प्रश्न 1. किसी प्रतिवर्ती अभिक्रिया (Reversible Reaction) में स्थापित रासायनिक साम्यावस्था (Chemical Equilibrium) की सही प्रकृति क्या होती है?
Q1. The correct nature of chemical equilibrium established in a reversible reaction is:
सही उत्तर: B) गतिक (Dynamic) – अग्र एवं प्रतीप दोनों अभिक्रियाएं समान दर से चलती रहती हैं
Correct Answer: B) Dynamic – in which both forward and backward reactions proceed at the same rate
स्पष्टीकरण: रासायनिक साम्यावस्था गतिक (Dynamic) होती है। साम्यावस्था पर अभिक्रिया रुकती नहीं है, बल्कि अग्र अभिक्रिया (forward reaction) की दर और प्रतीप अभिक्रिया (backward reaction) की दर एक-दूसरे के ठीक बराबर हो जाती हैं। इस कारण अभिकारकों और उत्पादों की सांद्रताएँ समय के साथ स्थिर बनी रहती हैं।
Explanation: Chemical equilibrium is dynamic in nature. At equilibrium, the reaction does not stop; instead, the rate of the forward reaction becomes exactly equal to the rate of the backward reaction. As a result, the concentrations of reactants and products remain constant over time.
प्रश्न 2. किसी साम्यावस्था तंत्र में उत्प्रेरक (Catalyst) मिलाने पर निम्नलिखित में से क्या परिवर्तन होता है?
Q2. When a catalyst is added to a system at chemical equilibrium, which of the following changes?
सही उत्तर: B) साम्यावस्था प्राप्त करने में लगने वाला समय घट जाता है
Correct Answer: B) The time required to reach equilibrium decreases
स्पष्टीकरण: उत्प्रेरक सक्रियण ऊर्जा (activation energy) को कम करके अग्र और प्रतीप दोनों अभिक्रियाओं की दरों को समान रूप से बढ़ाता है। यह साम्यावस्था की स्थिति या साम्य स्थिरांक (K_c) को प्रभावित नहीं करता है। इसका एकमात्र कार्य साम्यावस्था को **तेजी से (कम समय में)** स्थापित करना है।
Explanation: A catalyst increases the rates of both forward and backward reactions equally by lowering the activation energy barrier. It does not affect the position of equilibrium or the value of the equilibrium constant (K_c). It only helps in **attaining the equilibrium faster** (decreases the time required).
प्रश्न 3. गैसों के आंशिक दाब के पदों में साम्य स्थिरांक (K_p) और सांद्रता के पदों में साम्य स्थिरांक (K_c) के बीच संबंध K_p = K_c(RT)Δn_g होता है। निम्नलिखित में से किस अभिक्रिया के लिए K_p = K_c होगा?
Q3. The relationship between equilibrium constants is given by K_p = K_c(RT)Δn_g. For which of the following reactions does K_p = K_c?
सही उत्तर: C) H₂(g) + I₂(g) &rightleftharpoons 2HI(g)
Correct Answer: C) H₂(g) + I₂(g) &rightleftharpoons 2HI(g)
स्पष्टीकरण: K_p = K_c होने के लिए अभिक्रिया के गैसीय मोलों में परिवर्तन (Δn_g) शून्य होना चाहिए।
– अभिक्रिया C में: H₂(g) + I₂(g) &rightleftharpoons 2HI(g)
Δn_g = 2 – (1 + 1) = 0
अतः, K_p = K_c(RT)⁰ = K_c × 1 ⇒ K_p = K_c।
– अभिक्रिया C में: H₂(g) + I₂(g) &rightleftharpoons 2HI(g)
Δn_g = 2 – (1 + 1) = 0
अतः, K_p = K_c(RT)⁰ = K_c × 1 ⇒ K_p = K_c।
Explanation: For K_p = K_c, the change in the number of gaseous moles (Δn_g) must be zero.
– In reaction C: H₂(g) + I₂(g) &rightleftharpoons 2HI(g)
Δn_g = 2 – (1 + 1) = 0.
Therefore, K_p = K_c(RT)⁰ = K_c.
– In reaction C: H₂(g) + I₂(g) &rightleftharpoons 2HI(g)
Δn_g = 2 – (1 + 1) = 0.
Therefore, K_p = K_c(RT)⁰ = K_c.
प्रश्न 4. गैसीय अभिक्रिया N₂(g) + 3H₂(g) &rightleftharpoons 2NH₃(g) के लिए साम्य स्थिरांक K_p का मात्रक (SI/Common Unit) क्या होगा?
Q4. For the gaseous reaction N₂(g) + 3H₂(g) &rightleftharpoons 2NH₃(g), the unit of equilibrium constant K_p is:
सही उत्तर: C) atm⁻² (या bar⁻²)
Correct Answer: C) atm⁻² (or bar⁻²)
स्पष्टीकरण: K_p का सामान्य मात्रक सूत्र (atm)Δn_g या (bar)Δn_g होता है।
दी गई अभिक्रिया के लिए: Δn_g = 2 – (1 + 3) = -2।
अतः K_p का मात्रक = (atm)⁻² = atm⁻² (या bar⁻²) होगा।
दी गई अभिक्रिया के लिए: Δn_g = 2 – (1 + 3) = -2।
अतः K_p का मात्रक = (atm)⁻² = atm⁻² (या bar⁻²) होगा।
Explanation: The unit of K_p is given by (atm)Δn_g or (bar)Δn_g.
