ChemistryQ1–50 of 50 questions
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1
ChemistryMediumMCQKVPY · 2016
$SCl_4$ की आकृति को सबसे अच्छी तरह से किस रूप में वर्णित किया जा सकता है?
A
वर्ग
B
चतुष्फलकीय
C
वर्ग पिरामिड
D
सी-सॉ (see-saw)
Solution
(D) $S$ के पास $6$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
यह $Cl$ परमाणुओं के साथ $4$ बंध युग्म बनाता है और $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म शेष रहता है।
$VSEPR$ सिद्धांत के अनुसार,$4$ बंध युग्म और $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म ($AX_4E$ प्रकार) वाला अणु सी-सॉ (see-saw) ज्यामिति अपनाता है।
यह $Cl$ परमाणुओं के साथ $4$ बंध युग्म बनाता है और $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म शेष रहता है।
$VSEPR$ सिद्धांत के अनुसार,$4$ बंध युग्म और $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म ($AX_4E$ प्रकार) वाला अणु सी-सॉ (see-saw) ज्यामिति अपनाता है।
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2
ChemistryDifficultMCQKVPY · 2016
निम्नलिखित परमाणु कक्षक अतिव्यापनों में से,अनाबंधी (non-bonding) अतिव्यापन है
A
B
C
D
Solution
(A) जब दो परमाणुओं के कक्षक बंध बनाने के लिए करीब आते हैं,तो उनका अतिव्यापन अंतरिक्ष में कक्षक तरंग फलन के आयाम के चिह्न और अभिविन्यास की दिशा के आधार पर धनात्मक,ऋणात्मक या शून्य हो सकता है।
अनाबंधी अतिव्यापन के मामले में,कोई प्रभावी अतिव्यापन नहीं होता है क्योंकि धनात्मक और ऋणात्मक क्षेत्र एक-दूसरे के प्रभाव को निरस्त कर देते हैं,जिसके परिणामस्वरूप शुद्ध अतिव्यापन शून्य हो जाता है।
यह तब होता है जब कक्षकों की सममिति ऐसी होती है कि वे प्रभावी रूप से परस्पर क्रिया नहीं कर सकते हैं,जैसे कि $p_x$ कक्षक और $p_z$ कक्षक के बीच का अतिव्यापन,जहाँ एक का धनात्मक लोब दूसरे के धनात्मक और ऋणात्मक दोनों लोब के साथ समान रूप से अतिव्यापन करता है,जिससे विकल्प $(A)$ में दिखाए अनुसार शुद्ध अतिव्यापन शून्य हो जाता है।
अनाबंधी अतिव्यापन के मामले में,कोई प्रभावी अतिव्यापन नहीं होता है क्योंकि धनात्मक और ऋणात्मक क्षेत्र एक-दूसरे के प्रभाव को निरस्त कर देते हैं,जिसके परिणामस्वरूप शुद्ध अतिव्यापन शून्य हो जाता है।
यह तब होता है जब कक्षकों की सममिति ऐसी होती है कि वे प्रभावी रूप से परस्पर क्रिया नहीं कर सकते हैं,जैसे कि $p_x$ कक्षक और $p_z$ कक्षक के बीच का अतिव्यापन,जहाँ एक का धनात्मक लोब दूसरे के धनात्मक और ऋणात्मक दोनों लोब के साथ समान रूप से अतिव्यापन करता है,जिससे विकल्प $(A)$ में दिखाए अनुसार शुद्ध अतिव्यापन शून्य हो जाता है।
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3
ChemistryMediumMCQKVPY · 2016
$50 \, K$ पर हाइड्रोजन और $500 \, K$ पर नाइट्रोजन के रूट मीन स्क्वायर वेग का अनुपात किसके निकटतम है?
A
$1.18$
B
$0.85$
C
$0.59$
D
$1.40$
Solution
(A) गैस का रूट मीन स्क्वायर वेग $(v_{rms})$ इस सूत्र द्वारा दिया जाता है: $v_{rms} = \sqrt{\frac{3RT}{M}}$
जहाँ $R$ गैस स्थिरांक है,$T$ तापमान है और $M$ गैस का मोलर द्रव्यमान है।
हाइड्रोजन गैस $(H_2)$ के लिए: $M = 2 \, g/mol$,$T = 50 \, K$.
$(v_{rms})_{H_2} = \sqrt{\frac{3 \times R \times 50}{2}} = \sqrt{75R}$.
नाइट्रोजन गैस $(N_2)$ के लिए: $M = 28 \, g/mol$,$T = 500 \, K$.
$(v_{rms})_{N_2} = \sqrt{\frac{3 \times R \times 500}{28}} = \sqrt{\frac{1500R}{28}} = \sqrt{53.57R}$.
अनुपात $\frac{(v_{rms})_{H_2}}{(v_{rms})_{N_2}} = \sqrt{\frac{75R}{53.57R}} = \sqrt{1.4} \approx 1.18$ है।
जहाँ $R$ गैस स्थिरांक है,$T$ तापमान है और $M$ गैस का मोलर द्रव्यमान है।
हाइड्रोजन गैस $(H_2)$ के लिए: $M = 2 \, g/mol$,$T = 50 \, K$.
$(v_{rms})_{H_2} = \sqrt{\frac{3 \times R \times 50}{2}} = \sqrt{75R}$.
नाइट्रोजन गैस $(N_2)$ के लिए: $M = 28 \, g/mol$,$T = 500 \, K$.
$(v_{rms})_{N_2} = \sqrt{\frac{3 \times R \times 500}{28}} = \sqrt{\frac{1500R}{28}} = \sqrt{53.57R}$.
अनुपात $\frac{(v_{rms})_{H_2}}{(v_{rms})_{N_2}} = \sqrt{\frac{75R}{53.57R}} = \sqrt{1.4} \approx 1.18$ है।
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4
ChemistryMediumMCQKVPY · 2016
निम्नलिखित में से किस अणु का द्विध्रुव आघूर्ण (dipole moment) सबसे अधिक है?
A
$NH_{3}$
B
$NF_{3}$
C
$CO$
D
$HF$
Solution
(D) अणु का द्विध्रुव आघूर्ण बंधित परमाणुओं के बीच विद्युत ऋणात्मकता के अंतर और आणविक ज्यामिति पर निर्भर करता है।
$NH_{3}$ का द्विध्रुव आघूर्ण $1.47 \ D$ है।
$NF_{3}$ का द्विध्रुव आघूर्ण $0.23 \ D$ है।
$CO$ का द्विध्रुव आघूर्ण $0.122 \ D$ है।
$HF$ का द्विध्रुव आघूर्ण $1.78 \ D$ है।
इन मानों की तुलना करने पर,$H$ और $F$ परमाणुओं के बीच विद्युत ऋणात्मकता में बड़े अंतर के कारण $HF$ का द्विध्रुव आघूर्ण सबसे अधिक है।
अतः,सही विकल्प $(D)$ है।
$NH_{3}$ का द्विध्रुव आघूर्ण $1.47 \ D$ है।
$NF_{3}$ का द्विध्रुव आघूर्ण $0.23 \ D$ है।
$CO$ का द्विध्रुव आघूर्ण $0.122 \ D$ है।
$HF$ का द्विध्रुव आघूर्ण $1.78 \ D$ है।
इन मानों की तुलना करने पर,$H$ और $F$ परमाणुओं के बीच विद्युत ऋणात्मकता में बड़े अंतर के कारण $HF$ का द्विध्रुव आघूर्ण सबसे अधिक है।
अतः,सही विकल्प $(D)$ है।
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5
ChemistryMediumMCQKVPY · 2016
निम्नलिखित में से सबसे अधिक स्थिर लुईस अम्ल-क्षार एडक्ट (adduct) कौन सा है?
A
$H_{2}O \rightarrow BCl_{3}$
B
$H_{2}S \rightarrow BCl_{3}$
C
$H_{3}N \rightarrow BCl_{3}$
D
$H_{3}P \rightarrow BCl_{3}$
Solution
(C) लुईस अम्ल और लुईस क्षार के बीच उपसहसंयोजक बंध द्वारा बने संकुल को लुईस अम्ल-क्षार एडक्ट कहा जाता है।
सभी दिए गए मामलों में लुईस अम्ल,$BCl_{3}$,समान है।
इसलिए,स्थिरता लुईस क्षार की क्षमता पर निर्भर करती है।
दिए गए विकल्पों में से,$H_{3}N \rightarrow BCl_{3}$ सबसे अधिक स्थिर एडक्ट बनाता है क्योंकि $NH_{3}$ में $N$ परमाणु के पास एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) है और यह $H_{2}O$ के $O$ की तुलना में कम विद्युत ऋणात्मक है।
यह $NH_{3}$ को $BCl_{3}$ के खाली $p$-कक्षक में अपने इलेक्ट्रॉन युग्म को प्रभावी ढंग से दान करने की अनुमति देता है,जिससे एक मजबूत $p\pi - p\pi$ उपसहसंयोजक बंध बनता है।
विकल्प $(A)$ में,$O$ अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक है,जो इसकी दाता क्षमता को कम करता है।
विकल्प $(B)$ और $(D)$ में,$d\pi - p\pi$ अन्योन्यक्रिया $p\pi - p\pi$ की तुलना में कम प्रभावी होती है।
सभी दिए गए मामलों में लुईस अम्ल,$BCl_{3}$,समान है।
इसलिए,स्थिरता लुईस क्षार की क्षमता पर निर्भर करती है।
दिए गए विकल्पों में से,$H_{3}N \rightarrow BCl_{3}$ सबसे अधिक स्थिर एडक्ट बनाता है क्योंकि $NH_{3}$ में $N$ परमाणु के पास एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) है और यह $H_{2}O$ के $O$ की तुलना में कम विद्युत ऋणात्मक है।
यह $NH_{3}$ को $BCl_{3}$ के खाली $p$-कक्षक में अपने इलेक्ट्रॉन युग्म को प्रभावी ढंग से दान करने की अनुमति देता है,जिससे एक मजबूत $p\pi - p\pi$ उपसहसंयोजक बंध बनता है।
विकल्प $(A)$ में,$O$ अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक है,जो इसकी दाता क्षमता को कम करता है।
विकल्प $(B)$ और $(D)$ में,$d\pi - p\pi$ अन्योन्यक्रिया $p\pi - p\pi$ की तुलना में कम प्रभावी होती है।
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6
ChemistryMediumMCQKVPY · 2016
निर्जल $AlCl_3$ की उपस्थिति में टोल्यूनि की $1-$ब्रोमो$-2-$मिथाइलप्रोपेन के साथ अभिक्रिया में प्राप्त मुख्य उत्पाद है
A
$1-$मिथाइल$-4-(2-$मिथाइलप्रोपाइल$)$बेंजीन
B
$1-$मिथाइल$-2-(2-$मिथाइलप्रोपाइल$)$बेंजीन
C
$1-$मिथाइल$-4-(1,1-$डाइमिथाइलइथाइल$)$बेंजीन
D
$1-$मिथाइल$-3-(1,1-$डाइमिथाइलइथाइल$)$बेंजीन
Solution
(C) यह अभिक्रिया फ्रीडल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन है। एल्काइल हैलाइड $CH_3-CH(CH_3)-CH_2Br$,$AlCl_3$ के साथ अभिक्रिया करके प्राथमिक कार्बोनियम आयन बनाता है,जो अधिक स्थिर तृतीयक कार्बोनियम आयन $(CH_3)_3C^+$ बनाने के लिए $1,2-$हाइड्राइड शिफ्ट से गुजरता है। यह तृतीयक कार्बोनियम आयन इलेक्ट्रोफाइल के रूप में कार्य करता है और टोल्यूनि वलय पर आक्रमण करता है। चूंकि $-CH_3$ समूह ऑर्थो/पैरा निर्देशक है और टर्ट-ब्यूटाइल समूह बड़ा है,इसलिए कम त्रिविम बाधा के कारण पैरा-प्रतिस्थापित उत्पाद मुख्य उत्पाद होता है। मुख्य उत्पाद $1-$मिथाइल$-4-(1,1-$डाइमिथाइलइथाइल$)$बेंजीन है।
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7
ChemistryMediumMCQKVPY · 2016
$sp$-संकरित कार्बन परमाणु वाले यौगिक हैं:
$(I)$ $H_3C-N(CH_3)-CHO$
$(II)$ पिरिडीन
$(III)$ $H_3C-CN$
$(IV)$ $H_2C=C=CH-CH_3$
$(I)$ $H_3C-N(CH_3)-CHO$
$(II)$ पिरिडीन
$(III)$ $H_3C-CN$
$(IV)$ $H_2C=C=CH-CH_3$
A
$I$ और $II$
B
$III$ और $IV$
C
$II$ और $III$
D
$I$ और $IV$
Solution
