ChemistryQ1–24 of 24 questions
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1
ChemistryEasyMCQGUJCET · 2023
$C_2H_5OH$ की $Na$ धातु के साथ अभिक्रिया द्वारा $S.T.P.$ पर $280 \ mL$ डाइहाइड्रोजन गैस प्राप्त करने के लिए कितने ग्राम इथेनॉल की आवश्यकता होती है? (इथेनॉल का आणविक द्रव्यमान = $46 \ g/mol$)
A
$4.6$
B
$2.3$
C
$1.15$
D
$0.575$
Solution
(C) इथेनॉल और सोडियम धातु के बीच रासायनिक अभिक्रिया है:
$2C_2H_5OH + 2Na \rightarrow 2C_2H_5ONa + H_2$
स्टोइकोमेट्री के अनुसार,$2 \ mol$ इथेनॉल $1 \ mol$ $H_2$ गैस उत्पन्न करता है।
$S.T.P.$ पर,$1 \ mol$ गैस $22400 \ mL$ आयतन घेरती है।
अतः,$22400 \ mL$ $H_2$ उत्पन्न करने के लिए $2 \times 46 \ g$ इथेनॉल की आवश्यकता होती है।
$280 \ mL$ $H_2$ के लिए आवश्यक इथेनॉल:
$\frac{2 \times 46 \times 280}{22400} \ g$
$= \frac{92 \times 280}{22400} \ g$
$= \frac{92}{80} \ g = 1.15 \ g$.
अतः,सही विकल्प $C$ है।
$2C_2H_5OH + 2Na \rightarrow 2C_2H_5ONa + H_2$
स्टोइकोमेट्री के अनुसार,$2 \ mol$ इथेनॉल $1 \ mol$ $H_2$ गैस उत्पन्न करता है।
$S.T.P.$ पर,$1 \ mol$ गैस $22400 \ mL$ आयतन घेरती है।
अतः,$22400 \ mL$ $H_2$ उत्पन्न करने के लिए $2 \times 46 \ g$ इथेनॉल की आवश्यकता होती है।
$280 \ mL$ $H_2$ के लिए आवश्यक इथेनॉल:
$\frac{2 \times 46 \times 280}{22400} \ g$
$= \frac{92 \times 280}{22400} \ g$
$= \frac{92}{80} \ g = 1.15 \ g$.
अतः,सही विकल्प $C$ है।
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2
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मंद क्षारीय स्थिति में $MnO_4^-$ की $I^-$ के साथ अभिक्रिया के दौरान कौन सा उत्पाद प्राप्त होता है?
A
$I_2$
B
$IO_3^-$
C
$IO^-$
D
$IO_4^-$
Solution
(B) मंद क्षारीय या उदासीन माध्यम में,परमैंगनेट आयन $(MnO_4^-)$ एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है और आयोडाइड आयन $(I^-)$ को आयोडेट आयन $(IO_3^-)$ में ऑक्सीकृत करता है।
इस अभिक्रिया के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$2MnO_4^- + I^- + H_2O \rightarrow 2MnO_2 + IO_3^- + 2OH^-$
अतः,प्राप्त उत्पाद $IO_3^-$ है।
इस अभिक्रिया के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$2MnO_4^- + I^- + H_2O \rightarrow 2MnO_2 + IO_3^- + 2OH^-$
अतः,प्राप्त उत्पाद $IO_3^-$ है।
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3
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निम्नलिखित में से कौन सा अल्कोहल $573 \ K$ तापमान पर $Cu$ (कॉपर) धातु के साथ निर्जलीकरण (dehydration) अभिक्रिया देता है?
A
प्राथमिक और द्वितीयक
B
द्वितीयक और तृतीयक
C
प्राथमिक और तृतीयक
D
केवल तृतीयक
Solution
(D) $573 \ K$ पर $Cu$ के साथ अल्कोहल की अभिक्रिया एक विहाइड्रोजनीकरण (dehydrogenation) अभिक्रिया है,न कि निर्जलीकरण।
$1$. प्राथमिक अल्कोहल $(RCH_2OH)$ एल्डिहाइड बनाते हैं।
$2$. द्वितीयक अल्कोहल $(R_2CHOH)$ कीटोन बनाते हैं।
$3$. तृतीयक अल्कोहल $(R_3COH)$ में $\alpha$-हाइड्रोजन की अनुपस्थिति के कारण,ये निर्जलीकरण द्वारा एल्कीन बनाते हैं।
चूंकि प्रश्न में $573 \ K$ पर $Cu$ के साथ अभिक्रिया पूछी गई है,तृतीयक अल्कोहल इस स्थिति में निर्जलीकरण प्रदर्शित करते हैं। अतः सही विकल्प $D$ है।
$1$. प्राथमिक अल्कोहल $(RCH_2OH)$ एल्डिहाइड बनाते हैं।
$2$. द्वितीयक अल्कोहल $(R_2CHOH)$ कीटोन बनाते हैं।
$3$. तृतीयक अल्कोहल $(R_3COH)$ में $\alpha$-हाइड्रोजन की अनुपस्थिति के कारण,ये निर्जलीकरण द्वारा एल्कीन बनाते हैं।
चूंकि प्रश्न में $573 \ K$ पर $Cu$ के साथ अभिक्रिया पूछी गई है,तृतीयक अल्कोहल इस स्थिति में निर्जलीकरण प्रदर्शित करते हैं। अतः सही विकल्प $D$ है।
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4
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$CH_3ONa$ और $(CH_3)_3CBr$ के बीच अभिक्रिया से कौन सा उत्पाद प्राप्त होता है?