For the given reaction: Δn_g = 2 – (1 + 3) = -2.
Thus, the unit of K_p is atm⁻² (or bar⁻²).
For the given reaction: Δn_g = 2 – (1 + 3) = -2.
Thus, the unit of K_p is atm⁻² (or bar⁻²).
प्रश्न 5. यदि अभिक्रिया A &rightleftharpoons B के लिए साम्य स्थिरांक K है, तो उल्टी अभिक्रिया B &rightleftharpoons A के लिए साम्य स्थिरांक का मान क्या होगा?
Q5. If the equilibrium constant for the reaction A &rightleftharpoons B is K, then the equilibrium constant for the reverse reaction B &rightleftharpoons A will be:
सही उत्तर: B) 1 / K
Correct Answer: B) 1 / K
स्पष्टीकरण: रासायनिक साम्य के नियमों के अनुसार, जब किसी रासायनिक समीकरण को उल्टा (reverse) लिखा जाता है, तो नए साम्य स्थिरांक का मान मूल साम्य स्थिरांक का व्युत्क्रम (reciprocal) हो जाता है।
अर्थात्, K_reverse = 1 / K_forward।
अर्थात्, K_reverse = 1 / K_forward।
Explanation: According to the properties of the equilibrium constant, when a chemical equation is reversed, the equilibrium constant of the reverse reaction becomes the reciprocal of the forward reaction’s constant.
Thus, K_reverse = 1 / K.
Thus, K_reverse = 1 / K.
प्रश्न 6. यदि अभिक्रिया X &rightleftharpoons Y के लिए साम्य स्थिरांक K_1 है, तो अभिक्रिया 2X &rightleftharpoons 2Y के लिए साम्य स्थिरांक (K_2) का मान क्या होगा?
Q6. If the equilibrium constant for the reaction X &rightleftharpoons Y is K_1, then the equilibrium constant (K_2) for the reaction 2X &rightleftharpoons 2Y is:
सही उत्तर: B) K_1²
Correct Answer: B) K_1²
स्पष्टीकरण: जब किसी संतुलित रासायनिक समीकरण को किसी संख्या ‘n‘ से गुणा किया जाता है, तो नया साम्य स्थिरांक मूल साम्य स्थिरांक की घात ‘n‘ बन जाता है।
यहाँ समीकरण को 2 से गुणा किया गया है, अतः:
K_2 = (K_1)² = K_1²।
यहाँ समीकरण को 2 से गुणा किया गया है, अतः:
K_2 = (K_1)² = K_1²।
Explanation: When a balanced chemical equation is multiplied by a factor ‘n‘, the new equilibrium constant is raised to the power of ‘n‘.
Here, the equation is multiplied by 2, so the new constant K_2 = K_1².
Here, the equation is multiplied by 2, so the new constant K_2 = K_1².
प्रश्न 7. निम्नलिखित दो क्रमिक साम्यावस्थाओं पर विचार करें:
1. A &rightleftharpoons B (साम्य स्थिरांक = K₁)
2. B &rightleftharpoons C (साम्य स्थिरांक = K₂)
तो समग्र नेट अभिक्रिया A &rightleftharpoons C के लिए साम्य स्थिरांक (K) का मान क्या होगा?
1. A &rightleftharpoons B (साम्य स्थिरांक = K₁)
2. B &rightleftharpoons C (साम्य स्थिरांक = K₂)
तो समग्र नेट अभिक्रिया A &rightleftharpoons C के लिए साम्य स्थिरांक (K) का मान क्या होगा?
Q7. Consider the following two-step equilibria:
1. A &rightleftharpoons B (Equilibrium constant = K₁)
2. B &rightleftharpoons C (Equilibrium constant = K₂)
The equilibrium constant (K) for the net reaction A &rightleftharpoons C is:
1. A &rightleftharpoons B (Equilibrium constant = K₁)
2. B &rightleftharpoons C (Equilibrium constant = K₂)
The equilibrium constant (K) for the net reaction A &rightleftharpoons C is:
सही उत्तर: C) K₁ × K₂
Correct Answer: C) K₁ × K₂
स्पष्टीकरण: जब दो या दो से अधिक रासायनिक अभिक्रियाओं को जोड़ा जाता है ताकि एक नेट समग्र अभिक्रिया प्राप्त हो सके, तो नेट अभिक्रिया का साम्य स्थिरांक व्यक्तिगत अभिक्रियाओं के साम्य स्थिरांकों के गुणनफल (product) के बराबर होता है।
अतः, K = K₁ × K₂।
अतः, K = K₁ × K₂।
Explanation: When two or more chemical equations are added to yield a net chemical equation, the equilibrium constant of the net equation is the product of the equilibrium constants of the individual steps.
Hence, K = K₁ × K₂.
Hence, K = K₁ × K₂.
प्रश्न 8. अमोनिया के संश्लेषण की गैसीय अभिक्रिया N₂(g) + 3H₂(g) &rightleftharpoons 2NH₃(g) + ऊष्मा (ऊष्माक्षेपी) के लिए ला-शातेलिए नियम (Le Chatelier’s Principle) के अनुसार, **अग्र दिशा में साम्य विस्थापन (Forward shift)** के लिए कौन सी परिस्थितियाँ अनुकूल होंगी?
Q8. For the synthesis of ammonia, N₂(g) + 3H₂(g) &rightleftharpoons 2NH₃(g) + Heat (ΔH = negative), which of the following set of conditions favors the forward reaction according to Le Chatelier’s Principle?
