. −12 kJ mol⁻¹

    मुक्त ऊष्मा = 12 × 0.50 = 6 kJ (0.5 mol के लिए), अतः ΔU = −6/0.5 = −12 kJ mol⁻¹ (स्थिर आयतन)।

    A bomb calorimeter with heat capacity 12 kJ K⁻¹ shows a temperature rise of 0.50 K when 0.5 mol of a compound is burnt. ΔU of combustion per mole is

    1. −6 kJ mol⁻¹
    2. +12 kJ mol⁻¹
    3. −12 kJ mol⁻¹
    4. −24 kJ mol⁻¹

  14. किसके लिए मानक विरचन एंथैल्पी शून्य होती है?

    1. O₂(g)
    2. O₃(g)
    3. C (हीरा)
    4. H(g)
    उत्तर

    A. O₂(g)

    केवल अपने सबसे स्थायी संदर्भ रूप में उपस्थित तत्व की ΔfH° = 0 होती है; O₃, हीरा और परमाण्विक H संदर्भ रूप नहीं हैं।

    The standard enthalpy of formation is zero for

    1. O₂(g)
    2. O₃(g)
    3. C (diamond)
    4. H(g)

  15. परिवर्तन NaCl(s) → Na⁺(g) + Cl⁻(g) दर्शाता है

    1. विरचन एंथैल्पी
    2. विलयन एंथैल्पी
    3. आयनन एंथैल्पी
    4. जालक एंथैल्पी
    उत्तर

    D. जालक एंथैल्पी

    एक मोल आयनिक ठोस का गैसीय आयनों में वियोजन जालक एंथैल्पी है।

    The change NaCl(s) → Na⁺(g) + Cl⁻(g) represents the

    1. enthalpy of formation
    2. enthalpy of solution
    3. ionisation enthalpy
    4. lattice enthalpy

  16. नीचे दो कथन दिए गए हैं: कथन I: आंतरिक ऊर्जा अवस्था फलन है। कथन II: किसी प्रक्रम में किया गया कार्य अवस्था फलन है।

    1. कथन I और कथन II दोनों सही हैं
    2. कथन I और कथन II दोनों गलत हैं
    3. कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है
    4. कथन I गलत है लेकिन कथन II सही है
    उत्तर

    C. कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है

    आंतरिक ऊर्जा केवल अवस्था पर निर्भर करती है, परंतु कार्य पथ पर निर्भर करता है।

    Given below are two statements: Statement I: Internal energy is a state function. Statement II: Work done in a process is a state function.

    1. Both Statement I and Statement II are correct
    2. Both Statement I and Statement II are incorrect
    3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
    4. Statement I is incorrect but Statement II is correct

  17. नीचे दो कथन दिए गए हैं: कथन I: समान अवस्थाओं के बीच आदर्श गैस के उत्क्रमणीय समतापीय प्रसार में प्राप्त कार्य अनुत्क्रमणीय प्रसार से अधिक होता है। कथन II: उत्क्रमणीय प्रक्रम में निकाय हर चरण पर परिवेश के साथ साम्य में रहता है।

    1. कथन I और कथन II दोनों सही हैं
    2. कथन I और कथन II दोनों गलत हैं
    3. कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है
    4. कथन I गलत है लेकिन कथन II सही है
    उत्तर

    A. कथन I और कथन II दोनों सही हैं

    उत्क्रमणीय प्रसार अधिकतम कार्य देता है, और यह साम्य अवस्थाओं की श्रेणी से होकर आगे बढ़ता है।

    Given below are two statements: Statement I: The work obtained in a reversible isothermal expansion of an ideal gas is greater than in an irreversible expansion between the same states. Statement II: In a reversible process the system is in equilibrium with the surroundings at every stage.

