UP Board Class 11 Chemistry (7. साम्यावस्था) solution PDF

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UP Board Class 11 Chemistry (7. साम्यावस्था) solution

UP Board Class 11 Chemistry 7. साम्यावस्था Hindi Medium Solutions - PDF

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रसायन विज्ञान - अध्याय 7: साम्यावस्था (Equilibrium)

UP Board पाठ्यपुस्तक के प्रश्नोत्तर

प्रश्न 7.1

एक द्रव को सीलबन्द पात्र में निश्चित ताप पर इसके बाष्प के साथ साम्य में रखा जाता है। पात्र का आयतन अचानक बढ़ा दिया जाता है।

(क) वाष्प-दाब परिवर्तन का प्रारम्भिक परिणाम क्या होगा?

(ख) प्रारम्भ में वाष्पन एवं संघनन की दर कैसे बदलती है?

(ग) क्या होगा, जबकि साम्य पुनः अन्तिम रूप से स्थापित हो जाएगा, तब अन्तिम वाष्प दाब क्या होगा?

उत्तर:

(क) पात्र का आयतन बढ़ाने से द्रव के धरातल का वाष्प दाब कम होगा।

(ख) अचानक पात्र का आयतन बढ़ाने से प्रारम्भिक वाष्पन दर स्थिर रहेगी; क्योंकि पात्र का आयतन बढ़ता है, संघनन दर घटती है।

(ग) साम्यावस्था पर वाष्पन दर संघनन दर के बराबर होती है, प्रारम्भिक दाब में अन्तिम वाष्प दाब समान होगा।

प्रश्न 7.2

निम्न साम्य के लिए K_c की गणना कीजिए, जबकि विभिन्न पदार्थ की सान्द्रताएँ [SO₂] = 0.6 M, [O₂] = 0.82 M तथा [SO₃] = 1.90 M हैं।

2SO₂ (g) + O₂ (g) ⇌ 2SO₃ (g)

हल:

2SO₂ (g) + O₂ (g) ⇌ 2SO₃ (g)

K_c = [SO₃]² / ([SO₂]² [O₂])

K_c = (1.90)² / ((0.6)² × 0.82)

K_c = 3.61 / (0.36 × 0.82) = 3.61 / 0.2952 ≈ 12.229

अतः K_c का मान ≈ 12.229 उत्तर

प्रश्न 7.3

एक निश्चित ताप एवं कुल दाब 10⁵ Pa पर आयोडीन वाष्प में आयतानुसार 40% आयोडीन परमाणु होते हैं। साम्य के लिए K_p की गणना कीजिए।

I₂ (g) ⇌ 2I (g)

हल:

I₂ (g) ⇌ 2I (g)

कुल दाब = 10⁵ Pa

आयोडीन परमाणु (I) = 40% आयतन, I₂ अणु = 60% आयतन

I का आंशिक दाब = (40/100) × 10⁵ = 0.4 × 10⁵ Pa

I₂ का आंशिक दाब = (60/100) × 10⁵ = 0.6 × 10⁵ Pa

K_p = (P_I)² / P_I₂ = (0.4 × 10⁵)² / (0.6 × 10⁵)

K_p = (0.16 × 10¹⁰) / (0.6 × 10⁵) = 2.67 × 10⁴ Pa

अतः K_p का मान = 2.67 × 10⁴ उत्तर

प्रश्न 7.4

निम्नलिखित में से प्रत्येक अभिक्रिया के लिए साम्य स्थिरांक (K_c) का व्यंजक लिखिए।

(i) 2NOCl (g) ⇌ 2NO (g) + Cl₂ (g)

(ii) 2Cu(NO₃)₂ (s) ⇌ 2CuO (s) + 4NO₂ (g) + O₂ (g)

(iii) CH₃COOC₂H₅ (aq) + H₂O (l) ⇌ CH₃COOH (aq) + C₂H₅OH (aq)

(iv) Fe³⁺ (aq) + 3OH^– (aq) ⇌ Fe(OH)₃ (s)

(v) I₂ (s) + 5F₂ (g) ⇌ 2IF₅ (g)

उत्तर:

(i) K_c = [NO]²[Cl₂] / [NOCl]²

(ii) K_c = [NO₂]⁴[O₂] (ठोसों को सम्मिलित नहीं किया जाता)

(iii) K_c = [CH₃COOH][C₂H₅OH] / [CH₃COOC₂H₅][H₂O]

(iv) K_c = 1 / ([Fe³⁺][OH^–]³)