सही उत्तर: B) निम्न ताप और उच्च दाब (Low temperature and high pressure)
Correct Answer: B) Low temp and high pressure
स्पष्टीकरण: ला-शातेलिए नियम के अनुसार:
– **दाब का प्रभाव:** दाब बढ़ाने पर साम्य उस दिशा में विस्थापित होता है जहाँ गैसीय मोलों की संख्या कम हो (यहाँ अभिकारक में 4 मोल हैं और उत्पाद में 2 मोल)। अतः **उच्च दाब** अनुकूल है।
– **ताप का प्रभाव:** ऊष्माक्षेपी (ΔH < 0) अभिक्रियाओं के लिए तापमान कम करने पर साम्य आगे की ओर खिसकता है। अतः **निम्न ताप** अनुकूल है।
– **दाब का प्रभाव:** दाब बढ़ाने पर साम्य उस दिशा में विस्थापित होता है जहाँ गैसीय मोलों की संख्या कम हो (यहाँ अभिकारक में 4 मोल हैं और उत्पाद में 2 मोल)। अतः **उच्च दाब** अनुकूल है।
– **ताप का प्रभाव:** ऊष्माक्षेपी (ΔH < 0) अभिक्रियाओं के लिए तापमान कम करने पर साम्य आगे की ओर खिसकता है। अतः **निम्न ताप** अनुकूल है।
Explanation: According to Le Chatelier’s Principle:
– **Pressure effect:** Increasing pressure shifts equilibrium to the side with fewer gas moles (from 4 moles of reactants to 2 moles of product). Thus, **high pressure** is favorable.
– **Temperature effect:** Since the reaction is exothermic, decreasing the temperature shifts the equilibrium in the forward direction. Thus, **low temperature** is favorable.
– **Pressure effect:** Increasing pressure shifts equilibrium to the side with fewer gas moles (from 4 moles of reactants to 2 moles of product). Thus, **high pressure** is favorable.
– **Temperature effect:** Since the reaction is exothermic, decreasing the temperature shifts the equilibrium in the forward direction. Thus, **low temperature** is favorable.
प्रश्न 9. किसी गैसीय साम्यावस्था मिश्रण (जैसे PCl₅ &rightleftharpoons PCl₃ + Cl₂) में **स्थिर आयतन (Constant Volume)** पर किसी अक्रिय गैस (जैसे हीलियम या आर्गन) को मिलाने पर साम्यावस्था की स्थिति पर क्या प्रभाव पड़ता है?
Q9. What is the effect of adding an inert gas (like Helium) at **constant volume** to a system at gaseous chemical equilibrium?
सही उत्तर: C) साम्यावस्था अप्रभावित रहती है (No effect on equilibrium)
Correct Answer: C) Equilibrium remains completely unaffected
स्पष्टीकरण: जब स्थिर आयतन पर किसी अक्रिय गैस को मिलाया जाता है, तो यद्यपि कुल दाब बढ़ जाता है, परंतु अभिक्रिया में भाग लेने वाली गैसों के आंशिक दाब (partial pressures) या मोलर सांद्रताओं में कोई परिवर्तन नहीं होता है। अतः स्थिर आयतन पर अक्रिय गैस मिलाने का साम्यावस्था की स्थिति पर **कोई प्रभाव नहीं पड़ता है**। (यदि स्थिर दाब पर मिलाया जाता, तो साम्य अधिक मोलों की दिशा में विस्थापित होता)।
Explanation: Adding an inert gas at constant volume increases the total pressure, but it does not alter the partial pressures or molar concentrations of the reacting species. Since the active concentrations remain unchanged, there is **no effect** on the state of equilibrium. (Inert gas addition at constant pressure shifts the equilibrium to the side with a greater number of moles).
प्रश्न 10. यदि किसी दी गई रासायनिक अभिक्रिया के लिए किसी समय पर अभिक्रिया भागफल (Reaction Quotient, Q_c) का मान साम्य स्थिरांक (K_c) से अधिक प्राप्त होता है (Q_c > K_c), तो साम्यावस्था प्राप्त करने के लिए अभिक्रिया किस दिशा में अग्रसर होगी?
Q10. If at any stage of a reaction, the reaction quotient (Q_c) is greater than the equilibrium constant (K_c), i.e., Q_c > K_c, the reaction will proceed in:
सही उत्तर: B) प्रतीप/पशच दिशा (Backward/Reverse direction) में
Correct Answer: B) Backward/Reverse direction
स्पष्टीकरण: अभिक्रिया की दिशा की भविष्यवाणी निम्न प्रकार की जाती है:
– **Q_c < K_c:** अभिक्रिया अग्र दिशा (forward) में चलेगी (अभिकारक उत्पादों में बदलेंगे)।
– **Q_c = K_c:** अभिक्रिया साम्यावस्था में है।
– **Q_c > K_c:** उत्पाद बहुत अधिक हैं। साम्यावस्था प्राप्त करने के लिए अभिक्रिया **विपरीत/प्रतीप (backward)** दिशा में चलेगी (उत्पाद अभिकारकों में बदलेंगे)।
– **Q_c < K_c:** अभिक्रिया अग्र दिशा (forward) में चलेगी (अभिकारक उत्पादों में बदलेंगे)।
– **Q_c = K_c:** अभिक्रिया साम्यावस्था में है।
– **Q_c > K_c:** उत्पाद बहुत अधिक हैं। साम्यावस्था प्राप्त करने के लिए अभिक्रिया **विपरीत/प्रतीप (backward)** दिशा में चलेगी (उत्पाद अभिकारकों में बदलेंगे)।
Explanation: Predicting the direction of a chemical reaction:
– **Q_c < K_c:** The reaction proceeds in the forward direction.