(B) कार्बन परमाणुओं के संकरण को निर्धारित करने के लिए,हम कार्बन परमाणु के चारों ओर सिग्मा बंधों की संख्या गिनते हैं।
$(I)$ $N,N$-डाइमिथाइलफॉर्मामाइड: सभी कार्बन परमाणु $sp^3$ या $sp^2$ संकरित हैं।
$(II)$ पिरिडीन: सभी कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित हैं।
$(III)$ एसीटोनिट्राइल $(CH_3CN)$: साइनो समूह $(-CN)$ में कार्बन परमाणु नाइट्रोजन के साथ त्रि-बंध द्वारा जुड़ा होता है। इसमें दो सिग्मा बंध हैं,इसलिए यह $sp$ संकरित है।
$(IV)$ ब्यूटा$-1,2-$डाईन $(H_2C=C=CH-CH_3)$: केंद्रीय कार्बन परमाणु दो द्वि-बंधों द्वारा अन्य कार्बन परमाणुओं से जुड़ा होता है। इसमें दो सिग्मा बंध हैं,इसलिए यह $sp$ संकरित है।
अतः,यौगिक $(III)$ और $(IV)$ में $sp$-संकरित कार्बन परमाणु होते हैं।
$(I)$ $N,N$-डाइमिथाइलफॉर्मामाइड: सभी कार्बन परमाणु $sp^3$ या $sp^2$ संकरित हैं।
$(II)$ पिरिडीन: सभी कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित हैं।
$(III)$ एसीटोनिट्राइल $(CH_3CN)$: साइनो समूह $(-CN)$ में कार्बन परमाणु नाइट्रोजन के साथ त्रि-बंध द्वारा जुड़ा होता है। इसमें दो सिग्मा बंध हैं,इसलिए यह $sp$ संकरित है।
$(IV)$ ब्यूटा$-1,2-$डाईन $(H_2C=C=CH-CH_3)$: केंद्रीय कार्बन परमाणु दो द्वि-बंधों द्वारा अन्य कार्बन परमाणुओं से जुड़ा होता है। इसमें दो सिग्मा बंध हैं,इसलिए यह $sp$ संकरित है।
अतः,यौगिक $(III)$ और $(IV)$ में $sp$-संकरित कार्बन परमाणु होते हैं।
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8
ChemistryMediumMCQKVPY · 2016
अम्लीय $KMnO_4$ के साथ गर्म करने पर,एक कार्बनिक यौगिक मुख्य उत्पाद के रूप में हेक्सेन$-1,6-$डाइओइक एसिड उत्पन्न करता है। प्रारंभिक यौगिक है
A
बेंजीन
B
साइक्लोहेक्सिन
C
$1-$मिथाइलसाइक्लोहेक्सिन
D
$2-$मिथाइलसाइक्लोहेक्सिन
Solution
(B) अम्लीय $KMnO_4$ जैसे शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंटों के साथ चक्रीय एल्कीन की प्रतिक्रिया से द्वि-आबंध का ऑक्सीडेटिव विदलन (oxidative cleavage) होता है।
साइक्लोहेक्सिन के लिए,$C=C$ द्वि-आबंध का ऑक्सीडेटिव विदलन एक डाइकार्बोक्सिलिक एसिड के निर्माण की ओर ले जाता है।
प्रतिक्रिया इस प्रकार है:
साइक्लोहेक्सिन $\xrightarrow{Acidic \ KMnO_4, \Delta}$ हेक्सेन$-1,6-$डाइओइक एसिड (एडिपिक एसिड)।
अतः,प्रारंभिक यौगिक साइक्लोहेक्सिन है।
साइक्लोहेक्सिन के लिए,$C=C$ द्वि-आबंध का ऑक्सीडेटिव विदलन एक डाइकार्बोक्सिलिक एसिड के निर्माण की ओर ले जाता है।
प्रतिक्रिया इस प्रकार है:
साइक्लोहेक्सिन $\xrightarrow{Acidic \ KMnO_4, \Delta}$ हेक्सेन$-1,6-$डाइओइक एसिड (एडिपिक एसिड)।
अतः,प्रारंभिक यौगिक साइक्लोहेक्सिन है।
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9
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निम्नलिखित यौगिक के लिए संभावित त्रिविम समावयवियों (stereoisomers) की संख्या है: $CH_3-CH=CH-CH(Br)-CH_2-CH_3$
A
$2$
B
$3$
C
$4$
D
$8$
Solution
(C) दिया गया यौगिक $CH_3-CH=CH-CH(Br)-CH_2-CH_3$ है।
इस अणु में एक कायरल कार्बन परमाणु और एक कार्बन-कार्बन द्वि-आबंध है।
एक असममित अणु के लिए जिसमें $n$ कायरल केंद्र और $m$ द्वि-आबंध हों जो ज्यामितीय समावयवता प्रदर्शित कर सकें,त्रिविम समावयवियों की कुल संख्या $2^n \times 2^m$ होती है।
यहाँ,$n=1$ (एक कायरल केंद्र) और $m=1$ (एक द्वि-आबंध जो $cis-trans$ समावयवता प्रदर्शित कर सकता है)।
कुल त्रिविम समावयवियों की संख्या $= 2^1 \times 2^1 = 2 \times 2 = 4$.
चार त्रिविम समावयवी हैं: $(cis, R)$,$(cis, S)$,$(trans, R)$ और $(trans, S)$.
इस अणु में एक कायरल कार्बन परमाणु और एक कार्बन-कार्बन द्वि-आबंध है।
एक असममित अणु के लिए जिसमें $n$ कायरल केंद्र और $m$ द्वि-आबंध हों जो ज्यामितीय समावयवता प्रदर्शित कर सकें,त्रिविम समावयवियों की कुल संख्या $2^n \times 2^m$ होती है।
यहाँ,$n=1$ (एक कायरल केंद्र) और $m=1$ (एक द्वि-आबंध जो $cis-trans$ समावयवता प्रदर्शित कर सकता है)।
कुल त्रिविम समावयवियों की संख्या $= 2^1 \times 2^1 = 2 \times 2 = 4$.
चार त्रिविम समावयवी हैं: $(cis, R)$,$(cis, S)$,$(trans, R)$ और $(trans, S)$.
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10
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$300 \, K$ पर निम्नलिखित संपीड्यता गुणांक $(Z)$ बनाम दबाव ग्राफ में,$200 \, bar$ से कम दबाव पर $CH_{4}$ की संपीड्यता आदर्श व्यवहार से विचलित होती है क्योंकि
A
$CH_{4}$ का मोलर आयतन इसकी आदर्श अवस्था के मोलर आयतन से कम है
B
$CH_{4}$ का मोलर आयतन इसकी आदर्श अवस्था के मोलर आयतन के समान है
C
$CH_{4}$ अणुओं के बीच अंतर-आणविक आकर्षण कम हो जाते हैं
D
$CH_{4}$ का मोलर आयतन इसकी आदर्श अवस्था के मोलर आयतन से अधिक है
Solution
(A) संपीड्यता गुणांक को $Z = \frac{p V}{n R T}$ के रूप में परिभाषित किया गया है।
आदर्श गैस के लिए,सभी तापमान और दबाव पर $Z = 1$ होता है।
वास्तविक गैस के लिए,$Z = \frac{p V_{real}}{n R T} \quad (i)$।
यदि गैस आदर्श व्यवहार दिखाती है,तो $V_{ideal} = \frac{n R T}{p}$,जिसका अर्थ है $\frac{p}{n R T} = \frac{1}{V_{ideal}} \quad (ii)$।
$(ii)$ को $(i)$ में रखने पर,हमें $Z = \frac{V_{real}}{V_{ideal}}$ प्राप्त होता है।
मोलर आयतन पर विचार करते हुए,$Z = \frac{(V_{m})_{real}}{(V_{m})_{ideal}}$।
दिए गए ग्राफ से,$200 \, bar$ से कम दबाव पर $Z < 1$ है।
इसलिए,$\frac{(V_{m})_{real}}{(V_{m})_{ideal}} < 1$,जिसका अर्थ है $(V_{m})_{CH_{4}, real} < (V_{m})_{CH_{4}, ideal}$।
आदर्श गैस के लिए,सभी तापमान और दबाव पर $Z = 1$ होता है।
वास्तविक गैस के लिए,$Z = \frac{p V_{real}}{n R T} \quad (i)$।
यदि गैस आदर्श व्यवहार दिखाती है,तो $V_{ideal} = \frac{n R T}{p}$,जिसका अर्थ है $\frac{p}{n R T} = \frac{1}{V_{ideal}} \quad (ii)$।
$(ii)$ को $(i)$ में रखने पर,हमें $Z = \frac{V_{real}}{V_{ideal}}$ प्राप्त होता है।
मोलर आयतन पर विचार करते हुए,$Z = \frac{(V_{m})_{real}}{(V_{m})_{ideal}}$।
दिए गए ग्राफ से,$200 \, bar$ से कम दबाव पर $Z < 1$ है।
इसलिए,$\frac{(V_{m})_{real}}{(V_{m})_{ideal}} < 1$,जिसका अर्थ है $(V_{m})_{CH_{4}, real} < (V_{m})_{CH_{4}, ideal}$।
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11
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निम्नलिखित अभिक्रियाओं में,$X$ और $Y$ क्रमशः हैं
A
$4$-ऑक्सो-$4$-फेनिलब्यूटेनोइक एसिड और $1$-नेफ्थोल
B
$4$-ऑक्सो-$4$-फेनिलब्यूटेनोइक एसिड और $1,4$-नेफ्थोक्विनोन
C
$4$-ऑक्सो-$4$-फेनिलब्यूटेनोइक एसिड और $1$-टेट्रालोन
D
$4$-ऑक्सो-$4$-फेनिलब्यूटेनोइक एसिड और $1,2,3,4$-टेट्राहाइड्रोनैफ्थलीन-$1,4$-डायोन
Solution
(C) निर्जल $AlCl_3$ की उपस्थिति में बेंजीन की सक्सिनिक एनहाइड्राइड के साथ अभिक्रिया एक फ्रीडल-क्राफ्ट्स एसाइलेशन अभिक्रिया है। यह $X$ उत्पन्न करता है,जो $4$-ऑक्सो-$4$-फेनिलब्यूटेनोइक एसिड ($\beta$-बेंज़ोयलप्रोपियोनिक एसिड) है।
दूसरे चरण में,$X$ फॉस्फोरिक एसिड $(H_3PO_4)$ और ऊष्मा $(\Delta)$ की उपस्थिति में अंतःआणविक चक्रीकरण (फ्रीडल-क्राफ्ट्स एसाइलेशन) से गुजरता है। इसके परिणामस्वरूप $Y$ का निर्माण होता है,जो $1$-टेट्रालोन ($3,4$-डाइहाइड्रो-$1(2H)$-नैफ्थेलिनोन) है।
अतः,$X$ $4$-ऑक्सो-$4$-फेनिलब्यूटेनोइक एसिड है और $Y$ $1$-टेट्रालोन है।
दूसरे चरण में,$X$ फॉस्फोरिक एसिड $(H_3PO_4)$ और ऊष्मा $(\Delta)$ की उपस्थिति में अंतःआणविक चक्रीकरण (फ्रीडल-क्राफ्ट्स एसाइलेशन) से गुजरता है। इसके परिणामस्वरूप $Y$ का निर्माण होता है,जो $1$-टेट्रालोन ($3,4$-डाइहाइड्रो-$1(2H)$-नैफ्थेलिनोन) है।
अतः,$X$ $4$-ऑक्सो-$4$-फेनिलब्यूटेनोइक एसिड है और $Y$ $1$-टेट्रालोन है।
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12
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$[IO_2F_5]^{2-}$ आयन के केंद्रीय परमाणु का संकरण और आकार क्रमशः क्या हैं?
A
B
C
D
Solution
(D) किसी यौगिक में केंद्रीय परमाणु का संकरण $H = \frac{1}{2}[V + MA \pm \text{anion/cation}]$ सूत्र द्वारा ज्ञात किया जा सकता है।
जहाँ,$H = \text{संकरण}$,$V = \text{केंद्रीय परमाणु की संयोजकता}$,$MA = \text{एकल संयोजी परमाणु}$.
$[IO_2F_5]^{2-}$ में,केंद्रीय परमाणु $I$ है $(V=7)$। ऑक्सीजन द्विसंयोजी है,इसलिए यह $MA$ में नहीं गिना जाएगा। फ्लोरीन एकल संयोजी है $(MA=5)$। आवेश $-2$ है (इसलिए $2$ जोड़ें)।
$H = \frac{1}{2}[7 + 5 + 2] = \frac{14}{2} = 7$.
$7$ का स्टेरिक नंबर $sp^3d^3$ संकरण को दर्शाता है।
$sp^3d^3$ संकरण के लिए आकार पेंटागोनल बाइपिरामिडल होता है। $[IO_2F_5]^{2-}$ में,दो ऑक्सीजन परमाणु प्रतिकर्षण को कम करने के लिए अक्षीय स्थितियों पर कब्जा करते हैं,जबकि पांच फ्लोरीन परमाणु भूमध्यरेखीय स्थितियों पर कब्जा करते हैं।
जहाँ,$H = \text{संकरण}$,$V = \text{केंद्रीय परमाणु की संयोजकता}$,$MA = \text{एकल संयोजी परमाणु}$.
$[IO_2F_5]^{2-}$ में,केंद्रीय परमाणु $I$ है $(V=7)$। ऑक्सीजन द्विसंयोजी है,इसलिए यह $MA$ में नहीं गिना जाएगा। फ्लोरीन एकल संयोजी है $(MA=5)$। आवेश $-2$ है (इसलिए $2$ जोड़ें)।
$H = \frac{1}{2}[7 + 5 + 2] = \frac{14}{2} = 7$.
