UP Board class 11 Chemistry 6. ऊष्मागतिकी is a Hindi Medium Solution which is prescribed by Uttar Pradesh Board for their students. These Solutions is completely prepared considering the latest syllabus and it covers every single topis, so that every student get organised and conceptual learning of the concepts. class 11 Students of UP Board who have selected hindi medium as their study medium they can use these Hindi medium textSolutions to prepare themselves for exam and learn the concept with ease.
(i) जो ऊष्मा-परिवर्तनों के लिए प्रयुक्त होती है।
(ii) जिसका मान पथ पर निर्भर नहीं करता है।
(iii) जो दाब-आयतन कार्य की गणना करने में प्रयुक्त होती है।
(iv) जिसका मान केवल ताप पर निर्भर करता है।
उत्तर: (ii) जिसका मान पथ पर निर्भर नहीं करता है।
(i) ΔT = 0
(ii) Δp = 0
(iii) q = 0
(iv) w = 0
उत्तर: (iii) q = 0
(i) इकाई
(ii) शून्य
(iii) < 0
(iv) सभी तत्वों के लिए भिन्न होती है।
उत्तर: (ii) शून्य
(i) = ΔU
(ii) > ΔU
(iii) < ΔU
(iv) = 0
उत्तर: (iii) < ΔU
(i) -74.8 kJ mol⁻¹
(ii) -52.27 kJ mol⁻¹
(iii) +74.8 kJ mol⁻¹
(iv) +52.26 kJ mol⁻¹
हल:
दिया है:
1. CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l); ΔH = -890.3 kJ mol⁻¹
2. C(ग्रेफाइट) + O₂(g) → CO₂(g); ΔH = -393.5 kJ mol⁻¹
3. H₂(g) + ½O₂(g) → H₂O(l); ΔH = -285.8 kJ mol⁻¹
हमें C(ग्रेफाइट) + 2H₂(g) → CH₄(g) के लिए ΔH ज्ञात करना है।
समीकरण (2) + [2 × समीकरण (3)] - समीकरण (1) करने पर:
ΔH = [-393.5 + 2(-285.8) - (-890.3)] kJ mol⁻¹
ΔH = [-393.5 - 571.6 + 890.3] kJ mol⁻¹ = -74.8 kJ mol⁻¹
उत्तर: (i) -74.8 kJ mol⁻¹
(i) उच्च ताप पर
(ii) केवल निम्न ताप पर
(iii) किसी भी ताप पर नहीं
(iv) किसी भी ताप पर
उत्तर: (iv) किसी भी ताप पर।
व्याख्या: अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी (ΔH ऋणात्मक) है तथा ΔS धनात्मक है। ΔG = ΔH - TΔS सूत्र के अनुसार, ΔG सभी तापों पर ऋणात्मक रहेगा। अतः अभिक्रिया सभी तापों पर स्वतः प्रवर्तित होगी।
हल:
ऊष्मागतिकी के प्रथम नियमानुसार: ΔU = q + w
यहाँ, q = +701 J (अवशोषित)
w = -394 J (निकाय द्वारा किया गया कार्य)
ΔU = 701 J + (-394 J) = 307 J