– **Q_c = K_c:** The system is at equilibrium.
– **Q_c > K_c:** The concentration of products is higher than at equilibrium. To attain equilibrium, the reaction proceeds in the **backward/reverse direction**.
– **Q_c < K_c:** The reaction proceeds in the forward direction.
– **Q_c = K_c:** The system is at equilibrium.
– **Q_c > K_c:** The concentration of products is higher than at equilibrium. To attain equilibrium, the reaction proceeds in the **backward/reverse direction**.
प्रश्न 11. विषमांगी साम्यावस्था (Heterogeneous Equilibrium) CaCO₃(s) &rightleftharpoons CaO(s) + CO₂(g) के लिए साम्य स्थिरांक K_c का सही व्यंजक क्या होगा?
Q11. For the heterogeneous equilibrium CaCO₃(s) &rightleftharpoons CaO(s) + CO₂(g), the correct expression for K_c is:
सही उत्तर: B) K_c = [CO₂]
Correct Answer: B) K_c = [CO₂]
स्पष्टीकरण: विषमांगी साम्य में, शुद्ध ठोस (pure solids) और शुद्ध द्रवों (pure liquids) के सक्रिय द्रव्यमान (molar concentrations) को स्थिर माना जाता है और सुविधा के लिए उनका मान **इकाई (1)** लिया जाता है।
चूँकि CaCO₃(s) और CaO(s) शुद्ध ठोस हैं, अतः [CaCO₃] = 1 और [CaO] = 1।
अतः, K_c = [1][CO₂] / [1] ⇒ K_c = [CO₂]।
चूँकि CaCO₃(s) और CaO(s) शुद्ध ठोस हैं, अतः [CaCO₃] = 1 और [CaO] = 1।
अतः, K_c = [1][CO₂] / [1] ⇒ K_c = [CO₂]।
Explanation: In heterogeneous equilibrium, the active mass (molar concentration) of pure solids and pure liquids is constant and taken as **unity (1)**.
Since CaCO₃(s) and CaO(s) are pure solids, [CaCO₃] = 1 and [CaO] = 1.
Thus, the equilibrium constant simplifies to: K_c = [CO₂] (and K_p = p_CO₂).
Since CaCO₃(s) and CaO(s) are pure solids, [CaCO₃] = 1 and [CaO] = 1.
Thus, the equilibrium constant simplifies to: K_c = [CO₂] (and K_p = p_CO₂).
प्रश्न 12. रासायनिक आबंधन एवं ऊष्मागतिकी के सिद्धांतों के अनुसार, किसी रासायनिक अभिक्रिया का साम्य स्थिरांक (K) केवल किस बाह्य कारक पर निर्भर करता है?
Q12. The equilibrium constant (K) of a chemical reaction is dependent only upon:
सही उत्तर: C) तापमान (Temperature)
Correct Answer: C) Temperature
स्पष्टीकरण: किसी दी गई विशिष्ट रासायनिक अभिक्रिया के लिए, साम्य स्थिरांक का मान सांद्रता, दाब, आयतन या उत्प्रेरक की उपस्थिति बदलने पर अपरिवर्तित रहता है। साम्य स्थिरांक केवल **तापमान** बदलने पर ही परिवर्तित होता है (वान्ट हॉफ समीकरण के अनुसार)।
Explanation: For a given chemical reaction, the value of the equilibrium constant is independent of initial concentrations, volume, pressure, or the presence of a catalyst. Its value changes only with a change in **temperature** (as described by the van ‘t Hoff equation).
प्रश्न 13. वाष्प घनत्व (Vapor Density) विधि द्वारा वियोजन की मात्रा (α) की गणना की जा सकती है। अभिक्रिया PCl₅(g) &rightleftharpoons PCl₃(g) + Cl₂(g) के लिए वियोजन की मात्रा (α), प्रारंभिक वाष्प घनत्व (D) और साम्यावस्था पर प्रायोगिक वाष्प घनत्व (d) के बीच सही संबंध क्या है?
Q13. For the dissociation equilibrium PCl₅(g) &rightleftharpoons PCl₃(g) + Cl₂(g), the relationship between the degree of dissociation (α), theoretical vapour density (D), and observed vapour density (d) is:
सही उत्तर: A) α = (D – d) / d
Correct Answer: A) α = (D – d) / d
स्पष्टीकरण: सामान्य सूत्र है: α = (D – d) / ((n – 1)d)
यहाँ, PCl₅ &rightleftharpoons PCl₃ + Cl₂ के लिए उत्पादों के कुल मोल n = 2 (1 मोल PCl₃ + 1 मोल Cl₂) हैं।
अतः, n – 1 = 2 – 1 = 1।
समीकरण में मान रखने पर: α = (D – d) / (1 × d) = (D – d) / d।
यहाँ, PCl₅ &rightleftharpoons PCl₃ + Cl₂ के लिए उत्पादों के कुल मोल n = 2 (1 मोल PCl₃ + 1 मोल Cl₂) हैं।
अतः, n – 1 = 2 – 1 = 1।
समीकरण में मान रखने पर: α = (D – d) / (1 × d) = (D – d) / d।
Explanation: The general relation is α = (D – d) / ((n – 1)d), where ‘n‘ is the number of product molecules formed from one reactant molecule.