$7$ का स्टेरिक नंबर $sp^3d^3$ संकरण को दर्शाता है।
$sp^3d^3$ संकरण के लिए आकार पेंटागोनल बाइपिरामिडल होता है। $[IO_2F_5]^{2-}$ में,दो ऑक्सीजन परमाणु प्रतिकर्षण को कम करने के लिए अक्षीय स्थितियों पर कब्जा करते हैं,जबकि पांच फ्लोरीन परमाणु भूमध्यरेखीय स्थितियों पर कब्जा करते हैं।
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13
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नीचे दिए गए सोडियम लवणों में से एक मोल लवण,जिसमें कार्बन की मात्रा $14.3 \%$ के करीब है,गर्म करने पर $1 \ mole$ कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न करता है ($Na = 23, H = 1, C = 12, O = 16$ का परमाणु द्रव्यमान)। वह लवण है:
A
$C_2H_5COONa$
B
$NaHCO_3$
C
$HCOONa$
D
$CH_3COONa$
Solution
(B) सही विकल्प $B$ है।
$NaHCO_3$ (सोडियम बाइकार्बोनेट) को गर्म करने पर निम्नलिखित अभिक्रिया होती है:
$2NaHCO_3 \xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3 + H_2O + CO_2$
$NaHCO_3$ का आणविक द्रव्यमान = $23 + 1 + 12 + (16 \times 3) = 84 \ g/mol$.
कार्बन का प्रतिशत = $\frac{12}{84} \times 100 \approx 14.28 \%$,जो $14.3 \%$ के करीब है।
$NaHCO_3$ (सोडियम बाइकार्बोनेट) को गर्म करने पर निम्नलिखित अभिक्रिया होती है:
$2NaHCO_3 \xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3 + H_2O + CO_2$
$NaHCO_3$ का आणविक द्रव्यमान = $23 + 1 + 12 + (16 \times 3) = 84 \ g/mol$.
कार्बन का प्रतिशत = $\frac{12}{84} \times 100 \approx 14.28 \%$,जो $14.3 \%$ के करीब है।
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14
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ग्राहम के नियम के अनुसार,$CO$,$O_2$,$N_2$ और $CO_2$ के विसरण की दर का क्रम क्या है?
A
$CO = N_2 > O_2 > CO_2$
B
$CO = N_2 > CO_2 > O_2$
C
$O_2 > CO = N_2 > CO_2$
D
$CO_2 > O_2 > CO = N_2$
Solution
(A) ग्राहम के नियम के अनुसार,विसरण की दर $(r)$ मोलर द्रव्यमान $(M)$ के वर्गमूल के व्युत्क्रमानुपाती होती है:
$r \propto \frac{1}{\sqrt{M}}$
दी गई गैसों के मोलर द्रव्यमान की गणना करने पर:
$CO: 12 + 16 = 28 \, g/mol$
$N_2: 14 \times 2 = 28 \, g/mol$
$O_2: 16 \times 2 = 32 \, g/mol$
$CO_2: 12 + (16 \times 2) = 44 \, g/mol$
चूंकि मोलर द्रव्यमान बढ़ने पर विसरण की दर घटती है,इसलिए विसरण की दर का सही क्रम है:
$CO = N_2 (28 \, g/mol) > O_2 (32 \, g/mol) > CO_2 (44 \, g/mol)$
$r \propto \frac{1}{\sqrt{M}}$
दी गई गैसों के मोलर द्रव्यमान की गणना करने पर:
$CO: 12 + 16 = 28 \, g/mol$
$N_2: 14 \times 2 = 28 \, g/mol$
$O_2: 16 \times 2 = 32 \, g/mol$
$CO_2: 12 + (16 \times 2) = 44 \, g/mol$
चूंकि मोलर द्रव्यमान बढ़ने पर विसरण की दर घटती है,इसलिए विसरण की दर का सही क्रम है:
$CO = N_2 (28 \, g/mol) > O_2 (32 \, g/mol) > CO_2 (44 \, g/mol)$
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ChemistryMediumMCQKVPY · 2016
जब $but-2-ene$ की अभिक्रिया $O_3$ के साथ और उसके बाद $Zn / H_2O$ के साथ कराई जाती है,तो बनने वाला मुख्य उत्पाद है:
A
$CH_3COOH$
B
$CH_3CHO$
C
$CH_3CH_2OH$
D
$CH_2=CH_2$
Solution
(B) $but-2-ene$ $(CH_3-CH=CH-CH_3)$ की $O_3$ के साथ अभिक्रिया और उसके बाद $Zn / H_2O$ के साथ उपचार को रिडक्टिव ओजोनोलिसिस कहा जाता है।
इस अभिक्रिया में,द्वि-आबंध का विखंडन होकर एसीटैल्डिहाइड $(CH_3CHO)$ के दो अणु बनते हैं।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$CH_3-CH=CH-CH_3 + O_3 \rightarrow \text{ओजोनाइड मध्यवर्ती}$
$\text{ओजोनाइड} + Zn / H_2O \rightarrow 2CH_3CHO + ZnO + H_2O$
अतः,मुख्य उत्पाद एसीटैल्डिहाइड $(CH_3CHO)$ है।
इस अभिक्रिया में,द्वि-आबंध का विखंडन होकर एसीटैल्डिहाइड $(CH_3CHO)$ के दो अणु बनते हैं।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$CH_3-CH=CH-CH_3 + O_3 \rightarrow \text{ओजोनाइड मध्यवर्ती}$
$\text{ओजोनाइड} + Zn / H_2O \rightarrow 2CH_3CHO + ZnO + H_2O$
अतः,मुख्य उत्पाद एसीटैल्डिहाइड $(CH_3CHO)$ है।
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निम्नलिखित यौगिक का $IUPAC$ नाम क्या है? $CH_3CH_2CH_2CH_2-C(=CH_2)-CH_2CH_2CH_3$.
A
$2$-propylhex$-1$-ene
B
$2$-butylpent$-1$-ene
C
$2$-propyl$-2$-butylethene
D
Propyl$-1$-butylethene
Solution
(A) दिए गए यौगिक $CH_3CH_2CH_2CH_2-C(=CH_2)-CH_2CH_2CH_3$ का $IUPAC$ नाम निर्धारित करने के लिए:
$1$. द्वि-आबंध युक्त सबसे लंबी कार्बन श्रृंखला की पहचान करें। सबसे लंबी श्रृंखला में $6$ कार्बन परमाणु हैं,इसलिए यह हेक्सिन व्युत्पन्न है।
$2$. श्रृंखला को उस सिरे से क्रमांकित करें जहाँ से द्वि-आबंध को न्यूनतम अंक मिले। यहाँ,द्वि-आबंध $1$ स्थान पर है।
$3$. $2$ स्थान पर एक प्रोपिल समूह $(-CH_2CH_2CH_3)$ स्थित है।
$4$. अतः,सही नाम $2$-propylhex$-1$-ene है।
$1$. द्वि-आबंध युक्त सबसे लंबी कार्बन श्रृंखला की पहचान करें। सबसे लंबी श्रृंखला में $6$ कार्बन परमाणु हैं,इसलिए यह हेक्सिन व्युत्पन्न है।
$2$. श्रृंखला को उस सिरे से क्रमांकित करें जहाँ से द्वि-आबंध को न्यूनतम अंक मिले। यहाँ,द्वि-आबंध $1$ स्थान पर है।
$3$. $2$ स्थान पर एक प्रोपिल समूह $(-CH_2CH_2CH_3)$ स्थित है।
$4$. अतः,सही नाम $2$-propylhex$-1$-ene है।
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ChemistryMediumMCQKVPY · 2016
$LiOH$,$CO_2$ के साथ अभिक्रिया करके $Li_2CO_3$ बनाता है ($Li$ का परमाणु द्रव्यमान $= 7$)। $1\, g$ $LiOH$ द्वारा उपभोग किए गए $CO_2$ की मात्रा ($g$ में) लगभग $....\, g$ है।
A
$0.916$
B
$1.832$
C
$0.544$
D
$1.088$
Solution
(A) संतुलित रासायनिक समीकरण है: $2LiOH + CO_2 \longrightarrow Li_2CO_3 + H_2O$
$LiOH$ का मोलर द्रव्यमान $= 7 + 16 + 1 = 24\, g/mol$.
$LiOH$ के मोलों की संख्या $= \frac{1\, g}{24\, g/mol} = \frac{1}{24}\, mol$.
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$2\, mol$ $LiOH$,$1\, mol$ $CO_2$ के साथ अभिक्रिया करता है।
अतः,आवश्यक $CO_2$ के मोल $= \frac{1}{2} \times \frac{1}{24} = \frac{1}{48}\, mol$.
$CO_2$ का मोलर द्रव्यमान $= 44\, g/mol$.
$CO_2$ का द्रव्यमान $= \frac{1}{48} \times 44 = 0.916\, g$.
$LiOH$ का मोलर द्रव्यमान $= 7 + 16 + 1 = 24\, g/mol$.
$LiOH$ के मोलों की संख्या $= \frac{1\, g}{24\, g/mol} = \frac{1}{24}\, mol$.
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$2\, mol$ $LiOH$,$1\, mol$ $CO_2$ के साथ अभिक्रिया करता है।
अतः,आवश्यक $CO_2$ के मोल $= \frac{1}{2} \times \frac{1}{24} = \frac{1}{48}\, mol$.
$CO_2$ का मोलर द्रव्यमान $= 44\, g/mol$.
$CO_2$ का द्रव्यमान $= \frac{1}{48} \times 44 = 0.916\, g$.
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सल्फर की ऑक्सीकरण संख्या $-4$ किसमें है?
A
$H_2S$
B
$CS_2$
C
$Na_2SO_4$
D
उपरोक्त में से कोई नहीं
Solution
(D) सही विकल्प $D$ है।
दिए गए यौगिकों में $S$ की ऑक्सीकरण संख्या की गणना इस प्रकार है:
$(i)$ $H_2S$ में:
$S$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ मानिए।
$2(+1) + x = 0$
$x = -2$
$(ii)$ $CS_2$ में:
$C$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ है।
$+4 + 2(x) = 0$
$2x = -4$
$x = -2$
$(iii)$ $Na_2SO_4$ में:
$2(+1) + x + 4(-2) = 0$
$2 + x - 8 = 0$
$x = +6$
चूंकि किसी भी यौगिक में सल्फर की ऑक्सीकरण अवस्था $-4$ नहीं है,इसलिए सही विकल्प $D$ है।
दिए गए यौगिकों में $S$ की ऑक्सीकरण संख्या की गणना इस प्रकार है:
$(i)$ $H_2S$ में:
$S$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ मानिए।
$2(+1) + x = 0$
$x = -2$
$(ii)$ $CS_2$ में:
$C$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ है।
$+4 + 2(x) = 0$
$2x = -4$
$x = -2$
$(iii)$ $Na_2SO_4$ में:
$2(+1) + x + 4(-2) = 0$
$2 + x - 8 = 0$
$x = +6$
चूंकि किसी भी यौगिक में सल्फर की ऑक्सीकरण अवस्था $-4$ नहीं है,इसलिए सही विकल्प $D$ है।
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$Al_2O_3$ किसके साथ अभिक्रिया करता है?
A
केवल जल
B
केवल अम्ल
C
केवल क्षार
D
अम्ल और क्षार दोनों
Solution
(D)
$Al_2O_3$ एक उभयधर्मी (amphoteric) ऑक्साइड है (वे ऑक्साइड जो अम्ल और क्षार दोनों के गुण प्रदर्शित करते हैं),इसलिए यह अम्ल और क्षार दोनों के साथ अभिक्रिया कर सकता है,उदाहरण के लिए:
$Al_2O_3 + 6HCl \longrightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$
$Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \longrightarrow 2Na[Al(OH)_4]$
$Al_2O_3$ एक उभयधर्मी (amphoteric) ऑक्साइड है (वे ऑक्साइड जो अम्ल और क्षार दोनों के गुण प्रदर्शित करते हैं),इसलिए यह अम्ल और क्षार दोनों के साथ अभिक्रिया कर सकता है,उदाहरण के लिए:
$Al_2O_3 + 6HCl \longrightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$
$Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \longrightarrow 2Na[Al(OH)_4]$
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20
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क्षारीय $KMnO_4$ द्वारा एसिटिलीन के ऑक्सीकरण में बनने वाला मुख्य उत्पाद है:
A
एथेनॉल
B
एसिटिक अम्ल
C
फॉर्मिक अम्ल
D
ऑक्सेलिक अम्ल
Solution
(D) क्षारीय $KMnO_4$ के साथ एसिटिलीन $(HC \equiv CH)$ का ऑक्सीकरण मध्यवर्ती के रूप में ग्लाइऑक्सल $(CHO-CHO)$ के निर्माण के माध्यम से होता है।
ग्लाइऑक्सल का आगे ऑक्सीकरण होने पर मुख्य उत्पाद के रूप में ऑक्सेलिक अम्ल $(HOOC-COOH)$ बनता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$HC \equiv CH + 2[O]$ $\xrightarrow{Alk. KMnO_4} CHO-CHO$ $\xrightarrow{2[O]} HOOC-COOH$
अतः,सही विकल्प $(D)$ है।
ग्लाइऑक्सल का आगे ऑक्सीकरण होने पर मुख्य उत्पाद के रूप में ऑक्सेलिक अम्ल $(HOOC-COOH)$ बनता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$HC \equiv CH + 2[O]$ $\xrightarrow{Alk. KMnO_4} CHO-CHO$ $\xrightarrow{2[O]} HOOC-COOH$
अतः,सही विकल्प $(D)$ है।
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एक बंद पात्र में,$1 \, atm$ पर एक आदर्श गैस को $27^{\circ} C$ से $327^{\circ} C$ तक गर्म किया जाता है। गैस का अंतिम दाब लगभग $..... \, atm$ होगा।
A
$3$
B
$0.5$
C
$2$
D
$12$
Solution
(C) आदर्श गैस समीकरण $pV = nRT$ के अनुसार।
चूंकि पात्र बंद है,इसलिए आयतन $(V)$ और मोलों की संख्या $(n)$ स्थिर रहती है।
अतः,$p \propto T$,जिसका अर्थ है $\frac{p_1}{T_1} = \frac{p_2}{T_2}$।
दिया गया है: $p_1 = 1 \, atm$,$T_1 = 27^{\circ} C = 27 + 273 = 300 \, K$,और $T_2 = 327^{\circ} C = 327 + 273 = 600 \, K$।
मान रखने पर: $\frac{1}{300} = \frac{p_2}{600}$।
$p_2 = \frac{600}{300} = 2 \, atm$।
चूंकि पात्र बंद है,इसलिए आयतन $(V)$ और मोलों की संख्या $(n)$ स्थिर रहती है।
अतः,$p \propto T$,जिसका अर्थ है $\frac{p_1}{T_1} = \frac{p_2}{T_2}$।
दिया गया है: $p_1 = 1 \, atm$,$T_1 = 27^{\circ} C = 27 + 273 = 300 \, K$,और $T_2 = 327^{\circ} C = 327 + 273 = 600 \, K$।
मान रखने पर: $\frac{1}{300} = \frac{p_2}{600}$।
$p_2 = \frac{600}{300} = 2 \, atm$।
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22
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$Li$,$N$,$C$ और $Be$ तत्वों में से,सबसे बड़ी परमाणु त्रिज्या वाला तत्व कौन सा है?