(v) K_c = [IF₅]² / [F₂]⁵ (ठोस I₂ को सम्मिलित नहीं किया जाता)

प्रश्न 7.5

K_p के मान से निम्नलिखित में से प्रत्येक साम्य के लिए K_c का मान ज्ञात कीजिए–

(i) 2NOCl (g) ⇌ 2NO (g) + Cl₂ (g); K_p = 1.8 × 10^–2, 500 K ताप पर

(ii) CaCO₃ (s) ⇌ CaO (s) + CO₂ (g); K_p = 167, 1073 K ताप पर

हल:

(i) 2NOCl (g) ⇌ 2NO (g) + Cl₂ (g)

Δn = (2 + 1) – 2 = 1

K_p = K_c (RT)^Δn

1.8 × 10^–2 = K_c (0.0821 × 500)¹

K_c = (1.8 × 10^–2) / (0.0821 × 500) = (1.8 × 10^–2) / 41.05 ≈ 4.38 × 10^–4

अतः K_c का मान = 4.38 × 10^–4 उत्तर

(ii) CaCO₃ (s) ⇌ CaO (s) + CO₂ (g)

Δn = 1 – 0 = 1

K_p = K_c (RT)^Δn

167 = K_c (0.0821 × 1073)¹

K_c = 167 / (0.0821 × 1073) = 167 / 88.09 ≈ 1.90

अतः K_c का मान = 1.90 उत्तर

प्रश्न 7.6

अभिक्रिया NO (g) + O₃ (g) ⇌ NO₂ (g) + O₂ (g) के लिए 1000 K ताप पर K_c = 6.3 × 10¹⁴ है। यदि अग्र एवं प्रतीप दोनों अभिक्रियाएँ प्राथमिक रूप से द्विअणुक हैं, तो प्रतीप अभिक्रिया के लिए K_c क्या है?

हल:

NO (g) + O₃ (g) ⇌ NO₂ (g) + O₂ (g)

K_c (अग्र) = [NO₂][O₂] / [NO][O₃] = 6.3 × 10¹⁴

प्रतीप अभिक्रिया: NO₂ (g) + O₂ (g) ⇌ NO (g) + O₃ (g)

K_c (प्रतीप) = 1 / K_c (अग्र) = 1 / (6.3 × 10¹⁴) ≈ 1.59 × 10^–15

अतः प्रतीप अभिक्रिया के लिए K_c = 1.59 × 10^–15 उत्तर

प्रश्न 7.7

साम्य स्थिरांक का व्यंजक लिखते समय समझाइए कि शुद्ध द्रवों एवं ठोसों को उपेक्षित क्यों किया जा सकता है?

उत्तर:

शुद्ध ठोस एवं द्रवों की सान्द्रता स्थिर होती है क्योंकि इनका घनत्व तथा आण्विक द्रव्यमान निश्चित होता है। साम्य स्थिरांक के व्यंजक में केवल गैसीय या विलेय पदार्थों की सान्द्रता या आंशिक दाब ही शामिल किए जाते हैं। शुद्ध ठोस/द्रवों का क्रियाधार (activity) 1 माना जाता है, इसलिए उन्हें व्यंजक में नहीं लिखा जाता।

प्रश्न 7.8

N₂ एवं O₂ के मध्य निम्नलिखित अभिक्रिया होती है:

2N₂ (g) + O₂ (g) ⇌ 2N₂O (g)

यदि एक 10 L के पात्र में 0.482 मोल N₂ एवं 0.933 मोल O₂ रखे जाएँ तथा एक ताप, जिस पर K_c = 2.0 × 10^–37 हो, पर N₂O बनने दिया जाए, तो साम्य मिश्रण का संघटन ज्ञात कीजिए।

हल:

2N₂ (g) + O₂ (g) ⇌ 2N₂O (g)

प्रारम्भिक सान्द्रता: [N₂] = 0.482/10 = 0.0482 M, [O₂] = 0.933/10 = 0.0933 M, [N₂O] = 0

माना साम्य पर N₂O के 2x मोल बनते हैं, तब:

[N₂] = 0.0482 – x, [O₂] = 0.0933 – x/2, [N₂O] = 2x

K_c = [N₂O]² / ([N₂]²[O₂]) = (2x)² / ((0.0482 – x)²(0.0933 – x/2))

K_c = 2.0 × 10^–37 (बहुत छोटा है, अतः x नगण्य)