For PCl₅(g) &rightleftharpoons PCl₃(g) + Cl₂(g), n = 2.
Substituting n = 2 into the formula: α = (D – d) / ((2 – 1)d) = (D – d) / d.
For PCl₅(g) &rightleftharpoons PCl₃(g) + Cl₂(g), n = 2.
Substituting n = 2 into the formula: α = (D – d) / ((2 – 1)d) = (D – d) / d.
प्रश्न 14. भौतिक साम्यावस्था बर्फ &rightleftharpoons जल (Ice &rightleftharpoons Water) पर विचार करें। चूँकि जल का घनत्व बर्फ से अधिक होता है, अतः **दाब बढ़ाने (Increasing Pressure)** पर इस निकाय पर क्या प्रभाव पड़ेगा?
Q14. Consider the physical equilibrium Ice &rightleftharpoons Water. Since the density of water is higher than ice, increasing the pressure on this system at equilibrium will:
सही उत्तर: B) अधिक बर्फ पिघलेगी और जल बनेगा (साम्य आगे की ओर खिसकेगा)
Correct Answer: B) Cause more ice to melt into water (forward shift)
स्पष्टीकरण: ला-शातेलिए नियम के अनुसार, दाब बढ़ाने पर साम्य उस दिशा में विस्थापित होता है जहाँ आयतन कम हो (अर्थात घनत्व अधिक हो)।
चूँकि जल का घनत्व बर्फ से अधिक है, इसका अर्थ है कि समान द्रव्यमान के लिए जल का आयतन बर्फ से कम होता है। अतः उच्च दाब लगाने पर साम्य कम आयतन अर्थात् जल की ओर बढ़ेगा, जिससे **अधिक बर्फ पिघलकर जल में बदलेगी**। यही कारण है कि दाब बढ़ाने पर बर्फ का गलनांक (melting point) घट जाता है।
चूँकि जल का घनत्व बर्फ से अधिक है, इसका अर्थ है कि समान द्रव्यमान के लिए जल का आयतन बर्फ से कम होता है। अतः उच्च दाब लगाने पर साम्य कम आयतन अर्थात् जल की ओर बढ़ेगा, जिससे **अधिक बर्फ पिघलकर जल में बदलेगी**। यही कारण है कि दाब बढ़ाने पर बर्फ का गलनांक (melting point) घट जाता है।
Explanation: According to Le Chatelier’s Principle, increasing pressure shifts the equilibrium to the side with lower volume (higher density).
Since liquid water has a higher density than ice, it occupies a smaller volume. Increasing pressure shifts the equilibrium towards the side of lower volume, i.e., water. Consequently, **more ice melts** into water, decreasing the melting point of ice.
Since liquid water has a higher density than ice, it occupies a smaller volume. Increasing pressure shifts the equilibrium towards the side of lower volume, i.e., water. Consequently, **more ice melts** into water, decreasing the melting point of ice.
प्रश्न 15. किसी बंद पात्र में होने वाली भौतिक साम्यावस्था द्रव &rightleftharpoons वाष्प (Liquid &rightleftharpoons Vapour) के लिए, स्थिर तापमान पर स्थापित होने वाला संतृप्त वाष्प दाब (Vapour Pressure) किस पर निर्भर करता है?
Q15. For the physical equilibrium Liquid &rightleftharpoons Vapour established in a closed vessel, the vapor pressure depends only on:
सही उत्तर: C) तापमान (Temperature) पर
Correct Answer: C) Temperature
स्पष्टीकरण: स्थिर तापमान पर स्थापित होने वाला वाष्प दाब केवल **द्रव की प्रकृति और तापमान** पर निर्भर करता है। यह पात्र के आकार, आयतन या द्रव की मात्रा पर निर्भर नहीं करता है, क्योंकि वाष्प दाब एक गहन (intensive) गुण है।
Explanation: Vapour pressure at a given equilibrium is an intensive property and depends solely on the **nature of the liquid and the temperature**. It remains independent of the volume of the vessel, surface area, or the amount of liquid present.
प्रश्न 16. साम्यावस्था और ऊष्मागतिकी के अनुसार, साम्य स्थिरांक (K_c) और मानक मुक्त ऊर्जा परिवर्तन (ΔG°) के मध्य संबंध ΔG° = -2.303 RT log K_c होता है। यदि किसी अभिक्रिया के लिए K_c > 1 है, तो ΔG° का मान कैसा प्राप्त होगा?
Q16. If the equilibrium constant K_c of a reaction is greater than 1 (K_c > 1), then the standard Gibbs energy change (ΔG°) will be:
सही उत्तर: B) ऋणात्मक (ΔG° < 0)
Correct Answer: B) Negative (ΔG° < 0)
स्पष्टीकरण: यदि K_c > 1 है, तो उसका लघुगणक log K_c हमेशा धनात्मक प्राप्त होगा।
सूत्र: ΔG° = -2.303 RT log K_c
चूँकि आगे ऋण चिन्ह (-) लगा है, अतः ΔG° का मान **ऋणात्मक** (ΔG° < 0) प्राप्त होगा। इसका अर्थ है कि मानक परिस्थितियों में उत्पाद अधिक अनुकूल और स्वतः प्रवृत्त हैं।
सूत्र: ΔG° = -2.303 RT log K_c
चूँकि आगे ऋण चिन्ह (-) लगा है, अतः ΔG° का मान **ऋणात्मक** (ΔG° < 0) प्राप्त होगा। इसका अर्थ है कि मानक परिस्थितियों में उत्पाद अधिक अनुकूल और स्वतः प्रवृत्त हैं।
Explanation: Utilizing the relation ΔG° = -2.303 RT log K_c:
– If K_c > 1, then log K_c is positive.