A
$Li$
B
$N$
C
$C$
D
$Be$
Solution
(A)
चूंकि दिए गए तत्व $Li$,$Be$,$C$ और $N$ एक ही आवर्त यानी $2^{nd}$ आवर्त के हैं,इसलिए आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर परमाणु त्रिज्या घटती है।
यह कमी इसलिए होती है क्योंकि प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ता है जबकि कोशों की संख्या स्थिर रहती है।
इसलिए,$2^{nd}$ आवर्त में सबसे बाईं ओर स्थित होने के कारण $Li$ (लिथियम) की परमाणु त्रिज्या सबसे अधिक है।
चूंकि दिए गए तत्व $Li$,$Be$,$C$ और $N$ एक ही आवर्त यानी $2^{nd}$ आवर्त के हैं,इसलिए आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर परमाणु त्रिज्या घटती है।
यह कमी इसलिए होती है क्योंकि प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ता है जबकि कोशों की संख्या स्थिर रहती है।
इसलिए,$2^{nd}$ आवर्त में सबसे बाईं ओर स्थित होने के कारण $Li$ (लिथियम) की परमाणु त्रिज्या सबसे अधिक है।
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निम्नलिखित में से कौन सी एक रेडॉक्स अभिक्रिया है?
$(i) \, CdCl_2 + 2 KOH \longrightarrow Cd(OH)_2 + 2 KCl$
$(ii) \, BaCl_2 + K_2SO_4 \longrightarrow BaSO_4 + 2 KCl$
$(iii) \, CaCO_3 \longrightarrow CaO + CO_2$
$(iv) \, 2 Ca + O_2 \longrightarrow 2 CaO$
$(i) \, CdCl_2 + 2 KOH \longrightarrow Cd(OH)_2 + 2 KCl$
$(ii) \, BaCl_2 + K_2SO_4 \longrightarrow BaSO_4 + 2 KCl$
$(iii) \, CaCO_3 \longrightarrow CaO + CO_2$
$(iv) \, 2 Ca + O_2 \longrightarrow 2 CaO$
A
$(i)$
B
$(ii)$
C
$(iii)$
D
$(iv)$
Solution
(D) सही उत्तर $(iv)$ है।
रेडॉक्स अभिक्रिया वह है जिसमें ऑक्सीकरण और अपचयन (रिडक्शन) एक साथ होते हैं।
$(i) \, CdCl_2 + 2 KOH \longrightarrow Cd(OH)_2 + 2 KCl$: यह एक द्विविस्थापन अभिक्रिया है जिसमें ऑक्सीकरण अवस्था में कोई परिवर्तन नहीं होता है।
$(ii) \, BaCl_2 + K_2SO_4 \longrightarrow BaSO_4 + 2 KCl$: यह भी एक द्विविस्थापन अभिक्रिया है।
$(iii) \, CaCO_3 \longrightarrow CaO + CO_2$: यह एक ऊष्मीय अपघटन अभिक्रिया है।
$(iv) \, 2 Ca + O_2 \longrightarrow 2 CaO$: यहाँ,$Ca$ की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ से बढ़कर $+2$ हो जाती है (ऑक्सीकरण) और $O$ की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ से घटकर $-2$ हो जाती है (अपचयन)। चूंकि दोनों प्रक्रियाएं एक साथ होती हैं,इसलिए यह एक रेडॉक्स अभिक्रिया है।
रेडॉक्स अभिक्रिया वह है जिसमें ऑक्सीकरण और अपचयन (रिडक्शन) एक साथ होते हैं।
$(i) \, CdCl_2 + 2 KOH \longrightarrow Cd(OH)_2 + 2 KCl$: यह एक द्विविस्थापन अभिक्रिया है जिसमें ऑक्सीकरण अवस्था में कोई परिवर्तन नहीं होता है।
$(ii) \, BaCl_2 + K_2SO_4 \longrightarrow BaSO_4 + 2 KCl$: यह भी एक द्विविस्थापन अभिक्रिया है।
$(iii) \, CaCO_3 \longrightarrow CaO + CO_2$: यह एक ऊष्मीय अपघटन अभिक्रिया है।
$(iv) \, 2 Ca + O_2 \longrightarrow 2 CaO$: यहाँ,$Ca$ की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ से बढ़कर $+2$ हो जाती है (ऑक्सीकरण) और $O$ की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ से घटकर $-2$ हो जाती है (अपचयन)। चूंकि दोनों प्रक्रियाएं एक साथ होती हैं,इसलिए यह एक रेडॉक्स अभिक्रिया है।
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24
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कार्बन परमाणु की मूल अवस्था (ground state) के लिए हुंड के नियम का पालन करने वाला इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है
A
B
C
D
Solution
(A) कार्बन $(C)$ का परमाणु क्रमांक $6$ है। इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^2 2s^2 2p^2$ है।
हुंड के अधिकतम बहुलता के नियम के अनुसार,एक ही उपकोश (subshell) के कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का युग्मन तब तक नहीं होता है जब तक कि उस उपकोश के प्रत्येक कक्षक में एक-एक इलेक्ट्रॉन न भर जाए।
कार्बन के $2p$ उपकोश में $2$ इलेक्ट्रॉन होते हैं। हुंड के नियम के अनुसार,ये $2$ इलेक्ट्रॉन अलग-अलग $2p$ कक्षकों में समानांतर चक्रण (parallel spins) के साथ भरेंगे ताकि अंतर-इलेक्ट्रॉनिक प्रतिकर्षण न्यूनतम हो सके।
अतः,सही विन्यास विकल्प $(A)$ द्वारा दर्शाया गया है।
हुंड के अधिकतम बहुलता के नियम के अनुसार,एक ही उपकोश (subshell) के कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का युग्मन तब तक नहीं होता है जब तक कि उस उपकोश के प्रत्येक कक्षक में एक-एक इलेक्ट्रॉन न भर जाए।
कार्बन के $2p$ उपकोश में $2$ इलेक्ट्रॉन होते हैं। हुंड के नियम के अनुसार,ये $2$ इलेक्ट्रॉन अलग-अलग $2p$ कक्षकों में समानांतर चक्रण (parallel spins) के साथ भरेंगे ताकि अंतर-इलेक्ट्रॉनिक प्रतिकर्षण न्यूनतम हो सके।
अतः,सही विन्यास विकल्प $(A)$ द्वारा दर्शाया गया है।
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25
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थ्रेशोल्ड आवृत्ति से अधिक आवृत्ति वाले एकवर्णी स्रोत के लिए आइंस्टीन के प्रकाश-विद्युत प्रभाव को दर्शाने वाला ग्राफ कौन सा है?
A
B
C
D
Solution
(C) प्रकाश-विद्युत प्रभाव के अनुसार,प्रति इकाई समय में उत्सर्जित फोटोइलेक्ट्रॉन की संख्या आपतित विकिरण की तीव्रता के सीधे आनुपातिक होती है,बशर्ते विकिरण की आवृत्ति थ्रेशोल्ड आवृत्ति से अधिक हो।
गणितीय रूप से,इसे इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:
$I_{photoelectric} \propto \text{विकिरण की तीव्रता}$
यह रैखिक संबंध दर्शाता है कि जैसे-जैसे आपतित प्रकाश की तीव्रता बढ़ती है,प्रकाश-विद्युत धारा रैखिक रूप से बढ़ती है।
इसलिए,इस संबंध को दर्शाने वाला ग्राफ मूल बिंदु से गुजरने वाली एक सीधी रेखा है,जो विकल्प $C$ के अनुरूप है।
गणितीय रूप से,इसे इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:
$I_{photoelectric} \propto \text{विकिरण की तीव्रता}$
यह रैखिक संबंध दर्शाता है कि जैसे-जैसे आपतित प्रकाश की तीव्रता बढ़ती है,प्रकाश-विद्युत धारा रैखिक रूप से बढ़ती है।
इसलिए,इस संबंध को दर्शाने वाला ग्राफ मूल बिंदु से गुजरने वाली एक सीधी रेखा है,जो विकल्प $C$ के अनुरूप है।
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निम्नलिखित अभिक्रिया में,$X, Y$ और $Z$ हैं
A
$X = CH_3Cl$; $Y = \text{निर्जल } AlCl_3$; $Z = HNO_3 + H_2SO_4$
B
$X = CH_3COCl$; $Y = \text{निर्जल } AlCl_3$; $Z = HNO_3 + H_2SO_4$
C
$X = CH_3Cl$; $Y = \text{सांद्र } H_2SO_4$; $Z = HNO_3 + H_2SO_4$
D
$X = CH_3Cl$; $Y = \text{तनु } H_2SO_4$; $Z = HNO_3$
Solution
(A) अभिक्रिया का क्रम इस प्रकार है:
$1$. बेंजीन निर्जल $AlCl_3$ (लुईस अम्ल उत्प्रेरक) की उपस्थिति में $CH_3Cl$ के साथ अभिक्रिया करके टोल्यूनि बनाता है। यह फ्रीडल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन अभिक्रिया है।
$2$. इसके बाद टोल्यूनि का सांद्र $HNO_3$ और सांद्र $H_2SO_4$ के मिश्रण का उपयोग करके नाइट्रीकरण किया जाता है,जिससे $2$-नाइट्रोटोल्यूनि (ऑर्थो-आइसोमर) और $4$-नाइट्रोटोल्यूनि (पैरा-आइसोमर) प्राप्त होते हैं।
अतः,$X = CH_3Cl$,$Y = \text{निर्जल } AlCl_3$,और $Z = HNO_3 + H_2SO_4$।
$1$. बेंजीन निर्जल $AlCl_3$ (लुईस अम्ल उत्प्रेरक) की उपस्थिति में $CH_3Cl$ के साथ अभिक्रिया करके टोल्यूनि बनाता है। यह फ्रीडल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन अभिक्रिया है।
$2$. इसके बाद टोल्यूनि का सांद्र $HNO_3$ और सांद्र $H_2SO_4$ के मिश्रण का उपयोग करके नाइट्रीकरण किया जाता है,जिससे $2$-नाइट्रोटोल्यूनि (ऑर्थो-आइसोमर) और $4$-नाइट्रोटोल्यूनि (पैरा-आइसोमर) प्राप्त होते हैं।
अतः,$X = CH_3Cl$,$Y = \text{निर्जल } AlCl_3$,और $Z = HNO_3 + H_2SO_4$।
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$2,3$-डाइब्रोमोब्यूटेन को दो-चरणीय अभिक्रिया में $2$-ब्यूटाइन में परिवर्तित करने के लिए किसका उपयोग किया जा सकता है?