    1. Both Statement I and Statement II are correct
    2. Both Statement I and Statement II are incorrect
    3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
    4. Statement I is incorrect but Statement II is correct

  18. नीचे दो कथन दिए गए हैं: कथन I: आदर्श गैस के समतापीय प्रसार में आंतरिक ऊर्जा घटती है। कथन II: आदर्श गैस की एंथैल्पी उसके आयतन पर निर्भर करती है।

    1. कथन I और कथन II दोनों सही हैं
    2. कथन I और कथन II दोनों गलत हैं
    3. कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है
    4. कथन I गलत है लेकिन कथन II सही है
    उत्तर

    B. कथन I और कथन II दोनों गलत हैं

    आदर्श गैस की U और H केवल ताप पर निर्भर करती हैं, इसलिए T स्थिर रहने पर दोनों स्थिर रहती हैं।

    Given below are two statements: Statement I: In an isothermal expansion of an ideal gas the internal energy decreases. Statement II: The enthalpy of an ideal gas depends on its volume.

    1. Both Statement I and Statement II are correct
    2. Both Statement I and Statement II are incorrect
    3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
    4. Statement I is incorrect but Statement II is correct

  19. नीचे दो कथन दिए गए हैं: कथन I: किसी पदार्थ की दहन एंथैल्पी सदैव ऋणात्मक होती है। कथन II: प्रत्येक यौगिक की विरचन एंथैल्पी ऋणात्मक होती है।

    1. कथन I और कथन II दोनों सही हैं
    2. कथन I और कथन II दोनों गलत हैं
    3. कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है
    4. कथन I गलत है लेकिन कथन II सही है
    उत्तर

    C. कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है

    दहन ऊष्माक्षेपी है, परंतु कुछ यौगिकों, जैसे NO(g), की विरचन एंथैल्पी धनात्मक होती है।

    Given below are two statements: Statement I: The enthalpy of combustion of a substance is always negative. Statement II: The enthalpy of formation of every compound is negative.

    1. Both Statement I and Statement II are correct
    2. Both Statement I and Statement II are incorrect
    3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
    4. Statement I is incorrect but Statement II is correct

  20. नीचे दो कथन दिए गए हैं: कथन I: आदर्श गैस के लिए Cp, Cv से अधिक होती है। कथन II: स्थिर दाब पर दी गई ऊष्मा का कुछ भाग प्रसार कार्य में लगता है।

    1. कथन I और कथन II दोनों सही हैं
    2. कथन I और कथन II दोनों गलत हैं
    3. कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है
    4. कथन I गलत है लेकिन कथन II सही है
    उत्तर

    A. कथन I और कथन II दोनों सही हैं

    Cp − Cv = R क्योंकि स्थिर दाब पर ऊष्मा pV कार्य भी देती है।

    Given below are two statements: Statement I: Cp is greater than Cv for an ideal gas. Statement II: At constant pressure part of the heat supplied is used for expansion work.

    1. Both Statement I and Statement II are correct
    2. Both Statement I and Statement II are incorrect
    3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
    4. Statement I is incorrect but Statement II is correct

  21. निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं? 1. Δng = 0 होने पर ΔH = ΔU। 2. प्रत्येक गैसीय अभिक्रिया के लिए ΔH = ΔU। 3. एंथैल्पी अवस्था फलन है।

    1. 1, 2 और 3
    2. 1 और 3 केवल
    3. 2 और 3 केवल
    4. 1 और 2 केवल
    उत्तर

    B. 1 और 3 केवल

    ΔH = ΔU + ΔngRT, अतः वे केवल तभी बराबर होते हैं जब Δng = 0; H अवस्था फलन है।

    Which of the following statements are correct? 1. ΔH = ΔU when Δng = 0. 2. ΔH = ΔU for every gaseous reaction. 3. Enthalpy is a state function.