– The negative sign in the equation ensures that ΔG° becomes **negative** (ΔG° < 0), meaning the reaction is thermodynamically spontaneous under standard conditions.
– If K_c > 1, then log K_c is positive.
– The negative sign in the equation ensures that ΔG° becomes **negative** (ΔG° < 0), meaning the reaction is thermodynamically spontaneous under standard conditions.
प्रश्न 17. गैसीय अभिक्रिया CO(g) + ½ O₂(g) &rightleftharpoons CO₂(g) के लिए साम्य स्थिरांकों के अनुपात K_p / K_c का सही मान क्या होगा?
Q17. For the gaseous reaction CO(g) + ½ O₂(g) &rightleftharpoons CO₂(g), the ratio K_p / K_c is equal to:
सही उत्तर: B) (RT)-1/2 (या 1 / √(RT))
Correct Answer: B) (RT)-1/2 (or 1 / √(RT))
स्पष्टीकरण:
– संबंध: K_p = K_c(RT)Δn_g ⇒ K_p / K_c = (RT)Δn_g
– दी गई अभिक्रिया के लिए: Δn_g = 1 – (1 + ½) = 1 – 1.5 = -½
– अतः, K_p / K_c = (RT)-1/2 = 1 / √(RT)।
– संबंध: K_p = K_c(RT)Δn_g ⇒ K_p / K_c = (RT)Δn_g
– दी गई अभिक्रिया के लिए: Δn_g = 1 – (1 + ½) = 1 – 1.5 = -½
– अतः, K_p / K_c = (RT)-1/2 = 1 / √(RT)।
Explanation:
– Formula: K_p / K_c = (RT)Δn_g
– For the reaction: Δn_g = 1 – (1 + ½) = -½
– Therefore, K_p / K_c = (RT)-1/2 or 1 / √(RT).
– Formula: K_p / K_c = (RT)Δn_g
– For the reaction: Δn_g = 1 – (1 + ½) = -½
– Therefore, K_p / K_c = (RT)-1/2 or 1 / √(RT).
प्रश्न 18. विषमांगी साम्यावस्था NH₄HS(s) &rightleftharpoons NH₃(g) + H₂S(g) के लिए आंशिक दाब के पदों में साम्य स्थिरांक K_p का सही व्यंजक क्या है?
Q18. For the heterogeneous equilibrium NH₄HS(s) &rightleftharpoons NH₃(g) + H₂S(g), the expression for K_p is:
सही उत्तर: B) K_p = p_NH₃ × p_H₂S
Correct Answer: B) K_p = p_NH₃ × p_H₂S
स्पष्टीकरण: ठोस पदार्थ NH₄HS(s) का कोई आंशिक वाष्प दाब नहीं होता, अतः साम्य स्थिरांक के व्यंजक में इसे छोड़ दिया जाता है (इसका सक्रिय द्रव्यमान 1 माना जाता है)। केवल गैसीय उत्पादों के आंशिक दाबों को ही शामिल किया जाएगा।
अतः, K_p = p_NH₃ × p_H₂S।
अतः, K_p = p_NH₃ × p_H₂S।
Explanation: Pure solids like NH₄HS(s) have no partial pressure in the gas phase (their active mass is constant and taken as 1). Hence, the solid reactant is omitted from the K_p expression, which depends only on the partial pressures of the gaseous products: K_p = p_NH₃ × p_H₂S.
प्रश्न 19. एक निश्चित ताप पर, बंद पात्र में जल के वाष्पीकरण H₂O(l) &rightleftharpoons H₂O(g) के भौतिक साम्य के लिए साम्य स्थिरांक K_p किसके बराबर होता है?
Q19. For the physical equilibrium H₂O(l) &rightleftharpoons H₂O(g) in a closed vessel, the equilibrium constant K_p is equal to:
सही उत्तर: B) जल वाष्प के आंशिक दाब (p_H₂O(g)) के
Correct Answer: B) The partial pressure of water vapour (p_H₂O(g))
स्पष्टीकरण: जलीय साम्य H₂O(l) &rightleftharpoons H₂O(g) एक विषमांगी साम्य है। H₂O(l) एक शुद्ध द्रव है जिसका सक्रिय द्रव्यमान 1 माना जाता है।
अतः, K_p = p_H₂O(g)।
यह प्रदर्शित करता है कि निश्चित ताप पर जल का वाष्प दाब स्थिर रहता है।
अतः, K_p = p_H₂O(g)।
यह प्रदर्शित करता है कि निश्चित ताप पर जल का वाष्प दाब स्थिर रहता है।
Explanation: In the heterogeneous physical equilibrium H₂O(l) &rightleftharpoons H₂O(g), the concentration of the pure liquid water is constant and taken as 1.
Thus, K_p = p_H₂O(g), which is the vapor pressure of water at that specific temperature.
Thus, K_p = p_H₂O(g), which is the vapor pressure of water at that specific temperature.
प्रश्न 20. जब साम्य स्थिरांक K_c का मान अत्यंत उच्च (जैसे 10¹² या अधिक) होता है, तो यह अभिक्रिया की सीमा के बारे में क्या प्रदर्शित करता है?