उत्तर: आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन = +307 J
हल:
ΔH = ΔU + ΔngRT
अभिक्रिया में गैसीय मोलों में परिवर्तन (Δng) = (1 + 1) - (³/₂) = 2 - 1.5 = 0.5
R = 8.314 × 10⁻³ kJ K⁻¹ mol⁻¹, T = 298 K
ΔH = -742.7 kJ + (0.5 × 8.314 × 10⁻³ × 298) kJ
ΔH = -742.7 kJ + (1.238) kJ ≈ -741.462 kJ
उत्तर: एन्थैल्पी परिवर्तन ≈ -741.46 kJ mol⁻¹
हल:
Al का द्रव्यमान = 60.0 g
Al का मोलर द्रव्यमान = 27 g mol⁻¹
मोलों की संख्या (n) = 60.0 / 27 ≈ 2.222 mol
ताप परिवर्तन (ΔT) = 55 - 35 = 20°C = 20 K
मोलर ऊष्माधारिता (Cm) = 24 J mol⁻¹ K⁻¹
आवश्यक ऊष्मा (q) = n × Cm × ΔT = 2.222 × 24 × 20 J
q ≈ 1066.56 J ≈ 1.067 kJ
उत्तर: आवश्यक ऊष्मा ≈ 1.067 kJ
हल: प्रक्रम तीन चरणों में होता है:
1. 10°C पर जल को 0°C तक ठंडा करना: ΔH₁ = n × Cp(l) × ΔT = 1 × 75.3 × (-10) = -753 J
2. 0°C पर जल का बर्फ में परिवर्तन: ΔH₂ = -ΔfusH = -6.03 kJ = -6030 J
3. 0°C पर बर्फ को -10°C तक ठंडा करना: ΔH₃ = n × Cp(s) × ΔT = 1 × 36.8 × (-10) = -368 J
कुल एन्थैल्पी परिवर्तन ΔH = ΔH₁ + ΔH₂ + ΔH₃ = (-753 - 6030 - 368) J = -7151 J = -7.151 kJ
उत्तर: एन्थैल्पी परिवर्तन = -7.151 kJ mol⁻¹
हल:
C(s) + O₂(g) → CO₂(g); ΔH = -393.5 kJ mol⁻¹
CO₂ का मोलर द्रव्यमान = 44 g mol⁻¹
35.2 g CO₂ के मोल = 35.2 / 44 = 0.8 mol
उत्सर्जित ऊष्मा = 0.8 mol × (-393.5 kJ mol⁻¹) = -314.8 kJ
उत्तर: उत्सर्जित ऊष्मा = -314.8 kJ
हल:
ΔrH = ΣΔfH(उत्पाद) - ΣΔfH(अभिकारक)
= [ΔfH(N₂O) + 3 × ΔfH(CO₂)] - [ΔfH(N₂O₄) + 3 × ΔfH(CO)]
= [81 + 3(-393)] - [9.7 + 3(-110)] kJ
= [81 - 1179] - [9.7 - 330] kJ
= (-1098) - (-320.3) kJ = -1098 + 320.3 = -777.7 kJ
उत्तर: ΔrH = -777.7 kJ
हल:
दी गई अभिक्रिया में 2 मोल NH₃ बनती हैं।
अतः 1 मोल NH₃ बनने पर एन्थैल्पी परिवर्तन = -92.4 / 2 = -46.2 kJ mol⁻¹
उत्तर: NH₃ की मानक विरचन एन्थैल्पी = -46.2 kJ mol⁻¹
हल:
हमें C(ग्रेफाइट) + 2H₂(g) + ½O₂(g) → CH₃OH(l) के लिए ΔfH ज्ञात करना है।
समीकरण (2) + [2 × समीकरण (3)] - समीकरण (1) करने पर:
ΔfH°(CH₃OH) = [-393 + 2(-286) - (-726)] kJ mol⁻¹
= [-393 - 572 + 726] kJ mol⁻¹ = -239 kJ mol⁻¹
उत्तर: CH₃OH(l) की मानक विरचन एन्थैल्पी = -239 kJ mol⁻¹
हल:
लक्ष्य अभिक्रिया: CCl₄(g) → C(g) + 4Cl(g); ΔH° = ?