A
केवल एल्कीन
B
केवल ईथर
C
एल्कीन और ईथर दोनों
D
अल्कोहल
Solution
(A) $CH_3ONa$ (सोडियम मेथोक्साइड) जैसे प्रबल क्षार/नाभिकरागी और $(CH_3)_3CBr$ (tert-ब्यूटाइल ब्रोमाइड) जैसे तृतीयक एल्किल हैलाइड के बीच अभिक्रिया मुख्य रूप से $E2$ विलोपन क्रियाविधि द्वारा होती है।
सब्सट्रेट में त्रिविम बाधा (steric hindrance) के कारण,नाभिकरागी प्रतिस्थापन $(S_N2)$ अभिक्रिया बाधित हो जाती है।
इसलिए,मुख्य उत्पाद के रूप में एल्कीन,यानी $2$-मिथाइलप्रोपीन (आइसोब्यूटिलीन) प्राप्त होता है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।
सब्सट्रेट में त्रिविम बाधा (steric hindrance) के कारण,नाभिकरागी प्रतिस्थापन $(S_N2)$ अभिक्रिया बाधित हो जाती है।
इसलिए,मुख्य उत्पाद के रूप में एल्कीन,यानी $2$-मिथाइलप्रोपीन (आइसोब्यूटिलीन) प्राप्त होता है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।
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5
ChemistryEasyMCQGUJCET · 2023
निम्नलिखित में से कौन सा यौगिक कैनिज़ारो अभिक्रिया नहीं देता है?
A
$1$-मिथाइलसाइक्लोहेक्सेनकार्बाल्डिहाइड
B
बेंज़ाल्डिहाइड
C
$HCHO$
D
$CH_3CHO$
Solution
(D) कैनिज़ारो अभिक्रिया उन एल्डिहाइड द्वारा दी जाती है जिनमें $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु नहीं होता है।
$HCHO$ (फॉर्मेल्डिहाइड) में कोई $\alpha$-हाइड्रोजन नहीं है।
बेंज़ाल्डिहाइड $(C_6H_5CHO)$ में कोई $\alpha$-हाइड्रोजन नहीं है।
$1$-मिथाइलसाइक्लोहेक्सेनकार्बाल्डिहाइड में कार्बोनिल कार्बन पर कोई $\alpha$-हाइड्रोजन नहीं है।
$CH_3CHO$ (एसिटाल्डिहाइड) में तीन $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु होते हैं,इसलिए यह कैनिज़ारो अभिक्रिया के बजाय एल्डोल संघनन अभिक्रिया देता है।
अतः,सही विकल्प $D$ है।
$HCHO$ (फॉर्मेल्डिहाइड) में कोई $\alpha$-हाइड्रोजन नहीं है।
बेंज़ाल्डिहाइड $(C_6H_5CHO)$ में कोई $\alpha$-हाइड्रोजन नहीं है।
$1$-मिथाइलसाइक्लोहेक्सेनकार्बाल्डिहाइड में कार्बोनिल कार्बन पर कोई $\alpha$-हाइड्रोजन नहीं है।
$CH_3CHO$ (एसिटाल्डिहाइड) में तीन $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु होते हैं,इसलिए यह कैनिज़ारो अभिक्रिया के बजाय एल्डोल संघनन अभिक्रिया देता है।
अतः,सही विकल्प $D$ है।
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6
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यौगिकों $(I)$,$(II)$ और $(III)$ की अम्लता का सही क्रम क्या है?
$(I)$ $4$-नाइट्रोबेन्जोइक अम्ल
$(II)$ $4$-मेथॉक्सीबेन्जोइक अम्ल
$(III)$ बेन्जोइक अम्ल
$(I)$ $4$-नाइट्रोबेन्जोइक अम्ल
$(II)$ $4$-मेथॉक्सीबेन्जोइक अम्ल
$(III)$ बेन्जोइक अम्ल
A
$I > II > III$
B
$I > III > II$
C
$I < II < III$
D
$I < III < II$
Solution
(B) बेन्जोइक अम्ल के व्युत्पन्नों की अम्लता बेन्जीन वलय से जुड़े प्रतिस्थापियों के इलेक्ट्रॉनिक प्रभावों पर निर्भर करती है।
$1$. $(I)$ में $-NO_2$ समूह एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह ($-I$ और $-M$ प्रभाव) है,जो कार्बोक्सिलेट आयन को स्थिर करता है,जिससे अम्लता बढ़ती है।
$2$. $(II)$ में $-OCH_3$ समूह एक इलेक्ट्रॉन-दाता समूह ($+M$ प्रभाव) है,जो कार्बोक्सिलेट आयन को अस्थिर करता है,जिससे अम्लता घटती है।
$3$. बेन्जोइक अम्ल $(III)$ संदर्भ बिंदु है।
अतः,अम्लता का सही क्रम $4$-नाइट्रोबेन्जोइक अम्ल $(I)$ > बेन्जोइक अम्ल $(III)$ > $4$-मेथॉक्सीबेन्जोइक अम्ल $(II)$ है।
सही विकल्प $B$ है।
$1$. $(I)$ में $-NO_2$ समूह एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह ($-I$ और $-M$ प्रभाव) है,जो कार्बोक्सिलेट आयन को स्थिर करता है,जिससे अम्लता बढ़ती है।
$2$. $(II)$ में $-OCH_3$ समूह एक इलेक्ट्रॉन-दाता समूह ($+M$ प्रभाव) है,जो कार्बोक्सिलेट आयन को अस्थिर करता है,जिससे अम्लता घटती है।
$3$. बेन्जोइक अम्ल $(III)$ संदर्भ बिंदु है।
अतः,अम्लता का सही क्रम $4$-नाइट्रोबेन्जोइक अम्ल $(I)$ > बेन्जोइक अम्ल $(III)$ > $4$-मेथॉक्सीबेन्जोइक अम्ल $(II)$ है।
सही विकल्प $B$ है।
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7
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$CH_2=CH-CHO$ यौगिक का सामान्य नाम क्या है?