A
$(i) \ HCl$ और $(ii) \ NaH$
B
$(i) \ \text{alc. } KOH$ और $(ii) \ NaNH_2$
C
$(i) \ Na$ और $(ii) \ NaOH$
D
$(i) \ Br_2$ और $(ii) \ NaH$
Solution
(B)
$2,3$-डाइब्रोमोब्यूटेन को $2$-ब्यूटाइन में परिवर्तित करने के लिए निम्नलिखित चरणों का उपयोग किया जाता है:
चरण $1$: अल्कोहलिक $KOH$ का उपयोग करके $2,3$-डाइब्रोमोब्यूटेन का विहाइड्रोहैलोजनीकरण करने पर $2$-ब्रोमोब्यूट-$2$-ईन प्राप्त होता है।
$CH_3-CH(Br)-CH(Br)-CH_3 \xrightarrow{\text{alc. } KOH} CH_3-C(Br)=CH-CH_3 + HBr$
चरण $2$: $NaNH_2$ जैसे प्रबल क्षार का उपयोग करके $2$-ब्रोमोब्यूट-$2$-ईन का पुनः विहाइड्रोहैलोजनीकरण करने पर $2$-ब्यूटाइन प्राप्त होता है।
$CH_3-C(Br)=CH-CH_3 \xrightarrow{NaNH_2} CH_3-C \equiv C-CH_3 + NaBr + NH_3$
$2,3$-डाइब्रोमोब्यूटेन को $2$-ब्यूटाइन में परिवर्तित करने के लिए निम्नलिखित चरणों का उपयोग किया जाता है:
चरण $1$: अल्कोहलिक $KOH$ का उपयोग करके $2,3$-डाइब्रोमोब्यूटेन का विहाइड्रोहैलोजनीकरण करने पर $2$-ब्रोमोब्यूट-$2$-ईन प्राप्त होता है।
$CH_3-CH(Br)-CH(Br)-CH_3 \xrightarrow{\text{alc. } KOH} CH_3-C(Br)=CH-CH_3 + HBr$
चरण $2$: $NaNH_2$ जैसे प्रबल क्षार का उपयोग करके $2$-ब्रोमोब्यूट-$2$-ईन का पुनः विहाइड्रोहैलोजनीकरण करने पर $2$-ब्यूटाइन प्राप्त होता है।
$CH_3-C(Br)=CH-CH_3 \xrightarrow{NaNH_2} CH_3-C \equiv C-CH_3 + NaBr + NH_3$
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28
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दिया गया है,
$NO_{(g)} + O_{3(g)} \longrightarrow NO_{2(g)} + O_{2(g)}; \Delta H = -198.9 \, kJ/mol$
$O_{3(g)} \longrightarrow 3/2 O_{2(g)}; \Delta H = -142.3 \, kJ/mol$
$O_{2(g)} \longrightarrow 2O_{(g)}; \Delta H = +495.0 \, kJ/mol$
निम्नलिखित अभिक्रिया के लिए एन्थैल्पी परिवर्तन $(\Delta H) ..... \, kJ/mol$ है।
$NO_{(g)} + O_{(g)} \longrightarrow NO_{2(g)}$
$NO_{(g)} + O_{3(g)} \longrightarrow NO_{2(g)} + O_{2(g)}; \Delta H = -198.9 \, kJ/mol$
$O_{3(g)} \longrightarrow 3/2 O_{2(g)}; \Delta H = -142.3 \, kJ/mol$
$O_{2(g)} \longrightarrow 2O_{(g)}; \Delta H = +495.0 \, kJ/mol$
निम्नलिखित अभिक्रिया के लिए एन्थैल्पी परिवर्तन $(\Delta H) ..... \, kJ/mol$ है।
$NO_{(g)} + O_{(g)} \longrightarrow NO_{2(g)}$
A
$-304.1$
B
$+304.1$
C
$-403.1$
D
$+403.1$
Solution
(A) दिए गए समीकरण:
$(1) \ NO_{(g)} + O_{3(g)} \longrightarrow NO_{2(g)} + O_{2(g)}; \Delta H_1 = -198.9 \, kJ/mol$
$(2) \ O_{3(g)} \longrightarrow 3/2 O_{2(g)}; \Delta H_2 = -142.3 \, kJ/mol$
$(3) \ O_{2(g)} \longrightarrow 2O_{(g)}; \Delta H_3 = +495.0 \, kJ/mol$
हमें $NO_{(g)} + O_{(g)} \longrightarrow NO_{2(g)}$ के लिए $\Delta H$ ज्ञात करना है।
हेस के नियम का उपयोग करने पर:
$\Delta H = \Delta H_1 - \Delta H_2 - 1/2 \Delta H_3$
$\Delta H = -198.9 - (-142.3) - 1/2 \times (495.0)$
$\Delta H = -198.9 + 142.3 - 247.5$
$\Delta H = -304.1 \, kJ/mol$
$(1) \ NO_{(g)} + O_{3(g)} \longrightarrow NO_{2(g)} + O_{2(g)}; \Delta H_1 = -198.9 \, kJ/mol$
$(2) \ O_{3(g)} \longrightarrow 3/2 O_{2(g)}; \Delta H_2 = -142.3 \, kJ/mol$
$(3) \ O_{2(g)} \longrightarrow 2O_{(g)}; \Delta H_3 = +495.0 \, kJ/mol$
हमें $NO_{(g)} + O_{(g)} \longrightarrow NO_{2(g)}$ के लिए $\Delta H$ ज्ञात करना है।
हेस के नियम का उपयोग करने पर:
$\Delta H = \Delta H_1 - \Delta H_2 - 1/2 \Delta H_3$
$\Delta H = -198.9 - (-142.3) - 1/2 \times (495.0)$
$\Delta H = -198.9 + 142.3 - 247.5$
$\Delta H = -304.1 \, kJ/mol$
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29
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आर्सेनिक युक्त कीटनाशक के $1.85 \ g$ नमूने को रासायनिक रूप से $AsO_4^{3-}$ ($As$ का परमाणु द्रव्यमान $= 74.9$) में परिवर्तित किया गया और $Pb_3(AsO_4)_2$ बनाने के लिए $Pb^{2+}$ के साथ अनुमापन (titration) किया गया। यदि तुल्यता बिंदु तक पहुँचने के लिए $0.1 \ M \ Pb^{2+}$ के $20 \ mL$ की आवश्यकता होती है,तो कीटनाशक नमूने में आर्सेनिक का द्रव्यमान प्रतिशत किसके निकटतम है?
A
$8.1$
B
$2.3$
C
$5.4$
D
$3.6$
Solution
(C) अभिक्रिया के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण है: $3 Pb^{2+} + 2 AsO_4^{3-} \longrightarrow Pb_3(AsO_4)_2$.
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$3 \ mol \ Pb^{2+}$,$2 \ mol \ AsO_4^{3-}$ के साथ अभिक्रिया करता है।
अतः,$1 \ mol \ Pb^{2+}$,$\frac{2}{3} \ mol \ AsO_4^{3-}$ के साथ अभिक्रिया करेगा।
उपयोग किए गए $Pb^{2+}$ के मोल: $n_{Pb^{2+}} = 0.1 \times 0.020 = 2 \times 10^{-3} \ mol$.
उपस्थित $As$ के मोल: $n_{As} = \frac{2}{3} \times 2 \times 10^{-3} = 0.001333 \ mol$.
नमूने में $As$ का द्रव्यमान: $W_{As} = 0.001333 \times 74.9 = 0.0998 \ g$.
$As$ का द्रव्यमान प्रतिशत: $\% \text{ of } As = \frac{0.0998}{1.85} \times 100 \approx 5.395 \%$.
निकटतम मान $5.4 \%$ है।
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$3 \ mol \ Pb^{2+}$,$2 \ mol \ AsO_4^{3-}$ के साथ अभिक्रिया करता है।
अतः,$1 \ mol \ Pb^{2+}$,$\frac{2}{3} \ mol \ AsO_4^{3-}$ के साथ अभिक्रिया करेगा।
उपयोग किए गए $Pb^{2+}$ के मोल: $n_{Pb^{2+}} = 0.1 \times 0.020 = 2 \times 10^{-3} \ mol$.
उपस्थित $As$ के मोल: $n_{As} = \frac{2}{3} \times 2 \times 10^{-3} = 0.001333 \ mol$.
नमूने में $As$ का द्रव्यमान: $W_{As} = 0.001333 \times 74.9 = 0.0998 \ g$.
$As$ का द्रव्यमान प्रतिशत: $\% \text{ of } As = \frac{0.0998}{1.85} \times 100 \approx 5.395 \%$.
निकटतम मान $5.4 \%$ है।
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30
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निम्नलिखित संकुलों में से,वह जो प्रकाशिक सक्रियता प्रदर्शित कर सकता है,है
A
$[CoCl_6]^{3-}$
B
$[Co(en)Cl_4]^{-}$
C
$cis-[Co(en)_2Cl_2]^{+}$
D
$trans-[Co(en)_2Cl_2]^{+}$
Solution
(C) . प्रकाशिक सक्रियता उन संकुलों द्वारा प्रदर्शित की जाती है जिनमें प्रकाशिक समावयवी होते हैं। प्रकाशिक समावयवी एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब होते हैं जिन्हें एक-दूसरे पर अध्यारोपित नहीं किया जा सकता है।
$[M(AA)_2B_2]$ प्रकार के संकुल केवल अपने $cis$-रूप में प्रकाशिक समावयवता प्रदर्शित करते हैं,क्योंकि $trans$-रूप में सममिति का तल होता है।
अतः,$cis-[Co(en)_2Cl_2]^{+}$ प्रकाशिक सक्रियता प्रदर्शित करता है।
$[M(AA)_2B_2]$ प्रकार के संकुल केवल अपने $cis$-रूप में प्रकाशिक समावयवता प्रदर्शित करते हैं,क्योंकि $trans$-रूप में सममिति का तल होता है।
| संकुल | प्रकार |
| $[CoCl_6]^{3-}$ | $[MA_6]$ |
| $[Co(en)Cl_4]^{-}$ | $[M(AA)B_4]$ |
| $cis-[Co(en)_2Cl_2]^{+}$ | $cis-[M(AA)_2B_2]$ |
| $trans-[Co(en)_2Cl_2]^{+}$ | $trans-[M(AA)_2B_2]$ |
अतः,$cis-[Co(en)_2Cl_2]^{+}$ प्रकाशिक सक्रियता प्रदर्शित करता है।
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जल में क्लोरीन के ऑक्सोअम्लों का $pK_a$ किस क्रम का पालन करता है?
A
$HClO < HClO_3 < HClO_2 < HClO_4$
B
$HClO_4 < HClO_3 < HClO_2 < HClO$
C
$HClO_4 < HClO_2 < HClO_3 < HClO$
D
$HClO_2 < HClO < HClO_3 < HClO_4$
Solution
(B) किसी अम्ल का $pK_a$ मान उसकी अम्लीय शक्ति के व्युत्क्रमानुपाती होता है,अर्थात अम्ल जितना अधिक प्रबल होगा,उसका $pK_a$ मान उतना ही कम होगा।
अम्लीय शक्ति केंद्रीय क्लोरीन परमाणु की ऑक्सीकरण संख्या में वृद्धि के साथ बढ़ती है।
दिए गए अम्लों में केंद्रीय परमाणु की ऑक्सीकरण संख्या इस प्रकार है:
अम्लीय शक्ति का क्रम: $HClO < HClO_2 < HClO_3 < HClO_4$ है।
अतः,$pK_a$ का क्रम अम्लीय शक्ति के क्रम का उल्टा होगा: $HClO_4 < HClO_3 < HClO_2 < HClO$।
अम्लीय शक्ति केंद्रीय क्लोरीन परमाणु की ऑक्सीकरण संख्या में वृद्धि के साथ बढ़ती है।
दिए गए अम्लों में केंद्रीय परमाणु की ऑक्सीकरण संख्या इस प्रकार है:
| अम्ल | $Cl$ की ऑक्सीकरण संख्या |
| $HClO$ | $+1$ |
| $HClO_2$ | $+3$ |
| $HClO_3$ | $+5$ |
| $HClO_4$ | $+7$ |
अम्लीय शक्ति का क्रम: $HClO < HClO_2 < HClO_3 < HClO_4$ है।
अतः,$pK_a$ का क्रम अम्लीय शक्ति के क्रम का उल्टा होगा: $HClO_4 < HClO_3 < HClO_2 < HClO$।
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फेस-सेंटर्ड क्यूबिक $(fcc)$,बॉडी-सेंटर्ड क्यूबिक $(bcc)$ और सिंपल/प्रिमिटिव क्यूबिक $(pc)$ जालक (lattices) की संकुलन क्षमता (packing efficiency) का सही क्रम है:
A
$fcc > bcc > pc$
B
$bcc > fcc > pc$
C
$pc > bcc > fcc$
D
$bcc > pc > fcc$
Solution
(A) क्यूबिक जालक की संकुलन क्षमता का सूत्र है:
$PE = \frac{\text{जालक में गोलों द्वारा घेरा गया आयतन} \times 100}{\text{इकाई सेल का कुल आयतन}}$
$1$. $fcc$ की संकुलन क्षमता = $74\ \%$
$2$. $bcc$ की संकुलन क्षमता = $68\ \%$
$3$. $pc$ की संकुलन क्षमता = $52.4\ \%$
अतः,संकुलन क्षमता का सही क्रम $fcc > bcc > pc$ है।
$PE = \frac{\text{जालक में गोलों द्वारा घेरा गया आयतन} \times 100}{\text{इकाई सेल का कुल आयतन}}$
$1$. $fcc$ की संकुलन क्षमता = $74\ \%$
$2$. $bcc$ की संकुलन क्षमता = $68\ \%$
$3$. $pc$ की संकुलन क्षमता = $52.4\ \%$
अतः,संकुलन क्षमता का सही क्रम $fcc > bcc > pc$ है।
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$D$-ग्लूकोज की अमोनियाकल $AgNO_3$ के साथ अभिक्रिया क्या उत्पन्न करती है?