इसे निम्न चरणों में प्राप्त किया जा सकता है:
1. CCl₄(l) → CCl₄(g); ΔH₁° = 30.5 kJ
2. C(s) + 2Cl₂(g) → CCl₄(l); ΔH₂° = -135.5 kJ
3. C(s) → C(g); ΔH₃° = 715.0 kJ
4. Cl₂(g) → 2Cl(g); ΔH₄° = 242 kJ (इसे 2 से गुणा करेंगे क्योंकि 4 Cl परमाणु चाहिए)
लक्ष्य अभिक्रिया = समीकरण (1) + विपरीत समीकरण (2) + समीकरण (3) + [2 × समीकरण (4)]
ΔH° = 30.5 - (-135.5) + 715.0 + (2 × 242) kJ
ΔH° = 30.5 + 135.5 + 715.0 + 484 = 1365 kJ
यह कुल 4 C-Cl बंध तोड़ने के लिए आवश्यक ऊर्जा है।
अतः औसत C-Cl आबंध एन्थैल्पी = 1365 kJ / 4 = 341.25 kJ mol⁻¹ ≈ 341.3 kJ mol⁻¹
उत्तर: C-Cl आबंध एन्थैल्पी ≈ 341.3 kJ mol⁻¹
हल:
विलगित निकाय के लिए, कोई ऊष्मा या कार्य का आदान-प्रदान नहीं होता (q=0, w=0)।
सहज प्रक्रम के लिए, ΔSकुल > 0 होना चाहिए। चूँकि निकाय विलगित है, ΔSपरिवेश = 0.
अतः ΔSनिकाय > 0 होगा।
उत्तर: ΔS > 0
हल:
स्वतः प्रवर्तिता के लिए ΔG = ΔH - TΔS < 0 होना चाहिए।
400 - T(0.2) < 0
0.2T > 400
T > 400 / 0.2 = 2000 K
उत्तर: T > 2000 K
उत्तर:
ΔH ऋणात्मक: आबंध निर्माण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है।
ΔS ऋणात्मक: दो स्वतंत्र परमाणु एक अणु में बदलते हैं, जिससे अव्यवस्था (एन्ट्रॉपी) कम होती है।
हल:
सबसे पहले ΔH° ज्ञात करें: ΔH° = ΔU° + ΔngRT
Δng = 2 - (2+1) = 2 - 3 = -1
R = 8.314 × 10⁻³ kJ K⁻¹ mol⁻¹
ΔH° = -10.5 kJ + [(-1) × 8.314 × 10⁻³ × 298] kJ
ΔH° ≈ -10.5 kJ - 2.477 kJ = -12.977 kJ
अब, ΔG° = ΔH° - TΔS°
ΔS° = -44.1 J K⁻¹ = -0.0441 kJ K⁻¹
ΔG° = -12.977 kJ - [298 K × (-0.0441 kJ K⁻¹)]
ΔG° = -12.977 kJ + 13.142 kJ = +0.165 kJ
चूँकि ΔG° धनात्मक है, अभिक्रिया 298 K पर स्वतः प्रवर्तित नहीं होगी।
उत्तर: ΔG° ≈ +0.165 kJ; अभिक्रिया स्वतः नहीं होगी।
हल:
ΔG° = -2.303 RT log K
ΔG° = -2.303 × 8.314 × 300 × log(10)
ΔG° = -2.303 × 8.314 × 300 × 1
ΔG° ≈ -5744 J ≈ -5.744 kJ mol⁻¹
उत्तर: ΔG° ≈ -5.744 kJ mol⁻¹
उत्तर:
पहली अभिक्रिया से स्पष्ट है कि NO(g) का निर्माण एक ऊष्माशोषी प्रक्रिया (ΔH धनात्मक) है, जो अनुकूल नहीं है। दूसरी अभिक्रिया दर्शाती है कि NO(g), O₂(g) के साथ अभिक्रिया करके अधिक स्थायी NO₂(g) बनाता है (ΔH ऋणात्मक)। इसलिए, NO(g) स्वयं ऊष्मागतिकीय दृष्टि से अस्थायी (असंतुलित) है और यह NO₂(g) में परिवर्तित होने की प्रवृत्ति रखता है।
हल:
H₂(g) + ½O₂(g) → H₂O(l); ΔH° = -286 kJ mol⁻¹
यह ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया है। निकाय द्वारा मुक्त की गई 286 kJ ऊष्मा परिवेश द्वारा अवशोषित होती है।
परिवेश के लिए, qsurr = +286 kJ = 286000 J
ΔSsurr = qsurr / T = 286000 J / 298 K ≈ 959.73 J K⁻¹
उत्तर: परिवेश का एन्ट्रॉपी परिवर्तन ≈ 959.73 J K⁻¹
--- UP Board Solutions के साथ अध्याय का अंत ---
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