Q20. If the equilibrium constant K_c of a reaction is very large (e.g., 10¹² or higher), it indicates that:
सही उत्तर: B) साम्यावस्था पर उत्पाद अत्यधिक मात्रा में उपस्थित हैं और अभिक्रिया लगभग पूर्ण हो चुकी है
Correct Answer: B) The reaction is nearly complete with products dominating heavily at equilibrium
स्पष्टीकरण: साम्य स्थिरांक K_c = [उत्पाद] / [अभिकारक] होता है।
– यदि K_c > 10³ है: साम्यावस्था पर उत्पादों का प्रभुत्व होता है। यदि यह अत्यंत उच्च (जैसे 10¹²) है, तो इसका अर्थ है कि अभिकारक लगभग पूर्ण रूप से उत्पादों में बदल चुके हैं और अभिक्रिया व्यावहारिक रूप से पूर्ण हो चुकी है।
– यदि K_c < 10⁻³ है: अभिकारक बहुत अधिक मात्रा में बचे रहते हैं।
– यदि K_c > 10³ है: साम्यावस्था पर उत्पादों का प्रभुत्व होता है। यदि यह अत्यंत उच्च (जैसे 10¹²) है, तो इसका अर्थ है कि अभिकारक लगभग पूर्ण रूप से उत्पादों में बदल चुके हैं और अभिक्रिया व्यावहारिक रूप से पूर्ण हो चुकी है।
– यदि K_c < 10⁻³ है: अभिकारक बहुत अधिक मात्रा में बचे रहते हैं।
Explanation: The magnitude of the equilibrium constant indicates the extent of a reaction.
– If K_c > 10³: Products predominate over reactants. A very large value (like 10¹²) indicates that the reaction goes nearly to completion.
– If K_c < 10⁻³: Reactants predominate, meaning the reaction barely proceeds.
– If K_c > 10³: Products predominate over reactants. A very large value (like 10¹²) indicates that the reaction goes nearly to completion.
– If K_c < 10⁻³: Reactants predominate, meaning the reaction barely proceeds.
प्रश्न 21. रासायनिक साम्य नियम Fe³⁺(aq) + SCN⁻(aq) &rightleftharpoons [Fe(SCN)]²⁺(aq) (गहरा लाल रंग) पर विचार करें। इस साम्य मिश्रण में सोडियम ऑक्सालेट (Na₂C₂O₄) मिलाने पर, जो Fe³⁺ आयनों के साथ क्रिया करके स्थायी संकुल बना लेता है, लाल रंग की तीव्रता पर क्या प्रभाव पड़ेगा?
Q21. Consider the equilibrium: Fe³⁺(aq) + SCN⁻(aq) &rightleftharpoons [Fe(SCN)]²⁺(aq) (deep red). Adding sodium oxalate (Na₂C₂O₄), which complexes with Fe³⁺ ions, will:
सही उत्तर: B) लाल रंग की तीव्रता घट जाएगी (साम्य पीछे की ओर खिसकेगा)
Correct Answer: B) Decrease the intensity of the red color (backward shift)
स्पष्टीकरण: जब सोडियम ऑक्सालेट मिलाया जाता है, तो ऑक्सालेट आयन जलीय Fe³⁺ आयनों के साथ क्रिया करके उन्हें साम्य से हटा देते हैं। ला-शातेलिए नियम के अनुसार, यदि किसी अभिकारक की सांद्रता कम की जाती है, तो साम्य उसे पुनः बनाने के लिए **पीछे की ओर (backward)** विस्थापित हो जाता है।
साम्य पीछे जाने के कारण लाल रंग के संकुल [Fe(SCN)]²⁺ की सांद्रता घटेगी, जिससे लाल रंग की तीव्रता कम (फीकी) हो जाएगी।
साम्य पीछे जाने के कारण लाल रंग के संकुल [Fe(SCN)]²⁺ की सांद्रता घटेगी, जिससे लाल रंग की तीव्रता कम (फीकी) हो जाएगी।
Explanation: Sodium oxalate reacts with Fe³⁺ to form a stable complex, thereby decreasing the concentration of free Fe³⁺ ions in the equilibrium mixture. According to Le Chatelier’s Principle, decreasing reactant concentration shifts the equilibrium in the **backward direction**, decreasing the concentration of the red-colored [Fe(SCN)]²⁺ complex.
प्रश्न 22. गैस प्रावस्था साम्यावस्था H₂(g) + CO₂(g) &rightleftharpoons CO(g) + H₂O(g) के लिए आंशिक दाब स्थिरांक K_p और सांद्रता स्थिरांक K_c का अनुपात (K_p / K_c) क्या होगा?
Q22. For the gas phase equilibrium H₂(g) + CO₂(g) &rightleftharpoons CO(g) + H₂O(g), the ratio K_p / K_c is:
सही उत्तर: C) 1
Correct Answer: C) 1
स्पष्टीकरण:
– संबंध: K_p / K_c = (RT)Δn_g
– इस अभिक्रिया के लिए: Δn_g = (1 + 1) – (1 + 1) = 2 – 2 = 0
– अतः, K_p / K_c = (RT)⁰ = 1।
– संबंध: K_p / K_c = (RT)Δn_g
– इस अभिक्रिया के लिए: Δn_g = (1 + 1) – (1 + 1) = 2 – 2 = 0
– अतः, K_p / K_c = (RT)⁰ = 1।
Explanation:
– Relationship: K_p / K_c = (RT)Δn_g
– In this reaction, Δn_g = (1 + 1) – (1 + 1) = 0.
– Therefore, K_p / K_c = (RT)⁰ = 1.
