Le-Chaterlier principle and It’s application Questions in Hindi

(A) दी गई साम्यावस्था $Ice \rightleftharpoons Water$ है।
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,एक ऊष्माशोषी प्रक्रिया (बर्फ का पिघलना) के लिए,तापमान में वृद्धि अग्र अभिक्रिया का पक्ष लेती है,जिससे अधिक जल उत्पन्न होता है।
चूंकि जल का घनत्व बर्फ से अधिक होता है,इसलिए पिघलने के दौरान आयतन कम हो जाता है $(V_{water} < V_{ice})$।
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,दाब में वृद्धि उस दिशा का पक्ष लेती है जिसमें आयतन कम होता है।
इसलिए,तापमान में वृद्धि और दाब में वृद्धि दोनों साम्यावस्था को दाईं ओर स्थानांतरित कर देंगे,जिसके परिणामस्वरूप जल की अधिक मात्रा प्राप्त होगी।

(A) जैसे-जैसे तापमान $273 \ K$ से बढ़कर $298 \ K$ होता है,साम्य स्थिरांक का मान $2$ से घटकर $1 \times 10^{-3}$ हो जाता है।
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया के लिए तापमान बढ़ने पर साम्य स्थिरांक का मान घटता है।
अतः,$C$ और $D$ के निर्माण की प्रक्रिया एक ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया है।

(D) ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,स्थिर आयतन पर अक्रिय गैस मिलाने से अभिक्रिया करने वाली प्रजातियों के आंशिक दाब में कोई परिवर्तन नहीं होता है।
चूंकि आंशिक दाब स्थिर रहता है,इसलिए अभिक्रिया भागफल $Q_c$ साम्यावस्था स्थिरांक $K_c$ के बराबर बना रहता है।
अतः,स्थिर आयतन पर अक्रिय गैस मिलाने का साम्यावस्था पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

(A) साम्यावस्था अभिक्रिया $H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H_2O_{(g)}$ है।
ली शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,जब दबाव बढ़ाया जाता है,तो साम्यावस्था उस दिशा में स्थानांतरित हो जाती है जो गैस के मोलों की संख्या को कम करती है।
चूंकि गैसीय अवस्था तरल अवस्था की तुलना में अधिक आयतन घेरती है,इसलिए दबाव बढ़ाने से तरल अवस्था को बढ़ावा मिलता है।
अतः,बढ़े हुए दबाव को दूर करने और तरल को वाष्प में बदलने के लिए उच्च तापमान की आवश्यकता होती है,जिसके परिणामस्वरूप $H_2O$ का क्वथनांक बढ़ जाता है।

(B) ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,दबाव बढ़ाने पर साम्य उस दिशा में विस्थापित होता है जहाँ गैसीय प्रजातियों के मोलों की संख्या कम होती है।
दी गई अभिक्रिया के लिए: $C_{(s)} + H_2O_{(g)} \rightleftharpoons CO_{(g)} + H_{2(g)}$
गैसीय अभिकारकों के मोल = $1$ $(H_2O)$
गैसीय उत्पादों के मोल = $2$ $(CO + H_2)$
चूंकि गैसीय उत्पादों के मोल $(2)$ गैसीय अभिकारकों के मोल $(1)$ से अधिक हैं,इसलिए दबाव बढ़ाने पर साम्य पश्च दिशा में विस्थापित होगा।

(C) अभिक्रिया $2B_{(g)} + 2C_{(g)} \rightleftharpoons 3A_{(g)} + \text{heat}$ है।
$1$. तापमान का प्रभाव: यह अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी (exothermic) है। ला-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया के लिए कम तापमान अग्र दिशा का पक्ष लेता है ताकि अधिक $A$ प्राप्त हो सके।
$2$. दबाव का प्रभाव: गैसीय मोलों में परिवर्तन $\Delta n_g = 3 - (2 + 2) = -1$ है। चूंकि $\Delta n_g < 0$ है,इसलिए दबाव बढ़ाने पर साम्यावस्था कम मोलों वाली दिशा यानी उत्पाद की ओर स्थानांतरित हो जाती है। अतः,उच्च दबाव $A$ के निर्माण के लिए अनुकूल है।
इसलिए,आवश्यक शर्तें कम तापमान और उच्च दबाव हैं।

(C) $Le \ Chatelier$ के सिद्धांत के अनुसार,यदि अभिक्रिया मिश्रण से उत्पाद को लगातार हटा दिया जाता है,तो साम्यावस्था अग्र दिशा में विस्थापित हो जाती है,जिससे अभिक्रिया पूर्णता की ओर अग्रसर होती है।

(D) सही उत्तर $D$ है।
ली शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,साम्य अवस्था और अभिकारकों तथा उत्पादों की साम्य सांद्रता तापमान,दाब या सांद्रता में परिवर्तन से प्रभावित होती है।
हालाँकि,एक उत्प्रेरक सक्रियण ऊर्जा को कम करके अग्र और पश्च दोनों अभिक्रियाओं की दर को समान रूप से बढ़ाता है।
इसलिए,उत्प्रेरक प्रणाली को तेजी से साम्य तक पहुँचने में मदद करता है लेकिन यह साम्य की स्थिति या अभिकारकों और उत्पादों की साम्य सांद्रता को नहीं बदलता है।