    1. 1, 2 and 3
    2. 1 and 3 only
    3. 2 and 3 only
    4. 1 and 2 only

  22. नीचे दो कथन दिए गए हैं: कथन I: स्वतः प्रवृत्त प्रक्रम में ब्रह्मांड की एन्ट्रॉपी बढ़ती है। कथन II: स्वतः प्रवृत्त प्रक्रम में निकाय की एन्ट्रॉपी सदैव बढ़नी चाहिए।

    1. कथन I और कथन II दोनों सही हैं
    2. कथन I और कथन II दोनों गलत हैं
    3. कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है
    4. कथन I गलत है लेकिन कथन II सही है
    उत्तर

    C. कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है

    केवल ब्रह्मांड की ΔS धनात्मक होनी चाहिए; यदि परिवेश को अधिक एन्ट्रॉपी प्राप्त हो, तो निकाय की एन्ट्रॉपी घट सकती है।

    Given below are two statements: Statement I: For a spontaneous process the entropy of the universe increases. Statement II: For a spontaneous process the entropy of the system must always increase.

    1. Both Statement I and Statement II are correct
    2. Both Statement I and Statement II are incorrect
    3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
    4. Statement I is incorrect but Statement II is correct

  23. नीचे दो कथन दिए गए हैं: कथन I: 0 K पर पूर्ण क्रिस्टल की एन्ट्रॉपी शून्य होती है। कथन II: किसी दिए गए पदार्थ के लिए वाष्पन की एन्ट्रॉपी गलन की एन्ट्रॉपी से अधिक होती है।

    1. कथन I और कथन II दोनों सही हैं
    2. कथन I और कथन II दोनों गलत हैं
    3. कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है
    4. कथन I गलत है लेकिन कथन II सही है
    उत्तर

    A. कथन I और कथन II दोनों सही हैं

    तृतीय नियम और ΔvapS > ΔfusS (गैस द्रव की तुलना में कहीं अधिक अव्यवस्थित होती है) दोनों सत्य हैं।

    Given below are two statements: Statement I: The entropy of a perfect crystal is zero at 0 K. Statement II: For a given substance, the entropy of vaporisation is greater than the entropy of fusion.

    1. Both Statement I and Statement II are correct
    2. Both Statement I and Statement II are incorrect
    3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
    4. Statement I is incorrect but Statement II is correct

  24. निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं? 1. ΔH < 0 और ΔS < 0 वाली अभिक्रिया निम्न ताप पर स्वतः प्रवृत्त होती है। 2. ΔH > 0 और ΔS > 0 वाली अभिक्रिया उच्च ताप पर स्वतः प्रवृत्त होती है। 3. ΔH > 0 और ΔS < 0 वाली अभिक्रिया सभी तापों पर स्वतः प्रवृत्त होती है।

    1. 1, 2 और 3
    2. 2 और 3 केवल
    3. 1 और 3 केवल
    4. 1 और 2 केवल
    उत्तर

    D. 1 और 2 केवल

    ΔG = ΔH − TΔS। कथन 1 और 2 सत्य हैं; ΔH > 0 और ΔS < 0 होने पर ΔG सदैव धनात्मक होता है।

    Which of the following statements are correct? 1. A reaction with ΔH < 0 and ΔS < 0 is spontaneous at low temperature. 2. A reaction with ΔH > 0 and ΔS > 0 is spontaneous at high temperature. 3. A reaction with ΔH > 0 and ΔS < 0 is spontaneous at all temperatures.

    1. 1, 2 and 3
    2. 2 and 3 only
    3. 1 and 3 only
    4. 1 and 2 only

  25. नीचे दो कथन दिए गए हैं: कथन I: जल की वाष्पन एंथैल्पी ऋणात्मक होती है। कथन II: द्रव के वाष्पन के लिए ऊष्मा का अवशोषण आवश्यक है।

    1. कथन I और कथन II दोनों सही हैं
    2. कथन I और कथन II दोनों गलत हैं
    3. कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है
    4. कथन I गलत है लेकिन कथन II सही है
    उत्तर

    D. कथन I गलत है लेकिन कथन II सही है

    वाष्पन ऊष्माशोषी है, अतः ΔvapH धनात्मक है; कथन II सत्य है।

    Given below are two statements: Statement I: The enthalpy of vaporisation of water is negative. Statement II: Evaporation of a liquid requires absorption of heat.