A
B
C
D
Solution
(C) -ग्लूकोज की अमोनियाकल $AgNO_3$ (टोलेंस अभिकर्मक) के साथ अभिक्रिया एक ऑक्सीकरण अभिक्रिया है।
$D$-ग्लूकोज के $C_1$ स्थान पर स्थित एल्डिहाइड समूह $(-CHO)$ ऑक्सीकृत होकर कार्बोक्सिलिक एसिड समूह $(-COOH)$ में बदल जाता है,जिससे $D$-ग्लूकोनिक एसिड बनता है।
यह अभिक्रिया ग्लूकोज में मुक्त एल्डिहाइड समूह की उपस्थिति की पुष्टि करती है,जो इसे एक अपचायक शर्करा (reducing sugar) बनाती है।
सही संरचना विकल्प $C$ के अनुरूप है।
$D$-ग्लूकोज के $C_1$ स्थान पर स्थित एल्डिहाइड समूह $(-CHO)$ ऑक्सीकृत होकर कार्बोक्सिलिक एसिड समूह $(-COOH)$ में बदल जाता है,जिससे $D$-ग्लूकोनिक एसिड बनता है।
यह अभिक्रिया ग्लूकोज में मुक्त एल्डिहाइड समूह की उपस्थिति की पुष्टि करती है,जो इसे एक अपचायक शर्करा (reducing sugar) बनाती है।
सही संरचना विकल्प $C$ के अनुरूप है।
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बेंजीन डायज़ोनियम हाइड्रोजन सल्फेट को बेंजीन में परिवर्तित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला अभिकर्मक/अभिकर्मक हैं:
A
$H_{2}O$
B
$H_{3}PO_{2} + H_{2}O$
C
$H_{2}SO_{4} + H_{2}O$
D
$CuCl / HCl$
Solution
(B) सही विकल्प $(b)$ है।
बेंजीन डायज़ोनियम हाइड्रोजन सल्फेट का बेंजीन में रूपांतरण एक अपचयन (reduction) अभिक्रिया है।
$C_{6}H_{5}N_{2}^{+}HSO_{4}^{-} + H_{3}PO_{2} + H_{2}O \rightarrow C_{6}H_{6} + N_{2} + H_{3}PO_{3} + H_{2}SO_{4}$
फॉस्फिनिक एसिड $(H_{3}PO_{2})$ पानी की उपस्थिति में एक अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करता है,जो डायज़ोनियम समूह को हाइड्रोजन परमाणु में अपचयित करके बेंजीन प्रदान करता है।
बेंजीन डायज़ोनियम हाइड्रोजन सल्फेट का बेंजीन में रूपांतरण एक अपचयन (reduction) अभिक्रिया है।
$C_{6}H_{5}N_{2}^{+}HSO_{4}^{-} + H_{3}PO_{2} + H_{2}O \rightarrow C_{6}H_{6} + N_{2} + H_{3}PO_{3} + H_{2}SO_{4}$
फॉस्फिनिक एसिड $(H_{3}PO_{2})$ पानी की उपस्थिति में एक अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करता है,जो डायज़ोनियम समूह को हाइड्रोजन परमाणु में अपचयित करके बेंजीन प्रदान करता है।
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35
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निम्नलिखित अभिक्रिया में मुख्य उत्पाद क्या है?
A
B
C
D
Solution
(B) दी गई अभिक्रिया में अभिकारक सैलिसिलिक एसिड है।
जब सैलिसिलिक एसिड,एसिटिक एसिड $(CH_3COOH)$ की उपस्थिति में एसिटिक एनहाइड्राइड $(CH_3CO)_2O$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो फेनोलिक $-OH$ समूह का एसिटिलीकरण होता है।
यह अभिक्रिया एसिटिलसैलिसिलिक एसिड उत्पन्न करती है,जिसे आमतौर पर एस्पिरिन के रूप में जाना जाता है।
एस्पिरिन की संरचना विकल्प $B$ के अनुरूप है।
जब सैलिसिलिक एसिड,एसिटिक एसिड $(CH_3COOH)$ की उपस्थिति में एसिटिक एनहाइड्राइड $(CH_3CO)_2O$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो फेनोलिक $-OH$ समूह का एसिटिलीकरण होता है।
यह अभिक्रिया एसिटिलसैलिसिलिक एसिड उत्पन्न करती है,जिसे आमतौर पर एस्पिरिन के रूप में जाना जाता है।
एस्पिरिन की संरचना विकल्प $B$ के अनुरूप है।
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36
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प्रथम कोटि की अभिक्रिया को $50 \, \%$ पूर्ण होने में $1 \, h$ का समय लगता है। उसी अभिक्रिया को $87.5 \, \%$ पूर्ण होने में लगने वाला कुल समय $..... \, h$ होगा।
A
$1.75$
B
$6.00$
C
$3.50$
D
$3.00$
Solution
(D) प्रथम कोटि की अभिक्रिया के लिए,अर्ध-आयु $t_{1/2} = 1 \, h$ दी गई है। इसका अर्थ है कि $50 \, \%$ अभिक्रिया $1 \, h$ में पूर्ण होती है।
$87.5 \, \%$ पूर्णता के लिए,शेष मात्रा $100 \, \% - 87.5 \, \% = 12.5 \, \%$ है।
हम अर्ध-आयु की संख्या $(n)$ को शेष अंश से संबंधित कर सकते हैं: $\frac{[A]_t}{[A]_0} = (\frac{1}{2})^n$.
यहाँ,$\frac{12.5}{100} = \frac{1}{8} = (\frac{1}{2})^3$.
अतः,$n = 3$ अर्ध-आयु की आवश्यकता है।
कुल समय $t = n \times t_{1/2} = 3 \times 1 \, h = 3 \, h$.
$87.5 \, \%$ पूर्णता के लिए,शेष मात्रा $100 \, \% - 87.5 \, \% = 12.5 \, \%$ है।
हम अर्ध-आयु की संख्या $(n)$ को शेष अंश से संबंधित कर सकते हैं: $\frac{[A]_t}{[A]_0} = (\frac{1}{2})^n$.
यहाँ,$\frac{12.5}{100} = \frac{1}{8} = (\frac{1}{2})^3$.
अतः,$n = 3$ अर्ध-आयु की आवश्यकता है।
कुल समय $t = n \times t_{1/2} = 3 \times 1 \, h = 3 \, h$.
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कैल्शियम फ्लोराइड की एक इकाई कोशिका में चार कैल्शियम आयन होते हैं। इकाई कोशिका में फ्लोराइड आयनों की संख्या है
A
$2$
B
$4$
C
$6$
D
$8$
Solution
(D) कैल्शियम फ्लोराइड का रासायनिक सूत्र $CaF_2$ है।
$CaF_2$ क्रिस्टल संरचना (फ्लोराइट संरचना) में,$Ca^{2+}$ आयन फलक-केंद्रित घनीय $(fcc)$ जालक बनाते हैं।
प्रति इकाई कोशिका $Ca^{2+}$ आयनों की संख्या $4$ होती है ($8$ कोने $\times 1/8 + 6$ फलक $\times 1/2 = 4$)।
चूंकि स्टोइकोमेट्री $1:2$ है,इसलिए प्रत्येक $Ca^{2+}$ आयन के लिए $2$ $F^{-}$ आयन होते हैं।
अतः,प्रति इकाई कोशिका $F^{-}$ आयनों की संख्या $4 \times 2 = 8$ है।
$CaF_2$ क्रिस्टल संरचना (फ्लोराइट संरचना) में,$Ca^{2+}$ आयन फलक-केंद्रित घनीय $(fcc)$ जालक बनाते हैं।
प्रति इकाई कोशिका $Ca^{2+}$ आयनों की संख्या $4$ होती है ($8$ कोने $\times 1/8 + 6$ फलक $\times 1/2 = 4$)।
चूंकि स्टोइकोमेट्री $1:2$ है,इसलिए प्रत्येक $Ca^{2+}$ आयन के लिए $2$ $F^{-}$ आयन होते हैं।
अतः,प्रति इकाई कोशिका $F^{-}$ आयनों की संख्या $4 \times 2 = 8$ है।
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38
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$298 \, K$ पर एक $2$ इलेक्ट्रॉन रेडॉक्स अभिक्रिया का साम्य स्थिरांक $3.8 \times 10^{-3}$ है। इस साम्यावस्था के लिए सेल विभव $E^{\circ}$ ($V$ में) और मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $\Delta G^{\circ}$ ($kJ \, mol^{-1}$ में) क्रमशः हैं
A
$-0.071, -13.8$
B
$-0.071, 13.8$
C
$0.71, -13.8$
D
$0.071, -138$
Solution
(B) दिया गया है,$K_{eq} = 3.8 \times 10^{-3}$,$n = 2$,$T = 298 \, K$.
मानक गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $\Delta G^{\circ} = -RT \ln K_{eq} = -2.303 RT \log K_{eq}$ द्वारा दिया जाता है।
$\Delta G^{\circ} = -2.303 \times 8.314 \times 298 \times \log(3.8 \times 10^{-3}) \approx 13809.39 \, J \, mol^{-1} \approx 13.8 \, kJ \, mol^{-1}$.
मानक सेल विभव और गिब्स मुक्त ऊर्जा के बीच संबंध $\Delta G^{\circ} = -nFE^{\circ}$ है।
$13809.39 = -2 \times 96500 \times E^{\circ}$.
$E^{\circ} = -\frac{13809.39}{193000} \approx -0.071 \, V$.
अतः,मान $E^{\circ} = -0.071 \, V$ और $\Delta G^{\circ} = 13.8 \, kJ \, mol^{-1}$ हैं।
मानक गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $\Delta G^{\circ} = -RT \ln K_{eq} = -2.303 RT \log K_{eq}$ द्वारा दिया जाता है।
$\Delta G^{\circ} = -2.303 \times 8.314 \times 298 \times \log(3.8 \times 10^{-3}) \approx 13809.39 \, J \, mol^{-1} \approx 13.8 \, kJ \, mol^{-1}$.
मानक सेल विभव और गिब्स मुक्त ऊर्जा के बीच संबंध $\Delta G^{\circ} = -nFE^{\circ}$ है।
$13809.39 = -2 \times 96500 \times E^{\circ}$.
$E^{\circ} = -\frac{13809.39}{193000} \approx -0.071 \, V$.
अतः,मान $E^{\circ} = -0.071 \, V$ और $\Delta G^{\circ} = 13.8 \, kJ \, mol^{-1}$ हैं।
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रेडियोधर्मी विघटन श्रृंखला ${}_{90}^{232}Th \rightarrow {}_{82}^{208}Pb$ में,जिसमें $\alpha$ और $\beta$ क्षय शामिल हैं,उत्सर्जित $\alpha$ और $\beta$ कणों की कुल संख्या क्या है?
A
$6 \alpha$ और $6 \beta$
B
$6 \alpha$ और $4 \beta$
C
$6 \alpha$ और $5 \beta$
D
$5 \alpha$ और $6 \beta$
Solution
(B) $\alpha$-कण एक हीलियम नाभिक $({}_{2}^{4}He)$ के अनुरूप होता है। यह द्रव्यमान संख्या को $4$ और परमाणु संख्या को $2$ से कम करता है।
$\beta$-क्षय में,परमाणु संख्या $1$ इकाई बढ़ जाती है जबकि द्रव्यमान संख्या अपरिवर्तित रहती है।
अभिक्रिया के लिए: ${}_{90}^{232}Th \rightarrow {}_{82}^{208}Pb + x({}_{2}^{4}He) + y({}_{-1}^{0}e)$.
द्रव्यमान संख्याओं की तुलना करने पर: $232 = 208 + 4x$,जिससे $4x = 24$ प्राप्त होता है,अतः $x = 6$।
परमाणु संख्याओं की तुलना करने पर: $90 = 82 + 2x - y$।
$x = 6$ रखने पर: $90 = 82 + 12 - y$,जिससे $90 = 94 - y$ प्राप्त होता है,अतः $y = 4$।
इस प्रकार,$6 \alpha$ और $4 \beta$ कण उत्सर्जित होते हैं।
$\beta$-क्षय में,परमाणु संख्या $1$ इकाई बढ़ जाती है जबकि द्रव्यमान संख्या अपरिवर्तित रहती है।
अभिक्रिया के लिए: ${}_{90}^{232}Th \rightarrow {}_{82}^{208}Pb + x({}_{2}^{4}He) + y({}_{-1}^{0}e)$.
द्रव्यमान संख्याओं की तुलना करने पर: $232 = 208 + 4x$,जिससे $4x = 24$ प्राप्त होता है,अतः $x = 6$।
परमाणु संख्याओं की तुलना करने पर: $90 = 82 + 2x - y$।
$x = 6$ रखने पर: $90 = 82 + 12 - y$,जिससे $90 = 94 - y$ प्राप्त होता है,अतः $y = 4$।
इस प्रकार,$6 \alpha$ और $4 \beta$ कण उत्सर्जित होते हैं।
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40
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निम्नलिखित अभिक्रिया अनुक्रम में $X, Y$ और $Z$ क्या हैं?