A
$Prop-2-enal$
B
$Mesityl \text{ oxide}$
C
$Acrolein$
D
$Propenal-1-ene$
Solution
(C) $CH_2=CH-CHO$ यौगिक एक असंतृप्त एल्डिहाइड है।
इसका $IUPAC$ नाम $Prop-2-enal$ है।
इसका सामान्य नाम $Acrolein$ है।
इसका $IUPAC$ नाम $Prop-2-enal$ है।
इसका सामान्य नाम $Acrolein$ है।
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8
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$DNA$ संरचना में कौन सा क्षारक (base) उपस्थित नहीं होता है?
A
एडेनिन
B
यूरेसिल
C
ग्वानिन
D
साइटोसिन
Solution
(B) $DNA$ में उपस्थित नाइट्रोजनयुक्त क्षारक एडेनिन $(A)$,ग्वानिन $(G)$,साइटोसिन $(C)$ और थाइमिन $(T)$ हैं।
यूरेसिल $(U)$ $RNA$ में पाया जाने वाला नाइट्रोजनयुक्त क्षारक है जो थाइमिन के स्थान पर होता है।
अतः,यूरेसिल $DNA$ संरचना में उपस्थित नहीं होता है।
इसलिए,सही विकल्प $B$ है।
यूरेसिल $(U)$ $RNA$ में पाया जाने वाला नाइट्रोजनयुक्त क्षारक है जो थाइमिन के स्थान पर होता है।
अतः,यूरेसिल $DNA$ संरचना में उपस्थित नहीं होता है।
इसलिए,सही विकल्प $B$ है।
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9
ChemistryEasyMCQGUJCET · 2023
ग्लूकोज के लिए कौन सा कथन सही नहीं है?
A
यह एक एल्डोहेक्सोस है।
B
जब इसे $HI$ के साथ गर्म किया जाता है,तो यह $n-hexane$ देता है।
C
यह हाइड्रॉक्सिलएमाइन के साथ अभिक्रिया करता है।
D
इसमें फ्यूरानोज संरचना होती है।
Solution
(D) ग्लूकोज एक एल्डोहेक्सोस $(C_6H_{12}O_6)$ है।
जब इसे $HI$ के साथ गर्म किया जाता है,तो यह अपचयित होकर $n-hexane$ बनाता है,जो $6$ कार्बन परमाणुओं की सीधी श्रृंखला की उपस्थिति की पुष्टि करता है।
यह हाइड्रॉक्सिलएमाइन $(NH_2OH)$ के साथ अभिक्रिया करके ऑक्साइम बनाता है,जो कार्बोनिल समूह की उपस्थिति की पुष्टि करता है।
हालाँकि,ग्लूकोज अपने चक्रीय रूप में पाइरानोज संरचना ($6$-सदस्यीय वलय) में मौजूद होता है,न कि फ्यूरानोज संरचना ($5$-सदस्यीय वलय) में। फ्रुक्टोज फ्यूरानोज संरचना में मौजूद होता है।
इसलिए,यह कथन कि ग्लूकोज में फ्यूरानोज संरचना होती है,गलत है।
जब इसे $HI$ के साथ गर्म किया जाता है,तो यह अपचयित होकर $n-hexane$ बनाता है,जो $6$ कार्बन परमाणुओं की सीधी श्रृंखला की उपस्थिति की पुष्टि करता है।
यह हाइड्रॉक्सिलएमाइन $(NH_2OH)$ के साथ अभिक्रिया करके ऑक्साइम बनाता है,जो कार्बोनिल समूह की उपस्थिति की पुष्टि करता है।
हालाँकि,ग्लूकोज अपने चक्रीय रूप में पाइरानोज संरचना ($6$-सदस्यीय वलय) में मौजूद होता है,न कि फ्यूरानोज संरचना ($5$-सदस्यीय वलय) में। फ्रुक्टोज फ्यूरानोज संरचना में मौजूद होता है।
इसलिए,यह कथन कि ग्लूकोज में फ्यूरानोज संरचना होती है,गलत है।
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10
ChemistryEasyMCQGUJCET · 2023
एक अभिक्रिया $A$ के संदर्भ में प्रथम कोटि की और $B$ के संदर्भ में द्वितीय कोटि की है। यदि $B$ की सांद्रता दो गुना कर दी जाए,तो अभिक्रिया का वेग क्या होगा ($-$गुना में)?
A
$4$
B
$2$
C
$8$
D
$16$
Solution
(A) अभिक्रिया के लिए वेग नियम इस प्रकार है: $Rate = k[A]^1[B]^2$.
यदि $B$ की सांद्रता दो गुना कर दी जाए,तो नई सांद्रता $[B'] = 2[B]$ हो जाती है।
नया वेग $Rate'$ होगा: $Rate' = k[A]^1[2B]^2 = 4 \times k[A]^1[B]^2$.
अतः,अभिक्रिया का वेग $4-$गुना बढ़ जाता है।
इसलिए,सही विकल्प $A$ है।
यदि $B$ की सांद्रता दो गुना कर दी जाए,तो नई सांद्रता $[B'] = 2[B]$ हो जाती है।
नया वेग $Rate'$ होगा: $Rate' = k[A]^1[2B]^2 = 4 \times k[A]^1[B]^2$.
अतः,अभिक्रिया का वेग $4-$गुना बढ़ जाता है।
इसलिए,सही विकल्प $A$ है।
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11
ChemistryEasyMCQGUJCET · 2023
अभिक्रिया Rate $= K[A]^{\frac{1}{2}} \cdot [B]^{\frac{3}{2}}$ के लिए दर स्थिरांक की इकाई क्या होगी?