    1. Both Statement I and Statement II are correct
    2. Both Statement I and Statement II are incorrect
    3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
    4. Statement I is incorrect but Statement II is correct

  26. अभिकथन (A): आदर्श गैस के समतापीय प्रसार के लिए ΔU = 0। कारण (R): आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा केवल उसके ताप पर निर्भर करती है।

    1. A और R दोनों सत्य हैं और R, A की सही व्याख्या है
    2. A और R दोनों सत्य हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है
    3. A सत्य है लेकिन R असत्य है
    4. A असत्य है लेकिन R सत्य है
    उत्तर

    A. A और R दोनों सत्य हैं और R, A की सही व्याख्या है

    ताप नहीं बदलता, इसलिए U नहीं बदलती।

    Assertion (A): ΔU = 0 for the isothermal expansion of an ideal gas. Reason (R): The internal energy of an ideal gas depends only on its temperature.

    1. Both A and R are true and R is the correct explanation of A
    2. Both A and R are true but R is not the correct explanation of A
    3. A is true but R is false
    4. A is false but R is true

  27. अभिकथन (A): जल की वाष्पन एंथैल्पी धनात्मक होती है। कारण (R): गैस की एन्ट्रॉपी द्रव से अधिक होती है।

    1. A और R दोनों सत्य हैं और R, A की सही व्याख्या है
    2. A और R दोनों सत्य हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है
    3. A सत्य है लेकिन R असत्य है
    4. A असत्य है लेकिन R सत्य है
    उत्तर

    B. A और R दोनों सत्य हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है

    दोनों सत्य हैं, परंतु ΔvapH का चिह्न आकर्षण बलों को पार करने के लिए आवश्यक ऊर्जा के कारण है, एन्ट्रॉपी के कारण नहीं।

    Assertion (A): The enthalpy of vaporisation of water is positive. Reason (R): The entropy of a gas is greater than that of the liquid.

    1. Both A and R are true and R is the correct explanation of A
    2. Both A and R are true but R is not the correct explanation of A
    3. A is true but R is false
    4. A is false but R is true

  28. अभिकथन (A): आदर्श गैस द्वारा मुक्त प्रसार में किया गया कार्य शून्य होता है। कारण (R): मुक्त प्रसार 1 atm के स्थिर बाह्य दाब के विरुद्ध होता है।

    1. A और R दोनों सत्य हैं और R, A की सही व्याख्या है
    2. A और R दोनों सत्य हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है
    3. A सत्य है लेकिन R असत्य है
    4. A असत्य है लेकिन R सत्य है
    उत्तर

    C. A सत्य है लेकिन R असत्य है

    मुक्त प्रसार शून्य बाह्य दाब के विरुद्ध होता है; अतः R असत्य है।

    Assertion (A): The work done by an ideal gas in free expansion is zero. Reason (R): Free expansion takes place against a constant external pressure of 1 atm.

    1. Both A and R are true and R is the correct explanation of A
    2. Both A and R are true but R is not the correct explanation of A
    3. A is true but R is false
    4. A is false but R is true

  29. अभिकथन (A): ऊष्मा अवस्था फलन है। कारण (R): स्थिर दाब पर अवशोषित ऊष्मा एंथैल्पी परिवर्तन के बराबर होती है।

    1. A और R दोनों सत्य हैं और R, A की सही व्याख्या है
    2. A और R दोनों सत्य हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है
    3. A सत्य है लेकिन R असत्य है
    4. A असत्य है लेकिन R सत्य है
    उत्तर

    D. A असत्य है लेकिन R सत्य है

    ऊष्मा पथ फलन है, अतः A असत्य है; qp = ΔH सत्य है।

    Assertion (A): Heat is a state function. Reason (R): The heat absorbed at constant pressure is equal to the enthalpy change.