A
$X = \text{क्यूमीन हाइड्रोपरॉक्साइड}, Y = \text{साइक्लोहेक्साडाईन}, Z = \text{आइसोप्रोपानोल}$
B
$X = \text{क्यूमीन हाइड्रोपरॉक्साइड}, Y = \text{फिनोल}, Z = \text{प्रोपीन}$
C
$X = \text{क्यूमीन अल्कोहल}, Y = \text{फिनोल}, Z = \text{एसीटोन}$
D
$X = \text{क्यूमीन हाइड्रोपरॉक्साइड}, Y = \text{फिनोल}, Z = \text{एसीटोन}$
Solution
(D) यह अभिक्रिया अनुक्रम क्यूमीन (आइसोप्रोपिलबेन्जीन) से फिनोल के औद्योगिक निर्माण को दर्शाता है।
$1$. क्यूमीन को हवा $(O_2)$ की उपस्थिति में ऑक्सीकृत करके क्यूमीन हाइड्रोपरॉक्साइड $(X)$ बनाया जाता है।
$2$. इसके बाद क्यूमीन हाइड्रोपरॉक्साइड को तनु अम्ल $(H^+, H_2O)$ के साथ उपचारित करने पर पुनर्विन्यास द्वारा फिनोल $(Y)$ और एसीटोन $(Z)$ प्राप्त होते हैं।
$1$. क्यूमीन को हवा $(O_2)$ की उपस्थिति में ऑक्सीकृत करके क्यूमीन हाइड्रोपरॉक्साइड $(X)$ बनाया जाता है।
$2$. इसके बाद क्यूमीन हाइड्रोपरॉक्साइड को तनु अम्ल $(H^+, H_2O)$ के साथ उपचारित करने पर पुनर्विन्यास द्वारा फिनोल $(Y)$ और एसीटोन $(Z)$ प्राप्त होते हैं।
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41
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निम्नलिखित दो-चरणीय रूपांतरण के लिए आवश्यक अभिकर्मक हैं:
A
$(i) \ HBr, \text{benzoyl peroxide}; (ii) \ CH_3CN$
B
$(i) \ HBr; (ii) \ NaCN$
C
$(i) \ Br_2; (ii) \ NaCN$
D
$(i) \ NaBr; (ii) \ NaCN$
Solution
(B) इस रूपांतरण में स्टाइरीन का $(1-\text{bromoethyl})\text{benzene}$ में परिवर्तन और उसके बाद नाभिकरागी प्रतिस्थापन द्वारा $(1-\text{cyanoethyl})\text{benzene}$ का निर्माण शामिल है।
चरण $1$: स्टाइरीन,मार्कोवनिकोव नियम का पालन करते हुए $HBr$ के साथ इलेक्ट्रोफिलिक योग अभिक्रिया करके $(1-\text{bromoethyl})\text{benzene}$ देता है।
चरण $2$: प्राप्त एल्किल ब्रोमाइड,$NaCN$ के साथ नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया करके ब्रोमीन परमाणु को सायनो समूह $(-CN)$ द्वारा प्रतिस्थापित करता है,जिससे अंतिम उत्पाद प्राप्त होता है।
चरण $1$: स्टाइरीन,मार्कोवनिकोव नियम का पालन करते हुए $HBr$ के साथ इलेक्ट्रोफिलिक योग अभिक्रिया करके $(1-\text{bromoethyl})\text{benzene}$ देता है।
चरण $2$: प्राप्त एल्किल ब्रोमाइड,$NaCN$ के साथ नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया करके ब्रोमीन परमाणु को सायनो समूह $(-CN)$ द्वारा प्रतिस्थापित करता है,जिससे अंतिम उत्पाद प्राप्त होता है।
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42
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अभिक्रिया अनुक्रम में,
मुख्य उत्पाद $X$ और $Y$ क्रमशः हैं
मुख्य उत्पाद $X$ और $Y$ क्रमशः हैं
A
B
C
D
Solution
(A) प्रारंभिक यौगिक,थैलेल्डिहाइड,में $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु नहीं होते हैं। इसलिए,$KOH$ जैसे प्रबल क्षार की उपस्थिति में,यह अंतःआणविक कैनिज़ारो अभिक्रिया से गुजरता है।
इस अभिक्रिया में,एक एल्डिहाइड समूह का प्राथमिक अल्कोहल $(-CH_2OH)$ में अपचयन होता है जबकि दूसरे एल्डिहाइड समूह का कार्बोक्सिलिक एसिड लवण $(-COO^-)$ में ऑक्सीकरण होता है। $H_3O^+$ के साथ अम्लीकरण पर,लवण कार्बोक्सिलिक एसिड समूह $(-COOH)$ में परिवर्तित हो जाता है,जिससे $X$ ($o$-हाइड्रॉक्सीमिथाइलबेन्ज़ोइक एसिड) प्राप्त होता है।
जब $X$ को एसिड उत्प्रेरक $(H^+)$ की उपस्थिति में गर्म किया जाता है,तो यह अंतःआणविक एस्टरीकरण ($-H_2O$ का निष्कासन) से गुजरता है और एक चक्रीय एस्टर बनाता है जिसे लैक्टोन कहा जाता है,जो $Y$ (थैलाइड) है।
इस अभिक्रिया में,एक एल्डिहाइड समूह का प्राथमिक अल्कोहल $(-CH_2OH)$ में अपचयन होता है जबकि दूसरे एल्डिहाइड समूह का कार्बोक्सिलिक एसिड लवण $(-COO^-)$ में ऑक्सीकरण होता है। $H_3O^+$ के साथ अम्लीकरण पर,लवण कार्बोक्सिलिक एसिड समूह $(-COOH)$ में परिवर्तित हो जाता है,जिससे $X$ ($o$-हाइड्रॉक्सीमिथाइलबेन्ज़ोइक एसिड) प्राप्त होता है।
जब $X$ को एसिड उत्प्रेरक $(H^+)$ की उपस्थिति में गर्म किया जाता है,तो यह अंतःआणविक एस्टरीकरण ($-H_2O$ का निष्कासन) से गुजरता है और एक चक्रीय एस्टर बनाता है जिसे लैक्टोन कहा जाता है,जो $Y$ (थैलाइड) है।
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43
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कॉपर (परमाणु द्रव्यमान $= 63.5$) $fcc$ जालक में क्रिस्टलीकृत होता है और इसका घनत्व $8.93 \, g \, cm^{-3}$ है। कॉपर परमाणु की त्रिज्या लगभग $.... \, pm$ है।
A
$361.6$
B
$511.4$
C
$127.8$
D
$102.8$
Solution
(C) दिया गया है,कॉपर जालक का घनत्व $\rho = 8.93 \, g \, cm^{-3}$ है।
$fcc$ जालक में परमाणुओं की संख्या,$Z = 4$ है।
सूत्र का उपयोग करते हुए,$\rho = \frac{M \times Z}{N_{A} \times a^{3}}$
$a^{3} = \frac{M \times Z}{\rho \times N_{A}} = \frac{63.5 \times 4}{8.93 \times 6.022 \times 10^{23}} \approx 47.2 \times 10^{-24} \, cm^{3}$ है।
$a = (47.2 \times 10^{-24})^{1/3} \approx 3.61 \times 10^{-8} \, cm = 361 \, pm$ है।
$fcc$ जालक में,कोर की लंबाई $a$ और त्रिज्या $r$ के बीच संबंध $a = 2\sqrt{2}r$ होता है।
$r = \frac{a}{2\sqrt{2}} = \frac{361}{2 \times 1.414} \approx 127.8 \, pm$ है।
$fcc$ जालक में परमाणुओं की संख्या,$Z = 4$ है।
सूत्र का उपयोग करते हुए,$\rho = \frac{M \times Z}{N_{A} \times a^{3}}$
$a^{3} = \frac{M \times Z}{\rho \times N_{A}} = \frac{63.5 \times 4}{8.93 \times 6.022 \times 10^{23}} \approx 47.2 \times 10^{-24} \, cm^{3}$ है।
$a = (47.2 \times 10^{-24})^{1/3} \approx 3.61 \times 10^{-8} \, cm = 361 \, pm$ है।
$fcc$ जालक में,कोर की लंबाई $a$ और त्रिज्या $r$ के बीच संबंध $a = 2\sqrt{2}r$ होता है।
$r = \frac{a}{2\sqrt{2}} = \frac{361}{2 \times 1.414} \approx 127.8 \, pm$ है।
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44
ChemistryMediumMCQKVPY · 2016
दिया गया है,मानक विभव $E_{(Cu^{2+}/Cu)}^{\circ}$ और $E_{(Cu^{+}/Cu)}^{\circ}$ क्रमशः $0.340 \ V$ और $0.522 \ V$ हैं,तो $E_{(Cu^{2+}/Cu^{+})}^{\circ}$ का मान $.... \ V$ है।
A
$0.364$
B
$0.158$
C
$-0.182$
D
$-0.316$
Solution
(B) दिया गया है:
$E_{Cu^{2+}/Cu}^{\circ} = 0.340 \ V$
$E_{Cu^{+}/Cu}^{\circ} = 0.522 \ V$
चरण $1$: अर्ध-सेल अभिक्रियाएँ लिखें:
$(i) \ Cu^{2+} + 2e^{-} \longrightarrow Cu, \ E_{1}^{\circ} = 0.340 \ V, \ \Delta G_{1}^{\circ} = -2FE_{1}^{\circ}$
$(ii) \ Cu^{+} + e^{-} \longrightarrow Cu, \ E_{2}^{\circ} = 0.522 \ V, \ \Delta G_{2}^{\circ} = -1FE_{2}^{\circ}$
चरण $2$: हमें $Cu^{2+} + e^{-} \longrightarrow Cu^{+}$ के लिए अभिक्रिया चाहिए:
यह $(i) - (ii)$ करने पर प्राप्त होती है:
$Cu^{2+} + e^{-} \longrightarrow Cu^{+}, \ E_{3}^{\circ} = ?, \ \Delta G_{3}^{\circ} = -1FE_{3}^{\circ}$
चरण $3$: $\Delta G_{3}^{\circ} = \Delta G_{1}^{\circ} - \Delta G_{2}^{\circ}$ संबंध का उपयोग करें:
$-1FE_{3}^{\circ} = -2FE_{1}^{\circ} - (-1FE_{2}^{\circ})$
$E_{3}^{\circ} = 2E_{1}^{\circ} - E_{2}^{\circ}$
$E_{3}^{\circ} = 2(0.340) - 0.522$
$E_{3}^{\circ} = 0.680 - 0.522 = 0.158 \ V$
$E_{Cu^{2+}/Cu}^{\circ} = 0.340 \ V$
$E_{Cu^{+}/Cu}^{\circ} = 0.522 \ V$
चरण $1$: अर्ध-सेल अभिक्रियाएँ लिखें:
$(i) \ Cu^{2+} + 2e^{-} \longrightarrow Cu, \ E_{1}^{\circ} = 0.340 \ V, \ \Delta G_{1}^{\circ} = -2FE_{1}^{\circ}$
$(ii) \ Cu^{+} + e^{-} \longrightarrow Cu, \ E_{2}^{\circ} = 0.522 \ V, \ \Delta G_{2}^{\circ} = -1FE_{2}^{\circ}$
चरण $2$: हमें $Cu^{2+} + e^{-} \longrightarrow Cu^{+}$ के लिए अभिक्रिया चाहिए:
यह $(i) - (ii)$ करने पर प्राप्त होती है:
$Cu^{2+} + e^{-} \longrightarrow Cu^{+}, \ E_{3}^{\circ} = ?, \ \Delta G_{3}^{\circ} = -1FE_{3}^{\circ}$
चरण $3$: $\Delta G_{3}^{\circ} = \Delta G_{1}^{\circ} - \Delta G_{2}^{\circ}$ संबंध का उपयोग करें:
$-1FE_{3}^{\circ} = -2FE_{1}^{\circ} - (-1FE_{2}^{\circ})$
$E_{3}^{\circ} = 2E_{1}^{\circ} - E_{2}^{\circ}$
$E_{3}^{\circ} = 2(0.340) - 0.522$
$E_{3}^{\circ} = 0.680 - 0.522 = 0.158 \ V$
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45
ChemistryMediumMCQKVPY · 2016
इलेक्ट्रोप्लेटिंग के लिए,$1.5 \ A$ विद्युत धारा को $250 \ s$ के लिए $MSO_4$ के $250 \ mL$ के $0.15 \ M$ विलयन से गुजारा जाता है। केवल $85 \ \%$ धारा का उपयोग इलेक्ट्रोलिसिस के लिए किया गया था। इलेक्ट्रोलिसिस के बाद $MSO_4$ विलयन की मोलरता किसके निकटतम है ($M$ में)? [मान लें कि विलयन का आयतन स्थिर रहता है]
A
$0.14$
B
$0.014$
C
$0.07$
D
$0.035$
Solution
(A) दिया गया है: धारा $I = 1.5 \ A$,समय $t = 250 \ s$,आयतन $V = 250 \ mL = 0.25 \ L$,प्रारंभिक मोलरता $M_i = 0.15 \ M$.
$MSO_4$ के प्रारंभिक मोल $= M_i \times V = 0.15 \times 0.25 = 0.0375 \ mol$.
प्रवाहित आवेश $Q = I \times t = 1.5 \times 250 = 375 \ C$.
इलेक्ट्रोलिसिस के लिए उपयोग किया गया प्रभावी आवेश $Q_{eff} = 375 \times 0.85 = 318.75 \ C$.
$MSO_4 \rightarrow M^{2+} + SO_4^{2-}$ के लिए,अभिक्रिया $M^{2+} + 2e^- \rightarrow M(s)$ है। अतः,$n = 2$.
जमा हुए $M^{2+}$ के मोल $= \frac{Q_{eff}}{n \times F} = \frac{318.75}{2 \times 96500} \approx 0.00165 \ mol$.
शेष $MSO_4$ के मोल $= 0.0375 - 0.00165 = 0.03585 \ mol$.
अंतिम मोलरता $= \frac{0.03585 \ mol}{0.25 \ L} = 0.1434 \ M$.
यह मान $0.14 \ M$ के सबसे निकट है।
$MSO_4$ के प्रारंभिक मोल $= M_i \times V = 0.15 \times 0.25 = 0.0375 \ mol$.
प्रवाहित आवेश $Q = I \times t = 1.5 \times 250 = 375 \ C$.
इलेक्ट्रोलिसिस के लिए उपयोग किया गया प्रभावी आवेश $Q_{eff} = 375 \times 0.85 = 318.75 \ C$.
$MSO_4 \rightarrow M^{2+} + SO_4^{2-}$ के लिए,अभिक्रिया $M^{2+} + 2e^- \rightarrow M(s)$ है। अतः,$n = 2$.
जमा हुए $M^{2+}$ के मोल $= \frac{Q_{eff}}{n \times F} = \frac{318.75}{2 \times 96500} \approx 0.00165 \ mol$.
शेष $MSO_4$ के मोल $= 0.0375 - 0.00165 = 0.03585 \ mol$.
अंतिम मोलरता $= \frac{0.03585 \ mol}{0.25 \ L} = 0.1434 \ M$.