(A) ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार:
$1$. अभिक्रिया $N_{2(g)} + 3H_{2(g)} \rightleftharpoons 2NH_{3(g)} + 22 \ kcal$ के लिए,अग्र अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी है। इसलिए,तापमान में कमी अग्र अभिक्रिया को बढ़ावा देगी।
$2$. गैसीय उत्पादों के मोलों की संख्या $2$ है,जबकि गैसीय अभिकारकों के मोलों की संख्या $1 + 3 = 4$ है।
$3$. ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,दाब में वृद्धि साम्यावस्था को उस दिशा में स्थानांतरित करती है जहाँ गैस के मोल कम होते हैं।
$4$. अतः,दाब में वृद्धि $NH_3$ के निर्माण को बढ़ावा देती है।

(C) ली-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,दाब बढ़ाने पर अभिक्रिया उस दिशा में जाती है जहाँ गैसीय मोलों की संख्या कम होती है।
दी गई अभिक्रिया के लिए: $2A_{(g)} + 3B_{(g)} \rightleftharpoons 3C_{(g)} + 2D_{(g)}$
गैसीय अभिकारकों के कुल मोल = $2 + 3 = 5$
गैसीय उत्पादों के कुल मोल = $3 + 2 = 5$
चूंकि गैसीय अभिकारकों और उत्पादों के मोलों की संख्या समान है $(\Delta n_g = 0)$,इसलिए दाब में परिवर्तन का साम्यावस्था पर कोई प्रभाव नहीं पड़ेगा।

(B) दी गई अभिक्रिया $2NO_{2(g)} \rightleftharpoons N_2O_{4(g)} + 21.9 \ kcal$ है।
चूंकि उत्पाद की ओर ऊष्मा मुक्त हो रही है,इसलिए यह अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी $(\Delta H < 0)$ है।
ला-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया के लिए,तापमान में वृद्धि करने पर साम्यावस्था पीछे की दिशा में विस्थापित हो जाती है ताकि अतिरिक्त ऊष्मा का अवशोषण हो सके।
इसलिए,पश्च अभिक्रिया को बढ़ावा मिलता है,जिसका अर्थ है कि $N_2O_4$ का $NO_2$ में अपघटन होगा।
अतः,तापमान में वृद्धि $N_2O_4$ के अपघटन को बढ़ावा देती है।

(B) ली शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,गैसीय अभिक्रिया के लिए,दबाव में कमी उस दिशा का पक्ष लेती है जिसमें गैसीय उत्पादों के मोलों की संख्या गैसीय अभिकारकों के मोलों की संख्या से अधिक होती है (अर्थात,$\Delta n_g > 0$)।
प्रत्येक अभिक्रिया के लिए मोलों की संख्या में परिवर्तन $(\Delta n_g)$ का विश्लेषण करते हैं:
$(A)$ $H_2(g) + I_2(g) \rightleftharpoons 2HI(g) \implies \Delta n_g = 2 - (1 + 1) = 0$
$(B)$ $PCl_5(g) \rightleftharpoons PCl_3(g) + Cl_2(g) \implies \Delta n_g = (1 + 1) - 1 = +1$
$(C)$ $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g) \implies \Delta n_g = 2 - (1 + 3) = -2$
$(D)$ $N_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2NO(g) \implies \Delta n_g = 2 - (1 + 1) = 0$
चूंकि अभिक्रिया $(B)$ में $\Delta n_g > 0$ है,इसलिए यह कम दबाव द्वारा अनुकूलित होती है।

(B) दी गई अभिक्रिया $2SO_{2(g)} + O_{2(g)} \rightleftharpoons 2SO_{3(g)} + q$ है।
यहाँ,$q$ मुक्त ऊष्मा को दर्शाता है,जिसका अर्थ है कि अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी $(\Delta H < 0)$ है।
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,एक ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया के लिए,कम तापमान अग्र अभिक्रिया का पक्ष लेता है।
दबाव के संबंध में,गैसीय उत्पादों के मोल की संख्या $2$ है,जबकि गैसीय अभिकारकों के मोल की संख्या $2 + 1 = 3$ है।
चूंकि अग्र दिशा में मोल की संख्या घटती है $(3 \rightarrow 2)$,इसलिए उच्च दबाव अग्र अभिक्रिया का पक्ष लेता है।
अतः,कम तापमान और उच्च दबाव $SO_3$ के निर्माण के लिए अनुकूल हैं।

(A) ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,गैसीय अभिक्रिया के लिए,दाब बढ़ाने पर साम्यावस्था उस दिशा में विस्थापित होती है जहाँ गैसीय अणुओं की संख्या कम होती है।
यदि गैसीय अभिकारकों के मोलों की संख्या गैसीय उत्पादों के मोलों की संख्या के बराबर है (अर्थात,$\Delta n_g = 0$),तो दाब परिवर्तन का साम्यावस्था पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।
अभिक्रिया $(A)$ में: $N_{2(g)} + O_{2(g)} \rightleftharpoons 2NO_{(g)}$,गैसीय अभिकारकों के मोलों की संख्या $1 + 1 = 2$ है और गैसीय उत्पादों के मोलों की संख्या $2$ है। अतः,$\Delta n_g = 2 - 2 = 0$.
इसलिए,दाब बढ़ाने पर साम्यावस्था विस्थापित नहीं होगी और उत्पादों की मात्रा नहीं बढ़ेगी।

(C) $Le \ Chatelier$ के सिद्धांत के अनुसार,जब साम्यावस्था पर स्थित निकाय पर दाब बढ़ाया जाता है,तो निकाय उस दिशा में विस्थापित होता है जहाँ आयतन कम हो जाता है।
चूंकि पानी का घनत्व बर्फ से अधिक होता है,इसलिए बर्फ का पिघलना $(Ice \rightarrow Water)$ आयतन में कमी के साथ होता है।
अतः,दाब बढ़ाने पर अग्र अभिक्रिया को बढ़ावा मिलता है,जिससे अधिक पानी बनता है।