– Relationship: K_p / K_c = (RT)Δn_g
– In this reaction, Δn_g = (1 + 1) – (1 + 1) = 0.
– Therefore, K_p / K_c = (RT)⁰ = 1.
प्रश्न 23. किसी बंद पात्र में हो रही साम्यावस्था A(g) &rightleftharpoons 2B(g) में, दाब बढ़ाने पर साम्यावस्था किस दिशा में विस्थापित होगी?
Q23. For the equilibrium A(g) &rightleftharpoons 2B(g) in a closed vessel, increasing the total pressure will shift the equilibrium in:
सही उत्तर: B) प्रतीप दिशा (Backward direction) में
Correct Answer: B) Backward direction
स्पष्टीकरण: ला-शातेलिए नियम के अनुसार, दाब बढ़ाने पर गैस के अणुओं का संपीड़न होता है, जिससे साम्य उस दिशा में जाने का प्रयास करता है जहाँ गैसीय मोलों (या अणुओं) की संख्या कम हो।
अभिक्रिया A(g) &rightleftharpoons 2B(g) में:
– अभिकारकों के मोल = 1
– उत्पादों के मोल = 2
चूँकि अभिकारक की तरफ गैसीय मोल कम हैं, अतः दाब बढ़ाने पर साम्य **विपरीत/प्रतीप (backward)** दिशा में विस्थापित होगा।
अभिक्रिया A(g) &rightleftharpoons 2B(g) में:
– अभिकारकों के मोल = 1
– उत्पादों के मोल = 2
चूँकि अभिकारक की तरफ गैसीय मोल कम हैं, अतः दाब बढ़ाने पर साम्य **विपरीत/प्रतीप (backward)** दिशा में विस्थापित होगा।
Explanation: According to Le Chatelier’s Principle, increasing the pressure shifts the equilibrium towards the side with fewer moles of gas.
In A(g) &rightleftharpoons 2B(g):
– Reactant gas moles = 1
– Product gas moles = 2
Since there are fewer gas moles on the reactant side, increasing pressure will shift the equilibrium to the **backward direction**.
In A(g) &rightleftharpoons 2B(g):
– Reactant gas moles = 1
– Product gas moles = 2
Since there are fewer gas moles on the reactant side, increasing pressure will shift the equilibrium to the **backward direction**.
प्रश्न 24. समरूप या समांगी रासायनिक साम्यावस्था (Homogeneous Chemical Equilibrium) का सही उदाहरण कौन सा है?
Q24. Which of the following is an example of a homogeneous chemical equilibrium?
सही उत्तर: B) N₂(g) + 3H₂(g) &rightleftharpoons 2NH₃(g)
Correct Answer: B) N₂(g) + 3H₂(g) &rightleftharpoons 2NH₃(g)
स्पष्टीकरण: समांगी साम्य (Homogeneous equilibrium) वह साम्य है जिसमें सभी अभिकारक और उत्पाद एक ही प्रावस्था (phase – जैसे गैस या जलीय विलयन) में उपस्थित होते हैं।
– अभिक्रिया B में, सभी घटक गैसीय (g) प्रावस्था में हैं, अतः यह समांगी साम्य है।
– अन्य सभी अभिक्रियाओं (A, C, D) में ठोस, द्रव और गैसों की अलग-अलग प्रावस्थाएँ हैं, अतः वे विषमांगी (heterogeneous) साम्य हैं।
– अभिक्रिया B में, सभी घटक गैसीय (g) प्रावस्था में हैं, अतः यह समांगी साम्य है।
– अन्य सभी अभिक्रियाओं (A, C, D) में ठोस, द्रव और गैसों की अलग-अलग प्रावस्थाएँ हैं, अतः वे विषमांगी (heterogeneous) साम्य हैं।
Explanation: In a homogeneous chemical equilibrium, all reactants and products are present in the same phase (either all gases or all in a single solution).
– In reaction B, N₂, H₂, and NH₃ are all in the gaseous phase. Hence, it is homogeneous.
– The other reactions (A, C, D) contain different phases (solids/liquids alongside gases) and are classified as heterogeneous.
– In reaction B, N₂, H₂, and NH₃ are all in the gaseous phase. Hence, it is homogeneous.
– The other reactions (A, C, D) contain different phases (solids/liquids alongside gases) and are classified as heterogeneous.
प्रश्न 25. साम्यावस्था स्थापित होने पर, अभिकारकों और उत्पादों की सांद्रताओं (Concentrations) के संबंध में निम्नलिखित में से कौन सा कथन अनिवार्य रूप से सही होता है?
Q25. When a reversible reaction reaches equilibrium, which of the following statements is always correct regarding concentrations?
सही उत्तर: B) अभिकारकों और उत्पादों की सांद्रताएँ समय के साथ स्थिर (constant) हो जाती हैं (Concentrations become constant)
Correct Answer: B) Concentrations of reactants and products become constant over time
स्पष्टीकरण: साम्यावस्था स्थापित होने पर, चूँकि अग्र और प्रतीप दोनों अभिक्रियाओं की दरें बराबर हो जाती हैं, इसलिए अभिकारकों और उत्पादों की सांद्रताएँ समय के साथ **स्थिर (constant)** हो जाती हैं। यह आवश्यक नहीं है कि वे आपस में बराबर हों (समान हों), बल्कि वे केवल स्थिर हो जाती हैं।
Explanation: Once chemical equilibrium is achieved, the rates of forward and backward reactions are equal. Consequently, the concentrations of both reactants and products **become constant** (do not change with time). They do not need to be equal to each other, just constant.