यह मान $0.14 \ M$ के सबसे निकट है।
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46
ChemistryDifficultMCQKVPY · 2016
$2.33 \ g$ यौगिक $X$ (मूलानुपाती सूत्र $= CoH_{12}N_{4}Cl_{3}$) की अतिरिक्त $AgNO_{3}$ विलयन के साथ अभिक्रिया कराने पर $1.435 \ g$ सफेद अवक्षेप प्राप्त होता है। यौगिक $X$ में कोबाल्ट की प्राथमिक और द्वितीयक संयोजकताएँ क्रमशः क्या हैं?
[दिया गया है,परमाणु द्रव्यमान : $Co = 59, Cl = 35.5, Ag = 108$]
[दिया गया है,परमाणु द्रव्यमान : $Co = 59, Cl = 35.5, Ag = 108$]
A
$3, 6$
B
$3, 4$
C
$2, 4$
D
$4, 3$
Solution
(A) अभिक्रिया: $CoH_{12}N_{4}Cl_{3} + AgNO_{3} \rightarrow AgCl$ (सफेद अवक्षेप)।
$CoH_{12}N_{4}Cl_{3}$ का आणविक द्रव्यमान $= 59 + 12(1) + 4(14) + 3(35.5) = 233.5 \ g/mol$ है।
$X$ के मोल $= \frac{2.33 \ g}{233.5 \ g/mol} = 0.01 \ mol$ है।
$AgCl$ के मोल $= \frac{1.435 \ g}{143.5 \ g/mol} = 0.01 \ mol$ है।
चूँकि $0.01 \ mol$ $X$,$0.01 \ mol$ $AgCl$ उत्पन्न करता है,इसलिए समन्वय क्षेत्र के बाहर $1 \ Cl^-$ आयन उपस्थित है।
संकुल का सूत्र $[Co(NH_{3})_{4}Cl_{2}]Cl$ है।
प्राथमिक संयोजकता ($Co$ की ऑक्सीकरण संख्या): $x + 4(0) + 2(-1) = +1 \Rightarrow x = +3$ है।
द्वितीयक संयोजकता ($Co$ की समन्वय संख्या): $4(NH_{3}) + 2(Cl) = 6$ है।
$CoH_{12}N_{4}Cl_{3}$ का आणविक द्रव्यमान $= 59 + 12(1) + 4(14) + 3(35.5) = 233.5 \ g/mol$ है।
$X$ के मोल $= \frac{2.33 \ g}{233.5 \ g/mol} = 0.01 \ mol$ है।
$AgCl$ के मोल $= \frac{1.435 \ g}{143.5 \ g/mol} = 0.01 \ mol$ है।
चूँकि $0.01 \ mol$ $X$,$0.01 \ mol$ $AgCl$ उत्पन्न करता है,इसलिए समन्वय क्षेत्र के बाहर $1 \ Cl^-$ आयन उपस्थित है।
संकुल का सूत्र $[Co(NH_{3})_{4}Cl_{2}]Cl$ है।
प्राथमिक संयोजकता ($Co$ की ऑक्सीकरण संख्या): $x + 4(0) + 2(-1) = +1 \Rightarrow x = +3$ है।
द्वितीयक संयोजकता ($Co$ की समन्वय संख्या): $4(NH_{3}) + 2(Cl) = 6$ है।
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47
ChemistryDifficultMCQKVPY · 2016
$298 \ K$ पर $0.02 \ M$ जलीय एसिटिक अम्ल विलयन की विशिष्ट चालकता $(\kappa) 1.65 \times 10^{-4} \ S \ cm^{-1}$ है। एसिटिक अम्ल के वियोजन की मात्रा ज्ञात कीजिए। [दिया गया है: $H^{+}$ की अनंत तनुता पर तुल्यांकी चालकता $= 349.1 \ S \ cm^{2} \ mol^{-1}$ और $CH_{3}COO^{-} = 40.9 \ S \ cm^{2} \ mol^{-1}$]
A
$0.021$
B
$0.21$
C
$0.012$
D
$0.12$
Solution
(A) दिया गया है,विशिष्ट चालकता $(\kappa) = 1.65 \times 10^{-4} \ S \ cm^{-1}$ और मोलरता $(M) = 0.02 \ M$।
मोलर चालकता $(\lambda_{m})$ की गणना इस प्रकार की जाती है:
$\lambda_{m} = \frac{1000 \times \kappa}{M} = \frac{1000 \times 1.65 \times 10^{-4}}{0.02} = 8.25 \ S \ cm^{2} \ mol^{-1}$।
अनंत तनुता पर मोलर चालकता $(\lambda_{m}^{\infty})$ है:
$\lambda_{m}^{\infty} = \lambda_{m(H^{+})}^{\infty} + \lambda_{m(CH_{3}COO^{-})}^{\infty} = 349.1 + 40.9 = 390 \ S \ cm^{2} \ mol^{-1}$।
वियोजन की मात्रा $(\alpha)$ इस प्रकार है:
$\alpha = \frac{\lambda_{m}}{\lambda_{m}^{\infty}} = \frac{8.25}{390} \approx 0.0211$।
मोलर चालकता $(\lambda_{m})$ की गणना इस प्रकार की जाती है:
$\lambda_{m} = \frac{1000 \times \kappa}{M} = \frac{1000 \times 1.65 \times 10^{-4}}{0.02} = 8.25 \ S \ cm^{2} \ mol^{-1}$।
अनंत तनुता पर मोलर चालकता $(\lambda_{m}^{\infty})$ है:
$\lambda_{m}^{\infty} = \lambda_{m(H^{+})}^{\infty} + \lambda_{m(CH_{3}COO^{-})}^{\infty} = 349.1 + 40.9 = 390 \ S \ cm^{2} \ mol^{-1}$।
वियोजन की मात्रा $(\alpha)$ इस प्रकार है:
$\alpha = \frac{\lambda_{m}}{\lambda_{m}^{\infty}} = \frac{8.25}{390} \approx 0.0211$।
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48
ChemistryMediumMCQKVPY · 2016
फॉर्मिक एसिड,एसिटिक एसिड,प्रोपेनोइक एसिड और फिनोल में से,पानी में सबसे प्रबल एसिड कौन सा है?
A
फॉर्मिक एसिड
B
एसिटिक एसिड
C
प्रोपेनोइक एसिड
D
फिनोल
Solution
(A) सही उत्तर $A$ है।
- कार्बोक्सिलिक एसिड फिनोल की तुलना में अधिक प्रबल एसिड होते हैं क्योंकि कार्बोक्सिलेट आयन अधिक अनुनाद (resonance) द्वारा स्थिर होता है। कार्बोक्सिलेट आयन में,ऋण आवेश दो अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक ऑक्सीजन परमाणुओं पर विस्थानीकृत (delocalized) होता है,जबकि फिनोक्साइड आयन में,ऋण आवेश बेंजीन वलय के कम विद्युत ऋणात्मक कार्बन परमाणुओं पर विस्थानीकृत होता है।
- दिए गए कार्बोक्सिलिक एसिड में,अम्लता कार्बोक्सिल समूह से जुड़े एल्काइल समूह के $+I$ प्रभाव पर निर्भर करती है। $+I$ प्रभाव कार्बोक्सिलेट आयन पर इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाता है,जिससे यह अस्थिर हो जाता है और इस प्रकार मूल एसिड की अम्लता कम हो जाती है।
- $+I$ प्रभाव का क्रम $H- < CH_3- < CH_3CH_2-$ है। इसलिए,संबंधित कार्बोक्सिलेट आयनों की स्थिरता इस क्रम में घटती है: $HCOO^- > CH_3COO^- > CH_3CH_2COO^-$.
- परिणामस्वरूप,एसिड की प्रबलता इस क्रम में घटती है: $HCOOH > CH_3COOH > CH_3CH_2COOH > C_6H_5OH$.
अतः,फॉर्मिक एसिड दिए गए विकल्पों में सबसे प्रबल एसिड है।
- कार्बोक्सिलिक एसिड फिनोल की तुलना में अधिक प्रबल एसिड होते हैं क्योंकि कार्बोक्सिलेट आयन अधिक अनुनाद (resonance) द्वारा स्थिर होता है। कार्बोक्सिलेट आयन में,ऋण आवेश दो अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक ऑक्सीजन परमाणुओं पर विस्थानीकृत (delocalized) होता है,जबकि फिनोक्साइड आयन में,ऋण आवेश बेंजीन वलय के कम विद्युत ऋणात्मक कार्बन परमाणुओं पर विस्थानीकृत होता है।
- दिए गए कार्बोक्सिलिक एसिड में,अम्लता कार्बोक्सिल समूह से जुड़े एल्काइल समूह के $+I$ प्रभाव पर निर्भर करती है। $+I$ प्रभाव कार्बोक्सिलेट आयन पर इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाता है,जिससे यह अस्थिर हो जाता है और इस प्रकार मूल एसिड की अम्लता कम हो जाती है।
- $+I$ प्रभाव का क्रम $H- < CH_3- < CH_3CH_2-$ है। इसलिए,संबंधित कार्बोक्सिलेट आयनों की स्थिरता इस क्रम में घटती है: $HCOO^- > CH_3COO^- > CH_3CH_2COO^-$.
- परिणामस्वरूप,एसिड की प्रबलता इस क्रम में घटती है: $HCOOH > CH_3COOH > CH_3CH_2COOH > C_6H_5OH$.
अतः,फॉर्मिक एसिड दिए गए विकल्पों में सबसे प्रबल एसिड है।
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49
ChemistryMediumMCQKVPY · 2016
ऑक्सेलिक एसिड की सांद्र $H_2SO_4$ के साथ गर्म करने पर प्राप्त मुख्य उत्पाद हैं
A
$CO, CO_2, H_2O$
B
$CO, SO_2, H_2O$
C
$H_2S, CO, H_2O$
D
$HCOOH, H_2S, CO$
Solution
(A) सही उत्तर $A$ है।
ऑक्सेलिक एसिड $(COOH)_2$ को जब सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड $(H_2SO_4)$ के साथ गर्म किया जाता है,तो इसका निर्जलीकरण (dehydration) होता है।
रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$(COOH)_2 \xrightarrow[H_2SO_4]{\Delta} CO + CO_2 + H_2O$
यहाँ,सांद्र $H_2SO_4$ एक निर्जलीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है,जो ऑक्सेलिक एसिड से पानी के अणु को हटा देता है,जिसके परिणामस्वरूप कार्बन मोनोऑक्साइड $(CO)$,कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ और पानी $(H_2O)$ का निर्माण होता है।
ऑक्सेलिक एसिड $(COOH)_2$ को जब सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड $(H_2SO_4)$ के साथ गर्म किया जाता है,तो इसका निर्जलीकरण (dehydration) होता है।
रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$(COOH)_2 \xrightarrow[H_2SO_4]{\Delta} CO + CO_2 + H_2O$
यहाँ,सांद्र $H_2SO_4$ एक निर्जलीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है,जो ऑक्सेलिक एसिड से पानी के अणु को हटा देता है,जिसके परिणामस्वरूप कार्बन मोनोऑक्साइड $(CO)$,कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ और पानी $(H_2O)$ का निर्माण होता है।
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50
ChemistryMediumMCQKVPY · 2016
जब $MnO_2$ को सांद्र $HCl$ के साथ उपचारित किया जाता है,तो एक गैस $(X)$ प्राप्त होती है जो आगे $Ca(OH)_2$ के साथ अभिक्रिया करके एक सफेद ठोस $(Y)$ बनाती है। ठोस $Y$ तनु $HCl$ के साथ अभिक्रिया करके वही गैस $X$ उत्पन्न करता है। ठोस $Y$ है
A
$CaO$
B
$CaCl_2$
C
$Ca(OCl)Cl$
D
$CaCO_3$
Solution
(C) सही विकल्प $C$ है।
जब $MnO_2$ को सांद्र $HCl$ के साथ उपचारित किया जाता है,तो क्लोरीन गैस $(X)$ उत्पन्न होती है:
$MnO_2 + 4HCl \rightarrow MnCl_2 + Cl_2(g) + 2H_2O$
यहाँ,$X = Cl_2$ है।
क्लोरीन गैस शुष्क बुझे हुए चूने $Ca(OH)_2$ के साथ अभिक्रिया करके ब्लीचिंग पाउडर,यानी कैल्शियम ऑक्सीक्लोराइड $Ca(OCl)Cl$ $(Y)$ बनाती है:
$Ca(OH)_2 + Cl_2 \rightarrow Ca(OCl)Cl + H_2O$
यहाँ,$Y = Ca(OCl)Cl$ है।
ब्लीचिंग पाउडर $(Y)$ तनु $HCl$ के साथ अभिक्रिया करके पुनः क्लोरीन गैस $(X)$ उत्पन्न करता है:
$Ca(OCl)Cl + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + Cl_2(g)$
जब $MnO_2$ को सांद्र $HCl$ के साथ उपचारित किया जाता है,तो क्लोरीन गैस $(X)$ उत्पन्न होती है:
$MnO_2 + 4HCl \rightarrow MnCl_2 + Cl_2(g) + 2H_2O$
यहाँ,$X = Cl_2$ है।
क्लोरीन गैस शुष्क बुझे हुए चूने $Ca(OH)_2$ के साथ अभिक्रिया करके ब्लीचिंग पाउडर,यानी कैल्शियम ऑक्सीक्लोराइड $Ca(OCl)Cl$ $(Y)$ बनाती है:
$Ca(OH)_2 + Cl_2 \rightarrow Ca(OCl)Cl + H_2O$
यहाँ,$Y = Ca(OCl)Cl$ है।
ब्लीचिंग पाउडर $(Y)$ तनु $HCl$ के साथ अभिक्रिया करके पुनः क्लोरीन गैस $(X)$ उत्पन्न करता है:
$Ca(OCl)Cl + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + Cl_2(g)$
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