    1. Both A and R are true and R is the correct explanation of A
    2. Both A and R are true but R is not the correct explanation of A
    3. A is true but R is false
    4. A is false but R is true

  30. अभिकथन (A): CO₂(g) की मानक विरचन एंथैल्पी ग्रेफाइट की मानक दहन एंथैल्पी के बराबर होती है। कारण (R): दोनों अभिक्रिया C(graphite) + O₂(g) → CO₂(g) को दर्शाती हैं।

    1. A और R दोनों सत्य हैं और R, A की सही व्याख्या है
    2. A और R दोनों सत्य हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है
    3. A सत्य है लेकिन R असत्य है
    4. A असत्य है लेकिन R सत्य है
    उत्तर

    A. A और R दोनों सत्य हैं और R, A की सही व्याख्या है

    दोनों परिभाषाएँ एक ही अभिक्रिया का वर्णन करती हैं।

    Assertion (A): The standard enthalpy of formation of CO₂(g) equals the standard enthalpy of combustion of graphite. Reason (R): Both refer to the reaction C(graphite) + O₂(g) → CO₂(g).

    1. Both A and R are true and R is the correct explanation of A
    2. Both A and R are true but R is not the correct explanation of A
    3. A is true but R is false
    4. A is false but R is true

  31. सूची I को सूची II से सुमेलित कीजिए। सूची I: a. विस्तीर्ण गुण b. गहन गुण c. अवस्था फलन d. पथ फलन सूची II: i. दाब ii. द्रव्यमान iii. कार्य iv. आंतरिक ऊर्जा

    1. a-ii, b-i, c-iii, d-iv
    2. a-i, b-ii, c-iv, d-iii
    3. a-iv, b-i, c-ii, d-iii
    4. a-ii, b-i, c-iv, d-iii
    उत्तर

    D. a-ii, b-i, c-iv, d-iii

    द्रव्यमान विस्तीर्ण है, दाब गहन है, आंतरिक ऊर्जा अवस्था फलन है और कार्य पथ फलन है।

    Match List I with List II. List I: a. Extensive property b. Intensive property c. State function d. Path function List II: i. Pressure ii. Mass iii. Work iv. Internal energy

    1. a-ii, b-i, c-iii, d-iv
    2. a-i, b-ii, c-iv, d-iii
    3. a-iv, b-i, c-ii, d-iii
    4. a-ii, b-i, c-iv, d-iii

  32. सूची I को सूची II से सुमेलित कीजिए। सूची I: a. दहन एंथैल्पी b. गलन एंथैल्पी c. परमाणुकरण एंथैल्पी d. ऊर्ध्वपातन एंथैल्पी सूची II: i. H₂O(s) → H₂O(l) ii. CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l) iii. CH₄(g) → C(g) + 4H(g) iv. I₂(s) → I₂(g)

    1. a-i, b-ii, c-iii, d-iv
    2. a-ii, b-i, c-iii, d-iv
    3. a-ii, b-i, c-iv, d-iii
    4. a-iii, b-i, c-ii, d-iv
    उत्तर

    B. a-ii, b-i, c-iii, d-iv

    प्रत्येक पद का मिलान उसके परिभाषित परिवर्तन से किया गया है।

    Match List I with List II. List I: a. Enthalpy of combustion b. Enthalpy of fusion c. Enthalpy of atomisation d. Enthalpy of sublimation List II: i. H₂O(s) → H₂O(l) ii. CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l) iii. CH₄(g) → C(g) + 4H(g) iv. I₂(s) → I₂(g)

    1. a-i, b-ii, c-iii, d-iv
    2. a-ii, b-i, c-iii, d-iv
    3. a-ii, b-i, c-iv, d-iii
    4. a-iii, b-i, c-ii, d-iv