(B) $1$. दी गई अभिक्रिया $N_{2(g)} + 3H_{2(g)} \rightleftharpoons 2NH_{3(g)} + 21.9 \ kcal$ है।
$2$. चूँकि अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी $(\Delta H < 0)$ है,ली शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,कम तापमान अग्र अभिक्रिया का समर्थन करता है।
$3$. गैसीय उत्पादों के मोलों की संख्या $(2)$ गैसीय अभिकारकों के मोलों की संख्या $(1+3=4)$ से कम है। इसलिए,उच्च दबाव अग्र अभिक्रिया का समर्थन करता है (कम मोलों की ओर विस्थापन)।
$4$. साम्यावस्था तक तेजी से पहुँचने के लिए अभिक्रिया की दर बढ़ाने हेतु उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है।
अतः,अनुकूल स्थितियाँ कम तापमान,उच्च दबाव और उत्प्रेरक की उपस्थिति हैं।

(D) ला-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,यदि पात्र का आयतन बढ़ाया जाता है (दोगुना किया जाता है),तो दाब कम हो जाता है। साम्य उस दिशा में विस्थापित होगा जहाँ गैस के मोलों की संख्या बढ़ती है ताकि इस परिवर्तन का प्रभाव कम हो सके।
अभिक्रिया के दाईं ओर (अग्र दिशा में) विस्थापित होने के लिए,गैसीय उत्पादों के मोलों की संख्या गैसीय अभिकारकों के मोलों की संख्या से अधिक होनी चाहिए $(\Delta n_g > 0)$।
विकल्पों की जाँच करने पर:
$A$: $\Delta n_g = 2 - (2 + 1) = -1$
$B$: $\Delta n_g = 2 - (1 + 1) = 0$
$C$: $\Delta n_g = 2 - (1 + 3) = -2$
$D$: $\Delta n_g = (1 + 1) - 1 = +1$
चूंकि केवल विकल्प $D$ के लिए $\Delta n_g > 0$ है,इसलिए साम्य दाईं ओर विस्थापित होगा।

(B) दी गई अभिक्रिया है: ${N_2}_{(g)} + {O_2}_{(g)} \rightleftharpoons 2NO - \text{heat}$.
इसे इस प्रकार लिखा जा सकता है: ${N_2}_{(g)} + {O_2}_{(g)} + \text{heat} \rightleftharpoons 2NO$.
चूंकि अभिक्रिया में ऊष्मा का अवशोषण होता है,यह एक ऊष्माशोषी अभिक्रिया $(\Delta H > 0)$ है।
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,एक ऊष्माशोषी अभिक्रिया के लिए,तापमान में वृद्धि साम्यावस्था को अग्र दिशा में स्थानांतरित करती है ताकि अतिरिक्त ऊष्मा को अवशोषित किया जा सके।
इसलिए,उच्च तापमान $NO$ के उत्पादन के पक्ष में होता है।

(A) ला-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,यदि साम्यावस्था पर किसी तंत्र में उत्पाद $(trans-2-pentene)$ की सांद्रता बढ़ाई जाती है,तो तंत्र उस दिशा में स्थानांतरित होगा जो परिवर्तन के प्रभाव को कम करने के लिए मिलाए गए पदार्थ का उपभोग करे।
अतः,साम्यावस्था पश्च दिशा में (अभिकारकों की ओर) स्थानांतरित होगी जिससे अधिक $cis-2-pentene$ उत्पन्न होगा।

(C) आणविक हाइड्रोजन का वियोजन समीकरण $H_{2(g)} \rightleftharpoons 2H_{(g)}$ द्वारा दर्शाया जाता है।
यह अभिक्रिया ऊष्माशोषी $(\Delta H > 0)$ है क्योंकि $H-H$ बंध को तोड़ने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
ली शैटेलियर के सिद्धांत के अनुसार,एक ऊष्माशोषी अभिक्रिया के लिए,तापमान में वृद्धि अग्र अभिक्रिया का पक्ष लेती है।
दबाव के संबंध में,गैस के मोलों की संख्या अभिकारक पक्ष पर $1$ मोल से बढ़कर उत्पाद पक्ष पर $2$ मोल हो जाती है।
ली शैटेलियर के सिद्धांत के अनुसार,दबाव में कमी गैस के अधिक मोलों वाली दिशा का पक्ष लेती है,जो कि उत्पाद पक्ष है।
इसलिए,उच्च तापमान और कम दबाव आणविक हाइड्रोजन के वियोजन के लिए अनुकूल होते हैं।

(B) दी गई अभिक्रिया $2X_{(g)} + Y_{(g)} \rightleftharpoons 2Z_{(g)} + 80 \ kcal$ है।
चूंकि अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी $(\Delta H < 0)$ है,ली शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,कम तापमान साम्यावस्था को अग्र दिशा में स्थानांतरित करेगा ताकि अधिक $Z$ उत्पन्न हो सके।
दबाव के लिए,गैसीय अभिकारकों के मोल की संख्या $2 + 1 = 3$ है,और गैसीय उत्पादों के मोल की संख्या $2$ है।
चूंकि अग्र दिशा में मोल की संख्या कम हो रही है,इसलिए दबाव बढ़ाने से साम्यावस्था अग्र दिशा में स्थानांतरित होगी और अधिक $Z$ उत्पन्न होगा।
अतः,उच्च दबाव और कम तापमान आदर्श स्थितियाँ हैं।
दिए गए विकल्पों की तुलना करने पर,$1000 \ atm$ (उच्च दबाव) और $100 \ ^\circ C$ (विकल्पों में सबसे कम तापमान) अधिकतम $Z$ उत्पन्न करेंगे।