A
$Sec^{-1}$
B
$Mol \cdot L^{-1} \cdot Sec^{-1}$
C
$Mol^{-1} \cdot L \cdot Sec^{-1}$
D
$(Mol \cdot L^{-1})^2 \cdot Sec^{-1}$
Solution
(C) अभिक्रिया की कुल कोटि $n = \frac{1}{2} + \frac{3}{2} = 2$ है।
$n$ कोटि की अभिक्रिया के लिए दर स्थिरांक की इकाई $(Mol \cdot L^{-1})^{1-n} \cdot Sec^{-1}$ होती है।
$n = 2$ प्रतिस्थापित करने पर,हमें $(Mol \cdot L^{-1})^{1-2} \cdot Sec^{-1} = (Mol \cdot L^{-1})^{-1} \cdot Sec^{-1} = Mol^{-1} \cdot L \cdot Sec^{-1}$ प्राप्त होता है।
$n$ कोटि की अभिक्रिया के लिए दर स्थिरांक की इकाई $(Mol \cdot L^{-1})^{1-n} \cdot Sec^{-1}$ होती है।
$n = 2$ प्रतिस्थापित करने पर,हमें $(Mol \cdot L^{-1})^{1-2} \cdot Sec^{-1} = (Mol \cdot L^{-1})^{-1} \cdot Sec^{-1} = Mol^{-1} \cdot L \cdot Sec^{-1}$ प्राप्त होता है।
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12
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प्रथम कोटि की अभिक्रिया के लिए निम्नलिखित में से किस ग्राफ में ढाल (slope) का मान $\frac{K}{2.303}$ होगा?
A
$\log \frac{[R]_0}{[R]} \text{ बनाम } t \text{ (समय)}$
B
$\log \frac{[R]}{[R]_0} \text{ बनाम } t \text{ (समय)}$
C
$\ln \frac{[R]_0}{[R]} \text{ बनाम } t \text{ (समय)}$
D
$\ln \frac{[R]}{[R]_0} \text{ बनाम } t \text{ (समय)}$
Solution
(A) प्रथम कोटि की अभिक्रिया के लिए समाकलित वेग समीकरण है: $\ln \frac{[R]_0}{[R]} = Kt$.
इसे $\log_{10}$ में बदलने पर: $\log \frac{[R]_0}{[R]} = \frac{Kt}{2.303}$.
इस समीकरण की तुलना सरल रेखा के समीकरण $y = mx + c$ से करने पर,जहाँ $y = \log \frac{[R]_0}{[R]}$ और $x = t$,ढाल $m = \frac{K}{2.303}$ प्राप्त होता है।
अतः,$\log \frac{[R]_0}{[R]}$ बनाम $t$ का ग्राफ $\frac{K}{2.303}$ की ढाल देता है।
इसे $\log_{10}$ में बदलने पर: $\log \frac{[R]_0}{[R]} = \frac{Kt}{2.303}$.
इस समीकरण की तुलना सरल रेखा के समीकरण $y = mx + c$ से करने पर,जहाँ $y = \log \frac{[R]_0}{[R]}$ और $x = t$,ढाल $m = \frac{K}{2.303}$ प्राप्त होता है।
अतः,$\log \frac{[R]_0}{[R]}$ बनाम $t$ का ग्राफ $\frac{K}{2.303}$ की ढाल देता है।
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13
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निम्नलिखित में से कौन सी स्पीशीज के लिगेंड होने की अपेक्षा नहीं है?
A
$NO$
B
$NH_4^+$
C
$H_2N-CH_2-CH_2-NH_2$
D
$CO$
Solution
(B) लिगेंड एक आयन या अणु है जो समन्वय संकुल (coordination complex) बनाने के लिए केंद्रीय धातु परमाणु या आयन से जुड़ता है। किसी स्पीशीज के लिगेंड के रूप में कार्य करने के लिए आवश्यक शर्त यह है कि उसके पास धातु को दान करने के लिए कम से कम एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) हो।
$1$. $NO$ (नाइट्रिक ऑक्साइड) में नाइट्रोजन परमाणु पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है और यह लिगेंड के रूप में कार्य कर सकता है।
$2$. $NH_4^+$ (अमोनियम आयन) के सभी संयोजी इलेक्ट्रॉन हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ सहसंयोजक बंध में शामिल होते हैं। इसके पास दान करने के लिए कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म नहीं होता है,इसलिए यह लिगेंड के रूप में कार्य नहीं कर सकता है।
$3$. $H_2N-CH_2-CH_2-NH_2$ (एथिलीनडायमीन) में दोनों नाइट्रोजन परमाणुओं पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होते हैं और यह एक द्विदंतुक (bidentate) लिगेंड के रूप में कार्य करता है।
$4$. $CO$ (कार्बन मोनोऑक्साइड) में कार्बन परमाणु पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है और यह लिगेंड के रूप में कार्य करता है।
अतः,$NH_4^+$ के लिगेंड होने की अपेक्षा नहीं है।
$1$. $NO$ (नाइट्रिक ऑक्साइड) में नाइट्रोजन परमाणु पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है और यह लिगेंड के रूप में कार्य कर सकता है।
$2$. $NH_4^+$ (अमोनियम आयन) के सभी संयोजी इलेक्ट्रॉन हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ सहसंयोजक बंध में शामिल होते हैं। इसके पास दान करने के लिए कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म नहीं होता है,इसलिए यह लिगेंड के रूप में कार्य नहीं कर सकता है।
$3$. $H_2N-CH_2-CH_2-NH_2$ (एथिलीनडायमीन) में दोनों नाइट्रोजन परमाणुओं पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होते हैं और यह एक द्विदंतुक (bidentate) लिगेंड के रूप में कार्य करता है।
$4$. $CO$ (कार्बन मोनोऑक्साइड) में कार्बन परमाणु पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है और यह लिगेंड के रूप में कार्य करता है।
अतः,$NH_4^+$ के लिगेंड होने की अपेक्षा नहीं है।
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14
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अष्टफलकीय संकुल में क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन के दौरान $d^4$ आयन के लिए $t_{2g}^4 e_g^0$ विन्यास कैसे संभव है?