  33. सूची I को सूची II से सुमेलित कीजिए। सूची I: a. ΔH < 0, ΔS > 0 b. ΔH > 0, ΔS < 0 c. ΔH < 0, ΔS < 0 d. ΔH > 0, ΔS > 0 सूची II: i. केवल निम्न ताप पर स्वतः प्रवृत्त ii. सभी तापों पर स्वतः प्रवृत्त iii. सभी तापों पर अस्वतः प्रवृत्त iv. केवल उच्च ताप पर स्वतः प्रवृत्त

    1. a-iii, b-ii, c-i, d-iv
    2. a-ii, b-iii, c-i, d-iv
    3. a-ii, b-iii, c-iv, d-i
    4. a-i, b-iii, c-ii, d-iv
    उत्तर

    B. a-ii, b-iii, c-i, d-iv

    ΔG = ΔH − TΔS से: a सदैव ऋणात्मक, b सदैव धनात्मक, c निम्न T पर ऋणात्मक, d उच्च T पर ऋणात्मक।

    Match List I with List II. List I: a. ΔH < 0, ΔS > 0 b. ΔH > 0, ΔS < 0 c. ΔH < 0, ΔS < 0 d. ΔH > 0, ΔS > 0 List II: i. Spontaneous at low temperature only ii. Spontaneous at all temperatures iii. Non-spontaneous at all temperatures iv. Spontaneous at high temperature only

    1. a-iii, b-ii, c-i, d-iv
    2. a-ii, b-iii, c-i, d-iv
    3. a-ii, b-iii, c-iv, d-i
    4. a-i, b-iii, c-ii, d-iv

  34. सूची I को सूची II से सुमेलित कीजिए। सूची I: a. Cp − Cv (एक मोल आदर्श गैस) b. समतापीय उत्क्रमणीय प्रसार का कार्य c. ΔG° d. गलन की एन्ट्रॉपी सूची II: i. −2.303 nRT log (V₂/V₁) ii. ΔfusH/Tf iii. −2.303 RT log K iv. R

    1. a-iv, b-iii, c-i, d-ii
    2. a-iv, b-i, c-ii, d-iii
    3. a-iv, b-i, c-iii, d-ii
    4. a-i, b-iv, c-iii, d-ii
    उत्तर

    C. a-iv, b-i, c-iii, d-ii

    मानक संबंध: Cp − Cv = R, w = −2.303 nRT log (V₂/V₁), ΔG° = −2.303 RT log K, ΔS = ΔH/T।

    Match List I with List II. List I: a. Cp − Cv (one mole of ideal gas) b. Work of isothermal reversible expansion c. ΔG° d. Entropy of fusion List II: i. −2.303 nRT log (V₂/V₁) ii. ΔfusH/Tf iii. −2.303 RT log K iv. R

    1. a-iv, b-iii, c-i, d-ii
    2. a-iv, b-i, c-ii, d-iii
    3. a-iv, b-i, c-iii, d-ii
    4. a-i, b-iv, c-iii, d-ii

  35. सूची I को सूची II से सुमेलित कीजिए। सूची I: a. समतापीय प्रक्रम b. रुद्धोष्म प्रक्रम c. समआयतनिक प्रक्रम d. समदाबी प्रक्रम सूची II: i. q = 0 ii. दाब स्थिर iii. ΔT = 0 iv. आयतन स्थिर

    1. a-i, b-iii, c-iv, d-ii
    2. a-ii, b-i, c-iv, d-iii
    3. a-iii, b-i, c-ii, d-iv
    4. a-iii, b-i, c-iv, d-ii
    उत्तर

    D. a-iii, b-i, c-iv, d-ii

    समतापीय का अर्थ ΔT = 0, रुद्धोष्म में q = 0, समआयतनिक में आयतन स्थिर, समदाबी में दाब स्थिर।

    Match List I with List II. List I: a. Isothermal process b. Adiabatic process c. Isochoric process d. Isobaric process List II: i. q = 0 ii. Pressure constant iii. ΔT = 0 iv. Volume constant