(C) $K_p$ और $K_c$ के बीच का संबंध $K_p = K_c(RT)^{\Delta n_g}$ समीकरण द्वारा दिया जाता है।
दिया गया है कि $K_p > K_c$,जिसका अर्थ है कि $(RT)^{\Delta n_g} > 1$ है।
चूंकि $T > 15 \ K$ और $R$ एक धनात्मक स्थिरांक है,यह स्थिति तब संतुष्ट होती है जब $\Delta n_g > 0$ हो।
$\Delta n_g$ गैसीय उत्पादों और अभिकारकों के मोलों की संख्या में परिवर्तन है,जिसे $\Delta n_g = n_p - n_r$ के रूप में परिभाषित किया गया है।
जब $\Delta n_g > 0$ होता है,तो गैसीय उत्पादों के मोलों की संख्या गैसीय अभिकारकों के मोलों की संख्या से अधिक होती है।
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,$\Delta n_g > 0$ वाली अभिक्रिया के लिए,दाब कम करने से अग्र अभिक्रिया अनुकूलित होती है (उस दिशा में जहाँ गैस के मोल अधिक होते हैं)।
इसलिए,अग्र अभिक्रिया निम्न दाब द्वारा अनुकूलित होती है।

(C) ली शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,दबाव बढ़ाने पर साम्यावस्था उस दिशा में स्थानांतरित होती है जहाँ गैसीय मोलों की संख्या कम होती है।
दी गई अभिक्रिया के लिए: $C_{(s)} + H_2O_{(g)} \rightleftharpoons CO_{(g)} + H_{2(g)}$.
अभिकारक पक्ष में गैसीय मोलों की संख्या = $1$ $(H_2O)$.
उत्पाद पक्ष में गैसीय मोलों की संख्या = $1 + 1 = 2$ ($CO$ और $H_2$).
चूंकि उत्पाद पक्ष में गैसीय मोलों की संख्या अधिक है,इसलिए दबाव बढ़ाने पर साम्यावस्था कम गैसीय मोलों वाले पक्ष यानी अभिकारक पक्ष (पश्च दिशा) की ओर स्थानांतरित हो जाएगी।

(B) दी गई अभिक्रिया $SO_2(g) + Cl_2(g) \rightleftharpoons SO_2Cl_2(g) + \text{Heat}$ है।
ला-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,$SO_2$ (अभिकारक) मिलाने पर साम्य अग्र दिशा में विस्थापित होगा ताकि मिलाया गया $SO_2$ उपभोग हो सके।
चूंकि अग्र अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी है,यह निकाय में ऊष्मा मुक्त करती है।
इसलिए,निकाय का तापमान बढ़ जाएगा।

(C) ली शैटेलियर के सिद्धांत के अनुसार:
$1$. ऊष्माशोषी अभिक्रिया $(\Delta H > 0)$ के लिए,उच्च तापमान अग्र अभिक्रिया का पक्ष लेता है (उच्च उत्पाद).
$2$. उस अभिक्रिया के लिए जहाँ गैसीय उत्पादों के मोलों की संख्या गैसीय अभिकारकों के मोलों की संख्या से कम हो $(\Delta n_g < 0)$,उच्च दबाव अग्र अभिक्रिया का पक्ष लेता है।
विकल्पों का विश्लेषण:
- विकल्प $A$: ऊष्माशोषी $(\Delta H > 0)$,$\Delta n_g = +3$. उच्च तापमान मदद करता है,लेकिन उच्च दबाव नहीं।
- विकल्प $B$: ऊष्माक्षेपी $(\Delta H < 0)$,$\Delta n_g = -2$. उच्च दबाव मदद करता है,लेकिन उच्च तापमान नहीं।
- विकल्प $C$: ऊष्माशोषी $(\Delta H > 0)$,$\Delta n_g = -1$. उच्च तापमान और उच्च दबाव दोनों मदद करते हैं।
- विकल्प $D$: ऊष्माक्षेपी $(\Delta H < 0)$,$\Delta n_g = +7$. न तो उच्च तापमान और न ही उच्च दबाव मदद करता है।
अतः,विकल्प $C$ सही उत्तर है।

(C) $1$. ली शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,दूसरी साम्यावस्था $COCl_{2(g)} \rightleftharpoons CO_{(g)} + Cl_{2(g)}$ में $CO$ मिलाने पर साम्यावस्था बाईं ओर स्थानांतरित हो जाएगी ताकि मिलाए गए $CO$ की खपत हो सके।
$2$. इस बदलाव के कारण $Cl_2$ की सांद्रता कम हो जाती है।
$3$. अब,पहली साम्यावस्था $PCl_{5(g)} \rightleftharpoons PCl_{3(g)} + Cl_{2(g)}$ पर विचार करें। चूंकि $Cl_2$ की सांद्रता कम हो गई है,इसलिए साम्यावस्था को बनाए रखने के लिए प्रणाली दाईं ओर स्थानांतरित होगी ताकि अधिक $Cl_2$ उत्पन्न हो सके।
$4$. जैसे ही पहली साम्यावस्था दाईं ओर स्थानांतरित होती है,$PCl_5$ का वियोजन होकर अधिक $PCl_3$ और $Cl_2$ बनता है।
$5$. परिणामस्वरूप,$PCl_5$ की सांद्रता घट जाती है।