A
$\Delta_0 = P$
B
$\Delta_0 \leq P$
C
$\Delta_0 < P$
D
$\Delta_0 > P$
Solution
(D) अष्टफलकीय संकुल में,$d$-कक्षक दो सेटों में विभाजित होते हैं: $t_{2g}$ (कम ऊर्जा) और $e_g$ (उच्च ऊर्जा)।
$d^4$ आयन के लिए,यदि क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा $(\Delta_0)$ युग्मन ऊर्जा $(P)$ से अधिक है,तो इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा वाले $e_g$ कक्षकों में जाने के बजाय कम ऊर्जा वाले $t_{2g}$ कक्षकों में युग्मित होना पसंद करेंगे।
इसके परिणामस्वरूप $t_{2g}^4 e_g^0$ का निम्न-चक्रण (low-spin) विन्यास प्राप्त होता है।
अतः,इस विन्यास के लिए शर्त $\Delta_0 > P$ है।
$d^4$ आयन के लिए,यदि क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा $(\Delta_0)$ युग्मन ऊर्जा $(P)$ से अधिक है,तो इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा वाले $e_g$ कक्षकों में जाने के बजाय कम ऊर्जा वाले $t_{2g}$ कक्षकों में युग्मित होना पसंद करेंगे।
इसके परिणामस्वरूप $t_{2g}^4 e_g^0$ का निम्न-चक्रण (low-spin) विन्यास प्राप्त होता है।
अतः,इस विन्यास के लिए शर्त $\Delta_0 > P$ है।
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15
ChemistryEasyMCQGUJCET · 2023
$[Cr(H_2O)_6]Cl_3$ और $[Cr(H_2O)_5Cl]Cl_2 \cdot H_2O$ के बीच किस प्रकार की समावयवता मौजूद है?
A
आयनन समावयवता
B
विलायक समावयवता (Solvate isomerism)
C
उपसहसंयोजन समावयवता
D
बंधन समावयवता
Solution
(B) दिए गए संकुल $[Cr(H_2O)_6]Cl_3$ और $[Cr(H_2O)_5Cl]Cl_2 \cdot H_2O$ हैं।
इन संकुलों में,पहले मामले में पानी का अणु लिगेंड के रूप में कार्य करता है,जबकि दूसरे मामले में,एक पानी का अणु उपसहसंयोजन क्षेत्र के बाहर क्रिस्टलीकरण के विलायक (जालक जल) के रूप में मौजूद है।
इस प्रकार की समावयवता,जहाँ विलायक का अणु (जैसे $H_2O$) उपसहसंयोजन क्षेत्र के अंदर या बाहर हो सकता है,उसे विलायक समावयवता (Solvate isomerism) के रूप में जाना जाता है।
इन संकुलों में,पहले मामले में पानी का अणु लिगेंड के रूप में कार्य करता है,जबकि दूसरे मामले में,एक पानी का अणु उपसहसंयोजन क्षेत्र के बाहर क्रिस्टलीकरण के विलायक (जालक जल) के रूप में मौजूद है।
इस प्रकार की समावयवता,जहाँ विलायक का अणु (जैसे $H_2O$) उपसहसंयोजन क्षेत्र के अंदर या बाहर हो सकता है,उसे विलायक समावयवता (Solvate isomerism) के रूप में जाना जाता है।
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16
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निम्नलिखित में से किस तत्व के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास में एक इलेक्ट्रॉन $5d$ कक्षक में व्यवस्थित होता है?
A
${}_{64}Gd$
B
${}_{63}Eu$
C
${}_{65}Tb$
D
${}_{66}Dy$
Solution
(A) गैडोलीनियम ($Gd$,$Z=64$) का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Xe] 4f^7 5d^1 6s^2$ है।
इस विन्यास में,अर्ध-पूर्ण $4f^7$ उपकोष द्वारा प्रदान की गई स्थिरता के कारण एक इलेक्ट्रॉन $5d$ कक्षक में प्रवेश करता है।
अन्य लैंथेनॉइड्स जैसे $Eu$ $(Z=63)$,$Tb$ $(Z=65)$,और $Dy$ $(Z=66)$ के लिए,उनकी मूल अवस्था विन्यास में $5d$ कक्षक खाली रहता है क्योंकि इलेक्ट्रॉन $4f$ उपकोष में भरे जाते हैं।
इस विन्यास में,अर्ध-पूर्ण $4f^7$ उपकोष द्वारा प्रदान की गई स्थिरता के कारण एक इलेक्ट्रॉन $5d$ कक्षक में प्रवेश करता है।
अन्य लैंथेनॉइड्स जैसे $Eu$ $(Z=63)$,$Tb$ $(Z=65)$,और $Dy$ $(Z=66)$ के लिए,उनकी मूल अवस्था विन्यास में $5d$ कक्षक खाली रहता है क्योंकि इलेक्ट्रॉन $4f$ उपकोष में भरे जाते हैं।
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17
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अति सांद्र $H_2SO_4$ विलयन के विद्युत अपघटन के दौरान एनोड पर निम्नलिखित में से कौन सी रासायनिक अभिक्रिया होती है?