    1. a-i, b-iii, c-iv, d-ii
    2. a-ii, b-i, c-iv, d-iii
    3. a-iii, b-i, c-ii, d-iv
    4. a-iii, b-i, c-iv, d-ii

  36. सूची I को सूची II से सुमेलित कीजिए। सूची I: a. आयनन एंथैल्पी b. जालक एंथैल्पी c. जलयोजन एंथैल्पी d. विलयन एंथैल्पी सूची II: i. NaCl(s) → Na⁺(g) + Cl⁻(g) ii. Na(g) → Na⁺(g) + e⁻ iii. NaCl(s) + aq → Na⁺(aq) + Cl⁻(aq) iv. Na⁺(g) + aq → Na⁺(aq)

    1. a-i, b-ii, c-iv, d-iii
    2. a-ii, b-iv, c-i, d-iii
    3. a-ii, b-i, c-iii, d-iv
    4. a-ii, b-i, c-iv, d-iii
    उत्तर

    D. a-ii, b-i, c-iv, d-iii

    प्रत्येक पद सोडियम क्लोराइड के लिए दिखाए गए परिवर्तन से मेल खाता है।

    Match List I with List II. List I: a. Ionisation enthalpy b. Lattice enthalpy c. Hydration enthalpy d. Enthalpy of solution List II: i. NaCl(s) → Na⁺(g) + Cl⁻(g) ii. Na(g) → Na⁺(g) + e⁻ iii. NaCl(s) + aq → Na⁺(aq) + Cl⁻(aq) iv. Na⁺(g) + aq → Na⁺(aq)

    1. a-i, b-ii, c-iv, d-iii
    2. a-ii, b-iv, c-i, d-iii
    3. a-ii, b-i, c-iii, d-iv
    4. a-ii, b-i, c-iv, d-iii

  37. एक मोल आदर्श गैस 300 K पर 10 L से 100 L तक समतापीय और उत्क्रमणीय रूप से प्रसारित होती है। R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹ और log 10 = 1 लेने पर गैस पर किया गया कार्य है

    1. −5.74 kJ
    2. 0 kJ
    3. −57.4 kJ
    4. +5.74 kJ
    उत्तर

    A. −5.74 kJ

    w = −2.303 nRT log (V₂/V₁) = −2.303 × 8.314 × 300 × 1 = −5744 J।

    One mole of an ideal gas expands isothermally and reversibly from 10 L to 100 L at 300 K. Using R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹ and log 10 = 1, the work done on the gas is

    1. −5.74 kJ
    2. 0 kJ
    3. −57.4 kJ
    4. +5.74 kJ

  38. दिया है C(graphite) + O₂(g) → CO₂(g), ΔH = −393.5 kJ mol⁻¹ और CO(g) + ½O₂(g) → CO₂(g), ΔH = −283.0 kJ mol⁻¹। C(graphite) + ½O₂(g) → CO(g) के लिए एंथैल्पी परिवर्तन है

    1. +110.5 kJ mol⁻¹
    2. −110.5 kJ mol⁻¹
    3. −676.5 kJ mol⁻¹
    4. −283.0 kJ mol⁻¹
    उत्तर

    B. −110.5 kJ mol⁻¹

    पहली समीकरण में से दूसरी घटाने पर: −393.5 − (−283.0) = −110.5 kJ mol⁻¹।

    Given C(graphite) + O₂(g) → CO₂(g), ΔH = −393.5 kJ mol⁻¹ and CO(g) + ½O₂(g) → CO₂(g), ΔH = −283.0 kJ mol⁻¹. The enthalpy change for C(graphite) + ½O₂(g) → CO(g) is

    1. +110.5 kJ mol⁻¹
    2. −110.5 kJ mol⁻¹
    3. −676.5 kJ mol⁻¹
    4. −283.0 kJ mol⁻¹

  39. 298 K पर N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g) के लिए ΔH = −92.4 kJ है। R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹ लेने पर ΔU का मान लगभग है