(B) $1$. ली शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,चूंकि अभिक्रिया ऊष्माशोषी $(\Delta H = +69 \ kcal)$ है,इसलिए तापमान में वृद्धि साम्यावस्था को अग्र दिशा में स्थानांतरित कर देगी।
$2$. अभिकारक पक्ष पर गैस के मोलों की संख्या $3$ है,और उत्पाद पक्ष पर $2$ है। सिद्धांत के अनुसार,दबाव में वृद्धि साम्यावस्था को कम मोलों वाली दिशा यानी अग्र दिशा में स्थानांतरित कर देगी।
$3$. अतः,यह अभिक्रिया उच्च तापमान और उच्च दबाव द्वारा अनुकूलित होती है।

(A) बर्फ का पिघलना संतुलन $H_2O(s) \rightleftharpoons H_2O(l)$ द्वारा दर्शाया जाता है।
ली शैटेलियर के सिद्धांत के अनुसार,चूंकि तरल पानी का घनत्व बर्फ से अधिक होता है,इसलिए दबाव बढ़ाने से अधिक घनत्व वाले चरण (तरल पानी) का निर्माण अनुकूल होता है।
इसके अतिरिक्त,पिघलना एक ऊष्माशोषी प्रक्रिया है,इसलिए तापमान बढ़ाने से अग्र अभिक्रिया को बढ़ावा मिलता है।
अतः,उच्च तापमान और उच्च दबाव बर्फ के पिघलने के लिए अनुकूल हैं।

(B) ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,जब स्थिर दाब पर किसी निकाय में अक्रिय गैस मिलाई जाती है,तो दाब बनाए रखने के लिए निकाय का आयतन बढ़ जाता है।
इसके परिणामस्वरूप अभिक्रिया करने वाली प्रजातियों के आंशिक दाब में कमी आती है।
एक अपघटन अभिक्रिया के लिए (जैसे,$A_{(g)} \rightleftharpoons B_{(g)} + C_{(g)}$),गैसीय उत्पादों के मोलों की कुल संख्या गैसीय अभिकारकों के मोलों की संख्या से अधिक होती है $(\Delta n_g > 0)$।
आयतन बढ़ाने से साम्यावस्था अधिक मोलों वाली दिशा में,यानी उत्पाद की ओर स्थानांतरित हो जाती है।
इसलिए,अधिक उत्पाद उत्पन्न होंगे।

(C) अभिक्रिया $N_{2(g)} + 3H_{2(g)} \longleftrightarrow 2NH_{3(g)}$ ऊष्माक्षेपी $(\Delta H < 0)$ है और इसमें गैसीय प्रजातियों के मोलों की संख्या में कमी होती है ($4$ मोल से $2$ मोल)।
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,उच्च दाब अग्र अभिक्रिया का पक्ष लेता है।
हालाँकि कम तापमान ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया के लिए अग्र दिशा में संतुलन का पक्ष लेता है,लेकिन इस अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा $(E_a)$ उच्च है।
इसलिए,सतत प्रवाह प्रक्रिया में,$NH_3$ का कुशलतापूर्वक उत्पादन करने के लिए अभिक्रिया की दर को बनाए रखने हेतु बढ़े हुए इष्टतम तापमान की आवश्यकता होती है।

(C) ली शैटेलियर के सिद्धांत के अनुसार,तापमान में वृद्धि अभिक्रिया की ऊष्माशोषी दिशा का पक्ष लेती है।
अभिक्रिया $(a)$ वाटर-गैस शिफ्ट अभिक्रिया है,जो ऊष्माक्षेपी $(\Delta H < 0)$ है।
अभिक्रिया $(b)$ संपर्क प्रक्रिया (contact process) का चरण है,जो ऊष्माक्षेपी $(\Delta H < 0)$ है।
अभिक्रिया $(c)$ जल का तापीय अपघटन दर्शाती है,जो अत्यधिक ऊष्माशोषी $(\Delta H > 0)$ है।
अभिक्रिया $(d)$ डैकन प्रक्रिया है,जो ऊष्माक्षेपी $(\Delta H < 0)$ है।
अतः,तापमान बढ़ाने पर केवल अभिक्रिया $(c)$ ही दाईं ओर स्थानांतरित होगी।

(A) उत्प्रेरक कम सक्रियण ऊर्जा $(E_a)$ के साथ एक वैकल्पिक अभिक्रिया पथ प्रदान करता है।
यह अग्र और पश्च दोनों अभिक्रियाओं को समान सीमा तक गति प्रदान करता है।
चूंकि दोनों अभिक्रियाओं की दर समान रूप से बढ़ती है,इसलिए साम्य स्थिति अपरिवर्तित रहती है और साम्य स्थिरांक $(K_{eq})$ परिवर्तित नहीं होता है।

(A) दी गई अभिक्रिया $A_{2(g)} + B_{2(g)} \rightleftharpoons X_{2(g)}$ है।
$1$. एन्थैल्पी परिवर्तन $\Delta_{r} H = -X \ kJ$ यह दर्शाता है कि अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी $(\Delta H < 0)$ है। ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया के लिए कम तापमान उत्पाद के निर्माण के पक्ष में होता है।
$2$. गैसीय मोलों में परिवर्तन $\Delta n_{g} = 1 - (1 + 1) = -1$ है। चूंकि $\Delta n_{g} < 0$ है,इसलिए दबाव बढ़ाने पर साम्यावस्था कम मोलों वाली दिशा यानी उत्पाद की ओर स्थानांतरित हो जाएगी।
अतः,कम तापमान और उच्च दबाव उत्पाद के अधिकतम निर्माण के पक्ष में होते हैं।