लगभग: (4x²) / (0.0482² × 0.0933) = 2.0 × 10^–37

4x² = 2.0 × 10^–37 × (2.32 × 10^–3)

x² ≈ 1.16 × 10^–40 → x ≈ 1.08 × 10^–20 M

अतः साम्य पर: [N₂] ≈ 0.0482 M, [O₂] ≈ 0.0933 M, [N₂O] ≈ 2.16 × 10^–20 M

उत्तर: [N₂] = 0.0482 mol L^–1, [O₂] = 0.0933 mol L^–1, [N₂O] = 2.16 × 10^–20 mol L^–1

प्रश्न 7.9

निम्नलिखित अभिक्रिया के अनुसार नाइट्रिक ऑक्साइड Br₂ से अभिक्रिया कर नाइट्रोसिल ब्रोमाइड बनाती है–

2NO (g) + Br₂ (g) ⇌ 2NOBr (g)

जब स्थिर ताप पर एक बन्द पात्र में 0.087 मोल NO एवं 0.0437 मोल Br₂ मिश्रित किए जाते हैं, तब 0.0518 मोल NOBr प्राप्त होती है। NO एवं Br₂ की साम्य मात्रा ज्ञात कीजिए।

हल:

2NO (g) + Br₂ (g) ⇌ 2NOBr (g)

प्रारम्भ: 0.087 mol 0.0437 mol 0

परिवर्तन: –0.0518 –0.0259 +0.0518

साम्य: 0.087 – 0.0518 = 0.0352 mol NO

0.0437 – 0.0259 = 0.0178 mol Br₂

0.0518 mol NOBr

अतः साम्य पर NO = 0.0352 mol, Br₂ = 0.0178 mol उत्तर

प्रश्न 7.10

अभिक्रिया 2SO₂ (g) + O₂ (g) ⇌ 2SO₃ (g) के लिए 450 K पर K_p = 2.0 × 10¹⁰ bar^–1 है। इसी ताप पर K_c का मान ज्ञात कीजिए।

हल:

Δn = 2 – (2 + 1) = –1

K_p = K_c (RT)^Δn

2.0 × 10¹⁰ = K_c (0.0831 × 450)^–1

K_c = 2.0 × 10¹⁰ × (0.0831 × 450) = 2.0 × 10¹⁰ × 37.395 ≈ 7.48 × 10¹¹ mol^–1 L

अतः K_c = 7.48 × 10¹¹ mol^–1 L उत्तर

प्रश्न 7.11

HI (g) का एक नमूना 0.2 atm दाब पर एक फ्लास्क में रखा जाता है। साम्य पर HI (g) का आंशिक दाब 0.04 atm पाया जाता है। यहाँ दिए गए साम्य के लिए K_p का मान क्या होगा?

2HI (g) ⇌ H₂ (g) + I₂ (g)

हल:

2HI (g) ⇌ H₂ (g) + I₂ (g)

प्रारम्भिक दाब: 0.2 atm 0 0

साम्य पर: P_HI = 0.04 atm

माना H₂ एवं I₂ का आंशिक दाब प्रत्येक = x

कुल दाब = P_HI + P_H2 + P_I2 = 0.04 + x + x = 0.2

2x = 0.16 → x = 0.08 atm

K_p = (P_H2 × P_I2) / (P_HI)² = (0.08 × 0.08) / (0.04)² = 0.0064 / 0.0016 = 4

अतः K_p = 4 उत्तर

प्रश्न 7.12

500 K ताप पर एक 20 L पात्र में N₂ के 1.57 मोल, H₂ के 1.92 मोल एवं NH₃ के 8.13 मोल का मिश्रण लिया जाता है। अभिक्रिया N₂ (g) + 3H₂ (g) ⇌ 2NH₃ (g) के लिए K_c का मान 1.7 × 10² है। क्या अभिक्रिया-मिश्रण साम्य में है? यदि नहीं, तो नेट अभिक्रिया की दिशा क्या होगी?

हल:

आयतन = 20 L

[N₂] = 1.57/20 = 0.0785 M

[H₂] = 1.92/20 = 0.096 M

[NH₃] = 8.13/20 = 0.4065 M

अभिक्रिया भागफल Q_c = [NH₃]² / ([N₂][H₂]³) = (0.4065)² / (0.0785 × (0.096)³)

Q_c ≈ 0.1652 / (0.0785 × 0.0008847) ≈ 0.1652 / 0.0000695 ≈ 2376

K_c = 1.7 × 10² = 170

चूँकि Q_c (2376) > K_c (170), अतः साम्य नहीं है। अभिक्रिया प्रतीप दिशा में (NH₃ के विघटन की ओर) अग्रसित होगी।