    1. −97.4 kJ
    2. −89.9 kJ
    3. −87.4 kJ
    4. −92.4 kJ
    उत्तर

    C. −87.4 kJ

    Δng = −2; ΔU = ΔH − ΔngRT = −92.4 + 2 × 8.314 × 298/1000 = −92.4 + 4.96 = −87.4 kJ।

    For N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g), ΔH = −92.4 kJ at 298 K. Taking R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹, ΔU is nearest to

    1. −97.4 kJ
    2. −89.9 kJ
    3. −87.4 kJ
    4. −92.4 kJ

  40. CH₄(g) की परमाणुकरण एंथैल्पी 1665 kJ mol⁻¹ है। मेथैन में औसत C–H आबंध एंथैल्पी लगभग है

    1. 416 kJ mol⁻¹
    2. 6660 kJ mol⁻¹
    3. 208 kJ mol⁻¹
    4. 1665 kJ mol⁻¹
    उत्तर

    A. 416 kJ mol⁻¹

    CH₄ में चार C–H आबंध हैं; 1665/4 = 416 kJ mol⁻¹।

    The enthalpy of atomisation of CH₄(g) is 1665 kJ mol⁻¹. The mean C–H bond enthalpy in methane is nearest to

    1. 416 kJ mol⁻¹
    2. 6660 kJ mol⁻¹
    3. 208 kJ mol⁻¹
    4. 1665 kJ mol⁻¹

  41. एक अभिक्रिया के लिए ΔH = −40 kJ mol⁻¹ और ΔS = −100 J K⁻¹ mol⁻¹ है। यह स्वतः प्रवृत्त है

    1. केवल 400 K से ऊपर
    2. सभी तापों पर
    3. केवल 400 K से नीचे
    4. किसी भी ताप पर नहीं
    उत्तर

    C. केवल 400 K से नीचे

    ΔG = −40000 + 100T; ΔG < 0 जब T < 400 K।

    A reaction has ΔH = −40 kJ mol⁻¹ and ΔS = −100 J K⁻¹ mol⁻¹. It is spontaneous

    1. above 400 K only
    2. at all temperatures
    3. below 400 K only
    4. at no temperature

  42. एक आदर्श गैस ऊष्मीय रूप से रोधित दृढ़ पात्र के भीतर एक निर्वातित पात्र में प्रसारित होती है। इस प्रक्रम के लिए

    1. q = 0, w > 0 और ΔU > 0
    2. q = 0, w = 0 और ΔU = 0
    3. q > 0, w = 0 और ΔU > 0
    4. q = 0, w < 0 और ΔU < 0
    उत्तर

    B. q = 0, w = 0 और ΔU = 0

    मुक्त प्रसार: pex = 0 अतः w = 0; रोधित है अतः q = 0; इसलिए ΔU = 0।

    An ideal gas expands into an evacuated container, inside a thermally insulated rigid vessel. For this process

    1. q = 0, w > 0 and ΔU > 0
    2. q = 0, w = 0 and ΔU = 0
    3. q > 0, w = 0 and ΔU > 0
    4. q = 0, w < 0 and ΔU < 0

  43. 298 K पर एक अभिक्रिया के लिए ΔH = −92.2 kJ और ΔS = −198.6 J K⁻¹ है। ΔG का मान लगभग है

    1. +33.0 kJ
    2. −92.2 kJ
    3. −151.4 kJ
    4. −33.0 kJ
    उत्तर

    D. −33.0 kJ

    TΔS = 298 × (−198.6) = −59183 J; ΔG = −92.2 − (−59.2) = −33.0 kJ।

    For a reaction ΔH = −92.2 kJ and ΔS = −198.6 J K⁻¹ at 298 K. The value of ΔG is nearest to

    1. +33.0 kJ
    2. −92.2 kJ
    3. −151.4 kJ
    4. −33.0 kJ
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