(N/A) अमोनिया को हैबर प्रक्रम का उपयोग करके तैयार किया जाता है। अभिक्रिया इस प्रकार है: $N_{2}(g) + 3H_{2}(g) \rightleftharpoons 2NH_{3}(g); \Delta H = -92.4 \, kJ \, mol^{-1}$.
अमोनिया की प्राप्ति को निम्नलिखित शर्तों के तहत अधिकतम किया जा सकता है:
$(i)$ उच्च दाब: $\sim 200 \, atm$ का दाब उपयोग किया जाता है,जो साम्यावस्था को उत्पाद की ओर स्थानांतरित करता है क्योंकि मोलों की संख्या में कमी होती है।
$(ii)$ अनुकूलतम तापमान: $\sim 700 \, K$ तापमान का उपयोग किया जाता है। यद्यपि अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी है,यह तापमान अभिक्रिया की दर को उचित बनाए रखने के लिए एक समझौता है।
$(iii)$ उत्प्रेरक: $K_{2}O$ और $Al_{2}O_{3}$ की अल्प मात्रा के साथ मिश्रित आयरन ऑक्साइड जैसे उत्प्रेरक का उपयोग साम्यावस्था प्राप्त करने की दर को बढ़ाने के लिए किया जाता है।

(N/A) ला शातेलिए का सिद्धांत यह बताता है कि यदि साम्यावस्था पर स्थित किसी निकाय में सांद्रता,तापमान या दबाव में परिवर्तन किया जाता है,तो निकाय उस परिवर्तन के प्रभाव को कम करने के लिए खुद को इस प्रकार समायोजित करता है कि एक नई साम्यावस्था स्थापित हो सके।

(N/A) ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,दाब कम करने पर (आयतन बढ़ाकर) साम्यावस्था उस दिशा में विस्थापित होती है जहाँ गैसीय प्रजातियों के मोलों की संख्या अधिक होती है।
$(a)$ $PCl_{5(g)} \longleftrightarrow PCl_{3(g)} + Cl_{2(g)}$: अभिकारक पक्ष में $1$ मोल गैस और उत्पाद पक्ष में $2$ मोल गैस है। उत्पाद पक्ष में अधिक मोल होने के कारण,साम्यावस्था अग्र दिशा में विस्थापित होती है और उत्पादों के मोलों की संख्या बढ़ती है।
$(b)$ $CaO_{(s)} + CO_{2(g)} \longleftrightarrow CaCO_{3(s)}$: अभिकारक पक्ष में $1$ मोल गैस और उत्पाद पक्ष में $0$ मोल गैस है। अभिकारक पक्ष में अधिक मोल होने के कारण,साम्यावस्था पश्च दिशा में विस्थापित होती है और उत्पादों के मोलों की संख्या घटती है।
$(c)$ $3Fe_{(s)} + 4H_2O_{(g)} \longleftrightarrow Fe_3O_{4(s)} + 4H_{2(g)}$: अभिकारक पक्ष में $4$ मोल गैस और उत्पाद पक्ष में $4$ मोल गैस है। दोनों पक्षों में गैस के मोल समान होने के कारण,साम्यावस्था की स्थिति अपरिवर्तित रहती है और उत्पादों के मोलों की संख्या समान रहती है।

(A) ली शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,दाब बढ़ाने पर साम्यावस्था उस दिशा में विस्थापित होती है जहाँ गैसीय मोलों की संख्या कम होती है।
$(i)$ $\Delta n_g = 1$. दाब बढ़ाने पर पश्च दिशा में जाएगी।
$(ii)$ $\Delta n_g = 0$. कोई प्रभाव नहीं पड़ेगा।
$(iii)$ $\Delta n_g = 1$. दाब बढ़ाने पर पश्च दिशा में जाएगी।
$(iv)$ $\Delta n_g = -2$. दाब बढ़ाने पर अग्र दिशा में जाएगी।
$(v)$ $\Delta n_g = 1$. दाब बढ़ाने पर पश्च दिशा में जाएगी।
$(vi)$ $\Delta n_g = 1$. दाब बढ़ाने पर पश्च दिशा में जाएगी।

(N/A) ला-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,$H_2$ मिलाने पर,अभिकारकों की सांद्रता बढ़ जाती है,इसलिए साम्यावस्था अग्र दिशा में स्थानांतरित हो जाएगी ताकि अतिरिक्त $H_2$ का उपभोग हो सके।
$(b)$ $CH_3OH$ मिलाने पर,उत्पाद की सांद्रता बढ़ जाती है,इसलिए इस वृद्धि का विरोध करने के लिए साम्यावस्था पश्च दिशा में स्थानांतरित हो जाएगी।
$(c)$ $CO$ को हटाने पर,अभिकारक की सांद्रता कम हो जाती है,इसलिए अधिक $CO$ उत्पन्न करने के लिए साम्यावस्था पश्च दिशा में स्थानांतरित हो जाएगी।
$(d)$ $CH_3OH$ को हटाने पर,उत्पाद की सांद्रता कम हो जाती है,इसलिए अधिक $CH_3OH$ उत्पन्न करने के लिए साम्यावस्था अग्र दिशा में स्थानांतरित हो जाएगी।