उत्तर: नहीं, अभिक्रिया प्रतीप दिशा में होगी।

प्रश्न 7.13

एक गैस अभिक्रिया के लिए K_c = [NH₃]⁴[O₂]⁵ / [NO]⁴[H₂O]⁶ है। इस व्यंजक के लिए सन्तुलित रासायनिक समीकरण लिखिए।

हल:

K_c व्यंजक में उत्पाद अणु NH₃ (4) एवं O₂ (5) तथा अभिकारक NO (4) एवं H₂O (6) हैं।

सन्तुलित समीकरण:

4NO (g) + 6H₂O (g) ⇌ 4NH₃ (g) + 5O₂ (g)

प्रश्न 7.14

H₂O का एक मोल एवं CO का एक मोल 725 K ताप पर 10 L के पात्र में लिए जाते हैं। साम्य पर 40% जल (भारात्मक) CO के साथ निम्नलिखित समीकरण के अनुसार अभिक्रिया करता है–

H₂O (g) + CO (g) ⇌ H₂ (g) + CO₂ (g)

अभिक्रिया के लिए साम्य स्थिरांक की गणना कीजिए।

हल:

H₂O (g) + CO (g) ⇌ H₂ (g) + CO₂ (g)

प्रारम्भिक मोल: 1 1 0 0

40% H₂O अभिकृत होता है → अभिकृत H₂O = 0.4 mol

साम्य पर: H₂O = 1 – 0.4 = 0.6 mol, CO = 1 – 0.4 = 0.6 mol, H₂ = 0.4 mol, CO₂ = 0.4 mol

आयतन = 10 L

सान्द्रता: [H₂O] = 0.06 M, [CO] = 0.06 M, [H₂] = 0.04 M, [CO₂] = 0.04 M

K_c = ([H₂][CO₂]) / ([H₂O][CO]) = (0.04 × 0.04) / (0.06 × 0.06) = 0.0016 / 0.0036 ≈ 0.444

अतः K_c = 0.444 उत्तर

प्रश्न 7.15

700 K ताप पर अभिक्रिया H₂ (g) + I₂ (g) ⇌ 2HI (g) के लिए साम्य स्थिरांक 54.8 है। यदि हमने शुरु में HI (g) लिया हो, 700 K ताप पर साम्य स्थापित हो तथा साम्य पर 0.5 M HI (g) उपस्थित हो, तो साम्य पर H₂ (g) एवं I₂ (g) की सान्द्रताएँ क्या होंगी?

हल:

H₂ (g) + I₂ (g) ⇌ 2HI (g)

K_c = [HI]² / ([H₂][I₂]) = 54.8

साम्य पर [HI] = 0.5 M

माना [H₂] = [I₂] = x

तब 54.8 = (0.5)² / (x × x) = 0.25 / x²

x² = 0.25 / 54.8 ≈ 0.00456

x ≈ 0.0675 M

अतः [H₂] = [I₂] = 0.0675 M उत्तर

प्रश्न 7.16

ICI जिसकी सान्द्रता प्रारम्भ में 0.78 M है, को यदि साम्य पर आने दिया जाए, तो प्रत्येक की साम्य पर सान्द्रताएँ क्या होंगी?

2ICI (g) ⇌ I₂ (g) + Cl₂ (g); K_c = 0.14

हल:

2ICI (g) ⇌ I₂ (g) + Cl₂ (g)

प्रारम्भ: 0.78 M 0 0

साम्य: 0.78 – 2x x x

K_c = [I₂][Cl₂] / [ICI]² = (x × x) / (0.78 – 2x)²

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Other Chapters of Class 11 Chemistry
1. रसायन विज्ञान की कुछ मूल अवधारणाएं
2. परमाणु की संरचना
3. तत्वों का वर्गीकरण तथा गुणधर्मो में आवर्तिता
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5. द्रव्य की अवस्थाएं
6. ऊष्मागतिकी
7. साम्यावस्था
8. अपचयोपचय अभिक्रियाएँ
9. हाइड्रोजन
10. S - ब्लॉक के तत्व
11. P - ब्लॉक के तत्व
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13. हाइड्रोकार्बन
14. पर्यावरणीय रसायन

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रसायन विज्ञान - अध्याय 7: साम्यावस्था (Equilibrium)

UP Board पाठ्यपुस्तक के प्रश्नोत्तर

प्रश्न 7.1

प्रश्न 7.2

प्रश्न 7.3

प्रश्न 7.4

प्रश्न 7.5

प्रश्न 7.6

प्रश्न 7.7

प्रश्न 7.8

प्रश्न 7.9

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प्रश्न 7.16

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