A
$2SO_4^{2-}{_{\text{(aq)}}} \rightarrow S_2O_8^{2-}{_{\text{(aq)}}} + 2e^{-}$
B
$2H_2O_{(l)} \longrightarrow O_{2(g)} + 4H^{+}_{(aq)} + 4e^-$
C
$H_2O_{(l)} + e^- \longrightarrow \frac{1}{2}H_{2(g)} + OH^{-}_{(aq)}$
D
$S_2O_8^{2-}{_{\text{(aq)}}} + 2e^{-} \rightarrow 2SO_4^{2-}{_{\text{(aq)}}}$
Solution
(A) अति सांद्र $H_2SO_4$ विलयन के विद्युत अपघटन के दौरान,$SO_4^{2-}$ आयनों की सांद्रता बहुत अधिक होती है।
इस उच्च सांद्रता के कारण,एनोड पर जल के ऑक्सीकरण की तुलना में $SO_4^{2-}$ आयनों का ऑक्सीकरण अधिक अनुकूल हो जाता है।
एनोड पर होने वाली अभिक्रिया है:$2SO_4^{2-}{_{\text{(aq)}}} \rightarrow S_2O_8^{2-}{_{\text{(aq)}}} + 2e^{-}$.
अतः,सही विकल्प $A$ है।
इस उच्च सांद्रता के कारण,एनोड पर जल के ऑक्सीकरण की तुलना में $SO_4^{2-}$ आयनों का ऑक्सीकरण अधिक अनुकूल हो जाता है।
एनोड पर होने वाली अभिक्रिया है:$2SO_4^{2-}{_{\text{(aq)}}} \rightarrow S_2O_8^{2-}{_{\text{(aq)}}} + 2e^{-}$.
अतः,सही विकल्प $A$ है।
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ChemistryEasyMCQGUJCET · 2023
$0.1 \ M$ $KCl$ विलयन से भरे एक चालकता सेल का प्रतिरोध $100 \ \Omega$ है और विलयन की चालकता $1.29 \ S/m$ है। सेल स्थिरांक का मान ($m^{-1}$ में) क्या होगा?
A
$129$
B
$1.29$
C
$12.9$
D
$0.129$
Solution
(A) चालकता $(\kappa)$ का सूत्र है: $\kappa = G^* \times G$,जहाँ $G^*$ सेल स्थिरांक है और $G$ चालकत्व है।
चालकत्व $(G)$ प्रतिरोध $(R)$ का व्युत्क्रम है: $G = \frac{1}{R} = \frac{1}{100 \ \Omega} = 0.01 \ S$.
दी गई चालकता $\kappa = 1.29 \ S/m$ है।
सूत्र में मान रखने पर: $1.29 \ S/m = G^* \times 0.01 \ S$.
अतः,$G^* = \frac{1.29}{0.01} \ m^{-1} = 129 \ m^{-1}$.
चालकत्व $(G)$ प्रतिरोध $(R)$ का व्युत्क्रम है: $G = \frac{1}{R} = \frac{1}{100 \ \Omega} = 0.01 \ S$.
दी गई चालकता $\kappa = 1.29 \ S/m$ है।
सूत्र में मान रखने पर: $1.29 \ S/m = G^* \times 0.01 \ S$.
अतः,$G^* = \frac{1.29}{0.01} \ m^{-1} = 129 \ m^{-1}$.
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ChemistryEasyMCQGUJCET · 2023
दिए गए विद्युत रासायनिक सेल के लिए निम्नलिखित में से कौन सा नर्नस्ट समीकरण सही है?
$Mg_{(s)}|Mg_{(aq)}^{2+}(0.1 \ M)||Cl_{(aq)}^{-}(0.1 \ M)|Cl_{2_{(g)}}(1 \ bar)|Pt_{(s)}$
$Mg_{(s)}|Mg_{(aq)}^{2+}(0.1 \ M)||Cl_{(aq)}^{-}(0.1 \ M)|Cl_{2_{(g)}}(1 \ bar)|Pt_{(s)}$
A
$E_{cell} = E_{cell}^0 - \frac{0.059}{2} \log \frac{[Mg^{2+}][Cl^{-}]^2}{P_{Cl_2}}$
B
$E_{cell} = E_{cell}^0 - \frac{0.059}{2} \log \frac{[Mg^{2+}]}{[Cl^{-}]^2}$
C
$E_{cell} = E_{cell}^0 - \frac{0.059}{2} \log \frac{1}{[Mg^{2+}][Cl^{-}]^2}$
D
$E_{cell} = E_{cell}^0 - \frac{0.059}{2} \log [Mg^{2+}][Cl^{-}]^2$
Solution
(D) सेल अभिक्रिया इस प्रकार है:
एनोड (ऑक्सीकरण): $Mg_{(s)} \rightarrow Mg_{(aq)}^{2+} + 2e^-$
कैथोड (अपचयन): $Cl_{2_{(g)}} + 2e^- \rightarrow 2Cl_{(aq)}^{-}$
कुल अभिक्रिया: $Mg_{(s)} + Cl_{2_{(g)}} \rightarrow Mg_{(aq)}^{2+} + 2Cl_{(aq)}^{-}$
नर्नस्ट समीकरण है: $E_{cell} = E_{cell}^0 - \frac{0.059}{n} \log Q$
यहाँ,$n = 2$ और अभिक्रिया भागफल $Q = \frac{[Mg^{2+}][Cl^{-}]^2}{P_{Cl_2}}$ है।
चूंकि $P_{Cl_2} = 1 \ bar$,इसलिए $Q = [Mg^{2+}][Cl^{-}]^2$ है।
अतः,सही समीकरण $E_{cell} = E_{cell}^0 - \frac{0.059}{2} \log [Mg^{2+}][Cl^{-}]^2$ है।
एनोड (ऑक्सीकरण): $Mg_{(s)} \rightarrow Mg_{(aq)}^{2+} + 2e^-$
कैथोड (अपचयन): $Cl_{2_{(g)}} + 2e^- \rightarrow 2Cl_{(aq)}^{-}$
कुल अभिक्रिया: $Mg_{(s)} + Cl_{2_{(g)}} \rightarrow Mg_{(aq)}^{2+} + 2Cl_{(aq)}^{-}$
नर्नस्ट समीकरण है: $E_{cell} = E_{cell}^0 - \frac{0.059}{n} \log Q$
यहाँ,$n = 2$ और अभिक्रिया भागफल $Q = \frac{[Mg^{2+}][Cl^{-}]^2}{P_{Cl_2}}$ है।
चूंकि $P_{Cl_2} = 1 \ bar$,इसलिए $Q = [Mg^{2+}][Cl^{-}]^2$ है।
अतः,सही समीकरण $E_{cell} = E_{cell}^0 - \frac{0.059}{2} \log [Mg^{2+}][Cl^{-}]^2$ है।
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$S + Nu \rightarrow \text{product}$ अभिक्रिया के लिए निम्नलिखित परिणाम प्राप्त होते हैं। यह अभिक्रिया किस अभिक्रिया तंत्र (mechanism) द्वारा होती है?