(A) जल में $CO_2$ का घुलना एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,जिसे इस साम्यावस्था द्वारा दर्शाया जाता है: $CO_2(g) + H_2O(l) \rightleftharpoons H_2CO_3(aq) + \text{heat}$.
ला-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया का तापमान बढ़ाने पर साम्यावस्था पीछे की दिशा में विस्थापित हो जाती है ताकि अतिरिक्त ऊष्मा अवशोषित हो सके।
इसलिए,$CO_2$ के संतृप्त विलयन को गर्म करने पर साम्यावस्था बाईं ओर विस्थापित हो जाती है,जिसके परिणामस्वरूप विलयन से $CO_2$ गैस बाहर निकलती है।

(B) अमोनिया $(NH_3)$ के औद्योगिक उत्पादन के लिए हैबर प्रक्रम एक ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया है जिसे इस प्रकार दर्शाया जाता है: $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$; $\Delta H = -92.4 \ kJ \ mol^{-1}$.
ली शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,कम तापमान अमोनिया के निर्माण के लिए अनुकूल होता है,लेकिन बहुत कम तापमान अभिक्रिया की दर को अत्यंत धीमा कर देता है।
इसलिए,अभिक्रिया की दर और अमोनिया की प्राप्ति के बीच संतुलन बनाए रखने के लिए लगभग $700 \ K$ का इष्टतम तापमान बनाए रखा जाता है।

(A) अमोनिया $(NH_3)$ का औद्योगिक उत्पादन हैबर प्रक्रम द्वारा निम्नलिखित अभिक्रिया के अनुसार किया जाता है: $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$; $\Delta H = -92.4 \ kJ \ mol^{-1}$.
ली-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,चूंकि अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी है और इसमें मोलों की संख्या में कमी होती है,इसलिए उच्च दाब और कम तापमान अमोनिया के निर्माण के लिए अनुकूल होते हैं।
हालाँकि,बहुत कम तापमान पर अभिक्रिया की दर बहुत धीमी होती है।
इसलिए,उत्पाद और अभिक्रिया की दर के बीच संतुलन बनाए रखने के लिए लगभग $700 \ K$ तापमान और $200 \ atm$ दाब बनाए रखा जाता है।

(N/A) रासायनिक संश्लेषण के मुख्य लक्ष्यों में $(i)$ उत्पादों को अधिकतम करना और $(ii)$ ऊर्जा के व्यय को कम करना शामिल है।
इसका अर्थ है हल्के तापमान और दबाव की स्थिति में उत्पादों की अधिकतम उपज प्राप्त करना। यदि ऐसा नहीं होता है,तो प्रयोगात्मक स्थितियों को समायोजित करने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए,$N_2$ और $H_2$ से अमोनिया के संश्लेषण के लिए हैबर प्रक्रिया में,प्रयोगात्मक स्थितियों का चयन आर्थिक रूप से बहुत महत्वपूर्ण है।
साम्यावस्था स्थिरांक,$K_c$,प्रारंभिक सांद्रता से स्वतंत्र होता है। लेकिन यदि साम्यावस्था पर मौजूद किसी प्रणाली में एक या अधिक अभिक्रियाशील पदार्थों की सांद्रता में परिवर्तन किया जाता है,तो प्रणाली साम्यावस्था में नहीं रहती है; और प्रणाली के पुनः साम्यावस्था में आने तक एक दिशा में शुद्ध अभिक्रिया होती है।
प्रणाली के तापमान या दबाव में परिवर्तन भी साम्यावस्था को बदल सकता है।
यह तय करने के लिए कि अभिक्रिया किस दिशा में आगे बढ़ेगी और साम्यावस्था पर स्थितियों में परिवर्तन के प्रभाव के बारे में गुणात्मक भविष्यवाणी करने के लिए ली शातेलिए के सिद्धांत का उपयोग किया जाता है।
ली शातेलिए का सिद्धांत: "किसी प्रणाली की साम्यावस्था स्थितियों को निर्धारित करने वाले किसी भी कारक में परिवर्तन करने पर प्रणाली में इस तरह का परिवर्तन होता है कि वह उस परिवर्तन के प्रभाव को कम कर दे या उसका विरोध करे।" यह सभी भौतिक और रासायनिक साम्यावस्थाओं पर लागू होता है।

(N/A) रासायनिक संश्लेषण के मुख्य लक्ष्य $(i)$ उत्पादों की उपज को अधिकतम करना और $(ii)$ ऊर्जा के व्यय को कम करना है।
इसका तात्पर्य हल्के तापमान और दबाव की स्थिति में अधिकतम उपज प्राप्त करना है। यदि ऐसा नहीं होता है,तो प्रयोगात्मक स्थितियों को समायोजित करने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए,$N_2$ और $H_2$ से अमोनिया के संश्लेषण के लिए हैबर प्रक्रिया में,प्रयोगात्मक स्थितियों का चयन आर्थिक रूप से बहुत महत्वपूर्ण है।
साम्यावस्था स्थिरांक,$K_c$ प्रारंभिक सांद्रता से स्वतंत्र होता है। लेकिन यदि साम्यावस्था पर मौजूद किसी प्रणाली में एक या अधिक प्रतिक्रियाशील पदार्थों की सांद्रता में परिवर्तन किया जाता है,तो प्रणाली अब साम्यावस्था में नहीं रहती है; और प्रणाली के वापस साम्यावस्था में आने तक एक निश्चित दिशा में शुद्ध प्रतिक्रिया होती है।
प्रणाली के तापमान या दबाव में परिवर्तन भी साम्यावस्था को बदल सकता है।
साम्यावस्था पर स्थितियों में परिवर्तन के प्रभाव के बारे में गुणात्मक भविष्यवाणी करने के लिए $Le \ Chatelier$ के सिद्धांत का उपयोग किया जाता है।
$Le \ Chatelier$ का सिद्धांत: "किसी प्रणाली की साम्यावस्था स्थितियों को निर्धारित करने वाले किसी भी कारक में परिवर्तन करने से प्रणाली में इस तरह से परिवर्तन होगा कि वह परिवर्तन के प्रभाव को कम कर सके या उसका विरोध कर सके।" यह सभी भौतिक और रासायनिक साम्यावस्थाओं पर लागू होता है।

(N/A) ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,जब साम्यावस्था पर किसी अभिक्रिया में किसी अभिकारक या उत्पाद की सांद्रता बदल दी जाती है,तो साम्य मिश्रण का संघटन इस प्रकार बदल जाता है कि सांद्रता परिवर्तन का प्रभाव कम हो सके।
$(i)$ यदि किसी अभिकारक की सांद्रता बढ़ाई जाती है,तो साम्य अग्र दिशा में स्थानांतरित हो जाता है ताकि जोड़े गए अभिकारक का उपभोग हो सके।
$(ii)$ यदि किसी उत्पाद की सांद्रता बढ़ाई जाती है,तो साम्य पश्च दिशा में स्थानांतरित हो जाता है ताकि जोड़े गए उत्पाद का उपभोग हो सके।
उदाहरण: स्थिर तापमान पर $HI$ के संश्लेषण की अभिक्रिया पर विचार करें:
$H_{2(g)} + I_{2(g)} \rightleftharpoons 2HI_{(g)}$
यदि साम्यावस्था पर अभिक्रिया मिश्रण में $H_{2(g)}$ मिलाया जाता है,तो साम्य विचलित हो जाता है। साम्यावस्था को पुनः प्राप्त करने के लिए,अभिक्रिया अग्र दिशा में आगे बढ़ती है,जिससे $H_{2}$ और $I_{2}$ का उपभोग होता है और अधिक $HI$ बनता है। परिणामस्वरूप,$HI$ की सांद्रता बढ़ जाती है और $I_{2}$ की सांद्रता तब तक कम हो जाती है जब तक कि नई साम्यावस्था प्राप्त न हो जाए।

(B) साम्यावस्था अभिक्रिया है: $Fe^{3+}_{(aq)} + SCN^{-}_{(aq)} \rightleftharpoons [Fe(SCN)]^{2+}_{(aq)}$.
$KSCN$ मिलाने से $SCN^{-}$ आयनों की सांद्रता बढ़ जाती है।
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,साम्यावस्था उस दिशा में स्थानांतरित होती है जो मिलाए गए अभिकारक का उपभोग करती है,जो कि अग्र दिशा (दाईं ओर) है।
इसके परिणामस्वरूप रक्त-लाल संकुल $[Fe(SCN)]^{2+}$ की सांद्रता में वृद्धि होती है,जिससे लाल रंग की तीव्रता बढ़ जाती है।

(C) ली शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,किसी भी अभिकारक ($Fe^{3+}$ या $SCN^{-}$) की सांद्रता में वृद्धि करने से साम्यावस्था अग्र दिशा में स्थानांतरित हो जाएगी ताकि मिलाए गए पदार्थ की खपत हो सके,जिससे $[Fe(SCN)]^{2+}$ की सांद्रता और गहरे लाल रंग की तीव्रता बढ़ जाएगी।
इसके विपरीत,$HgCl_2$ जैसे अभिकर्मक मिलाने से जो $SCN^{-}$ के साथ अभिक्रिया करते हैं,उसकी सांद्रता कम हो जाएगी,जिससे साम्यावस्था बाईं ओर स्थानांतरित हो जाएगी।
अतः,कथन $(A)$ और $(B)$ दोनों सही हैं।

(N/A) साम्य पर दबाव परिवर्तन का प्रभाव केवल गैसीय घटकों वाली अभिक्रियाओं में ही देखा जाता है।
$1$. यदि गैसीय उत्पादों और अभिकारकों के मोलों की कुल संख्या समान है,तो दबाव परिवर्तन का साम्य पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।
$2$. यदि गैसीय उत्पादों और अभिकारकों के मोलों की संख्या अलग-अलग है,तो दबाव में परिवर्तन साम्य को एक नई स्थिति में स्थानांतरित कर देता है।
$3$. ली-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,यदि दबाव बढ़ाया जाता है (आयतन घटाया जाता है),तो साम्य उस दिशा में स्थानांतरित हो जाता है जहाँ गैस के मोल कम होते हैं,ताकि दबाव में वृद्धि के प्रभाव को निष्प्रभावी किया जा सके।
उदाहरण: $CO_{(g)} + 3H_{2(g)} \rightleftharpoons CH_{4(g)} + H_{2}O_{(g)}$
इस अभिक्रिया में,अभिकारक पक्ष में $1 + 3 = 4$ मोल गैस है,जबकि उत्पाद पक्ष में $1 + 1 = 2$ मोल गैस है।
यदि दबाव बढ़ाया जाता है,तो साम्य कम मोल वाली दिशा यानी अग्र दिशा में स्थानांतरित हो जाता है।
अभिक्रिया भागफल $Q_c$ का उपयोग करते हुए:
$Q_c = \frac{[CH_{4}][H_{2}O]}{[CO][H_{2}]^3}$
यदि आयतन आधा कर दिया जाए,तो प्रत्येक घटक की सांद्रता दोगुनी हो जाती है। नया $Q_c$,$K_c$ से छोटा हो जाता है $(Q_c < K_c)$,जिसके कारण अभिक्रिया अग्र दिशा में तब तक आगे बढ़ती है जब तक कि नया साम्य स्थापित न हो जाए।