| प्रयोग | $[S]$ | $[Nu]$ | दर |
|---|---|---|---|
| $1$ | $0.1$ | $0.1$ | $2.2 \times 10^{-3}$ |
| $2$ | $0.2$ | $0.1$ | $4.4 \times 10^{-3}$ |
| $3$ | $0.1$ | $0.2$ | $4.4 \times 10^{-3}$ |
A
$S_{N}1$
B
इलेक्ट्रॉनरागी योगज अभिक्रिया
C
$S_{N}2$
D
इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया
Solution
(C) अभिक्रिया तंत्र निर्धारित करने के लिए,हम प्रयोगात्मक डेटा के आधार पर दर नियम का विश्लेषण करते हैं।
मान लीजिए दर नियम $\text{Rate} = k[S]^x[Nu]^y$ है।
प्रयोग $1$ और $2$ से,जब $[S]$ को दोगुना किया जाता है और $[Nu]$ स्थिर रहता है,तो दर दोगुनी हो जाती है ($2.2 \times 10^{-3}$ से $4.4 \times 10^{-3}$),इसलिए $x = 1$ है।
प्रयोग $1$ और $3$ से,जब $[Nu]$ को दोगुना किया जाता है और $[S]$ स्थिर रहता है,तो दर दोगुनी हो जाती है ($2.2 \times 10^{-3}$ से $4.4 \times 10^{-3}$),इसलिए $y = 1$ है।
कुल दर नियम $\text{Rate} = k[S]^1[Nu]^1$ है।
चूंकि अभिक्रिया सबस्ट्रेट और न्यूक्लियोफाइल दोनों के संबंध में प्रथम कोटि की है,इसलिए कुल कोटि $2$ है।
यह द्वि-आण्विक न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया को इंगित करता है,जो $S_{N}2$ तंत्र है।
मान लीजिए दर नियम $\text{Rate} = k[S]^x[Nu]^y$ है।
प्रयोग $1$ और $2$ से,जब $[S]$ को दोगुना किया जाता है और $[Nu]$ स्थिर रहता है,तो दर दोगुनी हो जाती है ($2.2 \times 10^{-3}$ से $4.4 \times 10^{-3}$),इसलिए $x = 1$ है।
प्रयोग $1$ और $3$ से,जब $[Nu]$ को दोगुना किया जाता है और $[S]$ स्थिर रहता है,तो दर दोगुनी हो जाती है ($2.2 \times 10^{-3}$ से $4.4 \times 10^{-3}$),इसलिए $y = 1$ है।
कुल दर नियम $\text{Rate} = k[S]^1[Nu]^1$ है।
चूंकि अभिक्रिया सबस्ट्रेट और न्यूक्लियोफाइल दोनों के संबंध में प्रथम कोटि की है,इसलिए कुल कोटि $2$ है।
यह द्वि-आण्विक न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया को इंगित करता है,जो $S_{N}2$ तंत्र है।
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$CCl_4$ से फ्रीऑन-$12$ $(CCl_2F_2)$ किस अभिक्रिया द्वारा तैयार किया जाता है?
A
वुर्ट्ज़ अभिक्रिया
B
फिटिंग अभिक्रिया
C
स्वार्ट्स अभिक्रिया
D
फिंकेलस्टीन अभिक्रिया
Solution
(C) कार्बन टेट्राक्लोराइड $(CCl_4)$ से फ्रीऑन-$12$ $(CCl_2F_2)$ का निर्माण स्वार्ट्स अभिक्रिया द्वारा किया जाता है।
इस अभिक्रिया में,$CCl_4$ को एंटीमनी ट्राइफ्लोराइड $(SbF_3)$ के साथ एंटीमनी पेंटाक्लोराइड $(SbCl_5)$ उत्प्रेरक की उपस्थिति में उपचारित किया जाता है।
रासायनिक समीकरण है: $3CCl_4 + 2SbF_3 \xrightarrow{SbCl_5} 3CCl_2F_2 + 2SbCl_3$.
इस अभिक्रिया में,$CCl_4$ को एंटीमनी ट्राइफ्लोराइड $(SbF_3)$ के साथ एंटीमनी पेंटाक्लोराइड $(SbCl_5)$ उत्प्रेरक की उपस्थिति में उपचारित किया जाता है।
रासायनिक समीकरण है: $3CCl_4 + 2SbF_3 \xrightarrow{SbCl_5} 3CCl_2F_2 + 2SbCl_3$.
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$NaCl$ के $0.02 \ M$ विलयन का परासरण दाब $(\pi)$ क्या है ($RT$ में)?
A
$0.01$
B
$0.02$
C
$0.04$
D
$0.002$
Solution
(C) परासरण दाब का सूत्र $\pi = i \times C \times R \times T$ है।
$NaCl$ के लिए,वांट हॉफ गुणांक $(i)$ $2$ है क्योंकि यह $Na^+$ और $Cl^-$ आयनों में वियोजित होता है।
दी गई सांद्रता $C = 0.02 \ M$ है।
इन मानों को प्रतिस्थापित करने पर: $\pi = 2 \times 0.02 \times RT = 0.04 \ RT$.
$NaCl$ के लिए,वांट हॉफ गुणांक $(i)$ $2$ है क्योंकि यह $Na^+$ और $Cl^-$ आयनों में वियोजित होता है।
दी गई सांद्रता $C = 0.02 \ M$ है।
इन मानों को प्रतिस्थापित करने पर: $\pi = 2 \times 0.02 \times RT = 0.04 \ RT$.
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निम्नलिखित में से किस जलीय विलयन का क्वथनांक उच्चतम है?
A
$0.1 \ M \ KNO_3$
B
$0.1 \ M \ \text{Urea}$
C
$0.1 \ M \ K_4[Fe(CN)_6]$
D
$0.1 \ M \ NH_4NO_3$
Solution
(C) क्वथनांक में उन्नयन एक अणुसंख्यक गुणधर्म है,जो विलेय के वांट हॉफ गुणांक $(i)$ पर निर्भर करता है। सूत्र $\Delta T_b = i \times K_b \times m$ है।
चूंकि मोललता $(m)$ सभी विलयनों के लिए समान है,इसलिए जिस विलयन का वांट हॉफ गुणांक $(i)$ सबसे अधिक होगा,उसका क्वथनांक सबसे अधिक होगा।
$1.$ $KNO_3 \rightarrow K^+ + NO_3^-$,$i = 2$.
$2.$ $\text{Urea}$ एक अनपघट्य है,$i = 1$.
$3.$ $K_4[Fe(CN)_6] \rightarrow 4K^+ + [Fe(CN)_6]^{4-}$,$i = 5$.
$4.$ $NH_4NO_3 \rightarrow NH_4^+ + NO_3^-$,$i = 2$.
अतः,$K_4[Fe(CN)_6]$ का $i$ मान सबसे अधिक $(i = 5)$ है,इसलिए इसका क्वथनांक उच्चतम है।
चूंकि मोललता $(m)$ सभी विलयनों के लिए समान है,इसलिए जिस विलयन का वांट हॉफ गुणांक $(i)$ सबसे अधिक होगा,उसका क्वथनांक सबसे अधिक होगा।
$1.$ $KNO_3 \rightarrow K^+ + NO_3^-$,$i = 2$.
$2.$ $\text{Urea}$ एक अनपघट्य है,$i = 1$.
$3.$ $K_4[Fe(CN)_6] \rightarrow 4K^+ + [Fe(CN)_6]^{4-}$,$i = 5$.
$4.$ $NH_4NO_3 \rightarrow NH_4^+ + NO_3^-$,$i = 2$.
अतः,$K_4[Fe(CN)_6]$ का $i$ मान सबसे अधिक $(i = 5)$ है,इसलिए इसका क्वथनांक उच्चतम है।
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हमारे पास $NaCl$ के तीन जलीय विलयन हैं जिन्हें '$A$','$B$' और '$C$' के रूप में लेबल किया गया है,जिनकी सांद्रता क्रमशः $0.1 \ M$,$0.01 \ M$ और $0.001 \ M$ है। इन विलयनों के लिए वांट हॉफ गुणांक (Van't Hoff factor) का मान किस क्रम में होगा . . . . . . .
A
$i_{A} = i_{B} = i_{C}$
B
$i_{A} > i_{B} > i_{C}$
C
$i_{A} < i_{B} < i_{C}$
D
$i_{A} < i_{B} > i_{C}$
Solution
(C) $NaCl$ जैसे प्रबल विद्युत अपघट्य के लिए वांट हॉफ गुणांक $(i)$ का सूत्र $i = 1 + (n-1)\alpha$ है,जहाँ $n$ प्रति सूत्र इकाई उत्पन्न आयनों की संख्या है और $\alpha$ वियोजन की मात्रा है।
$NaCl$ के लिए,$n = 2$ है। जैसे-जैसे विलयन की सांद्रता कम होती है,अंतर-आयनिक आकर्षण कम होने के कारण वियोजन की मात्रा $(\alpha)$ बढ़ती है।
अतः,जैसे-जैसे सांद्रता $0.1 \ M$ से घटकर $0.001 \ M$ होती है,$\alpha$ बढ़ता है,जिससे $i$ का मान बढ़ता है।
इस प्रकार,वांट हॉफ गुणांक का क्रम $i_{A} < i_{B} < i_{C}$ है।
$NaCl$ के लिए,$n = 2$ है। जैसे-जैसे विलयन की सांद्रता कम होती है,अंतर-आयनिक आकर्षण कम होने के कारण वियोजन की मात्रा $(\alpha)$ बढ़ती है।
अतः,जैसे-जैसे सांद्रता $0.1 \ M$ से घटकर $0.001 \ M$ होती है,$\alpha$ बढ़ता है,जिससे $i$ का मान बढ़ता है।
इस प्रकार,वांट हॉफ गुणांक का क्रम $i_{A} < i_{B} < i_{C}$ है।
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