रासायनिक किनेटिक्स अभ्यास 04

प्रश्न:

318K पर गैस अवस्था में N2O5 [2N2O5→4NO2+O2] के विघटन के लिए प्रयोगात्मक आंकड़े नीचे दिए गए हैं: t/s 0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 102×[N2O5]/molL-1 1.63 1.36 1.14 0.93 0.78 0.64 0.53 0.43 0.35 (i) [N2O5] के खिलाफ t का चित्र बनाएं। (ii) प्रतिक्रिया के लिए आधी जीवनकाल अवधि ढूंढें। (iii) log[N2O5] और t के बीच एक ग्राफ बनाएं। (iv) वृद्धि नियम क्या है? (v) वेगानुक्रम का आकलन करें। (vi) k से आधी जीवनकाल अवधि की गणना करें और इसे (ii) के साथ तुलना करें।

उत्तर:

(i) [N2O5] के खिलाफ t का चित्र बनाएं।

(ii) प्रतिक्रिया के लिए आधी जीवनकाल अवधि ढूंढें।

आधी जीवनकाल अवधि = t1/2 = 2400 s

(iii) log[N2O5] और t के बीच एक ग्राफ बनाएं।

(iv) वृद्धि नियम क्या है?

वृद्धि नियम = -d[N2O5]/dt = k[N2O5]

(v) वेगानुक्रम का आकलन करें।

k = -(1/[N2O5])*(d[N2O5]/dt)

k = -(0.35-1.63)/(3200-0)

k = -0.004375 mol L-1 s-1

(vi) k से आधी जीवनकाल अवधि की गणना करें और इसे (ii) के साथ तुलना करें।

आधी जीवनकाल अवधि = ln(2)/k

आधी जीवनकाल अवधि = ln(2)/(-0.004375)

आधी जीवनकाल अवधि = 1580.7 s

गणनीय आधी जीवनकाल अवधि (1580.7 s) मापी गई आधी जीवनकाल अवधि (2400 s) के करीब है।

प्रश्न:

पहले क्रम अभिक्रिया के लिए वेगानुक्रम 60 s-1 है। प्रतिक्रिया-प्रारंभ आपूर्ति को अपने 1/16 वार्ताकार के मान तक कम करने में कितना समय लगेगा?

उत्तर:

चरण 1: पहले क्रम अभिक्रिया के लिए वेगानुक्रम को लिखें।

वेग = -k[A]

चरण 2: दिए गए वेगानुक्रम में वेगानुक्रम को स्थानांतरित करें।

वेग = -60 s-1[A]

चरण 3: प्रथमिक रासायनिक पदार्थ की आपूर्ति को इसके 1/16वां मूल्य तक कम करने में लगने वाला समय कैलकुलेट करें।

समय = ln(1/16)/(-60 s-1)

समय = 8.86 s

प्रश्न:

एक अभिक्रिया एक अभिक्रिया के संबंध में द्वितीय क्रम है। यदि प्रतिक्रियाशीलता की रासायनिक की मात्रा के साथ रासायनिक की कंक्रेट्रेशन द्वितीय के हिसाब से हो: (a) दोगुनी, (b) 1/2 तक कम?

उत्तर:

ए. (a) अभिक्रिया की गति दोगुनी होगी। बी. (b) अभिक्रिया की गति 1/4 कर दी जाएगी।

प्रश्न:

निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं के लिए गति व्यक्तीकरण से, क्रिया के आदेश और रेट संकेतों के आयाम का निर्धारण करें। (i) 2NO(g)→N2O(g); गति=k[NO]2 (ii) H22​O2(aq)+3I-(aq)+2H^+→2H22O(I)+3I; गति=k[H22​O2][I-] (iii) CH3CHO(g)→CH4​(g)+CO(g); गति=k[CH3CHO]3/2 (iv) C2H5Cl(g)→C2H4(g)+HCl(g); गति=k[C2H5Cl]

उत्तर:

(i) अभिक्रिया का क्रम: 2 रेट संकेतों का आयाम: M/s

(ii) अभिक्रिया का क्रम: 2 रेट संकेतों का आयाम: M-1 s-1

(iii) अभिक्रिया का क्रम: 3/2

अनुस्तापनाय का आकार: M-3/2 s-1

(iv) प्रतिक्रिया का क्रम: 1 अनुस्तापनाय का आकार: s-1

प्रश्न:

निम्नलिखित दिए गए अनुस्तापनाय के आधार पर प्रथम क्रम अवसंरचना का आधा जीवनकाल का आकलन करें: (a) 200s-1; (b) 2 min-1; (c) 4year-1

उत्तर:

चरण 1: आधा जीवनकाल की परिभाषा को समझें। किसी प्रतिक्रिया का आधा जीवनकाल होता है जब यानिक द्रव्यमान का आधा हो जाने के लिए समय लगता है।

चरण 2: दिए गए प्रतिस्पर्धी अवसंरचनाओं के लिए आधा जीवनकाल की गणना करें।

(a) 200s-1 के लिए आधा जीवनकाल 0.5 सेकंड है।

(b) 2 min-1 के लिए आधा जीवनकाल 30 सेकंड है।

(c) 4year-1 के लिए आधा जीवनकाल 182.5 दिन है।

प्रश्न:

A और B के बीच एक प्रतिक्रिया में, प्रारंभिक प्रतिक्रिया (r0) की रफ़्तार को निम्नलिखित प्रारंभिक आपूर्ति की वस्तुमानों के रूप में मापा गया था: A/molL-1 0.20 0.20 0.40 B/molL-1 0.30 0.10 0.05 r0​/molL-1s-1 5.07×10-5 5.07×10-5 1.43×10-4 A और B के संबंध में प्रतिक्रिया का क्रम क्या होगा?

उत्तर:

  1. A और B की प्रारंभिक आपूर्ति के प्रति प्रतिक्रिया की दर की गणना करें।
  2. A और B की प्रारंभिक आपूर्ति के प्रति प्रतिक्रिया में परिवर्तन की गणना करें।
  3. प्रारंभिक आपूर्ति के प्रति A और B की राशि का परिवर्तन की गणना करें।
  4. प्रारंभिक आपूर्ति के प्रति प्रतिक्रिया के परिवर्तन का अनुपात A और B की प्रारंभिक आपूर्ति के प्रति का गणना करें।
  5. प्रारंभिक आपूर्तियों के लिए अनुपातों को तुलना करें और A और B के संबंध में प्रतिक्रिया का क्रम निर्धारित करें।

प्रश्न:

H2​O2 के पहले क्रम के विघटन के लिए अनुस्तापनाय का अनुक्रमिक मान इस समीकरण द्वारा दिया गया है: logk=14.34−1.25×104K/T इस प्रतिक्रिया के लिए Ea​ का मान और इससे आधा-कालक कब होगा 256 मिनट में?

उत्तर:

चरण 1: Ea की गणना करें: Ea = -1.25 x 104K/ln(k)

चरण 2: अनुस्तापनाय (k) की गणना करें: k = e^(14.34 - 1.25 x 104K/T)

चरण 3: तापमान (T) की गणना करें: T = 1.25 x 104K/ (14.34 - ln(k))

चरण 4: आधा-कालक (t1/2) की गणना करें: t1/2 = (ln(2))/k

चरण 5: k के समीकरण में t1/2 के मान को स्थानांतरित करें: t1/2 = (ln(2))/e^(14.34 - 1.25 x 104K/T)

चरण 6: T के लिए हल करें: T = 1.25 x 104K/ (14.34 - ln(2/t1/2))

चरण 7: t1/2 के मान (256 मिनट) का प्रतिस्थापन करें: T = 1.25 x 104K/ (14.34 - ln(2/256))

चरण 8: तापमान की गणना करें: T = 897.9 K

प्रश्न:

हाइड्रोकार्बनों के विगटन के लिए अनुस्तापनाय का मान 546 K पर 2.418×10-5s-1 है। यदि सक्रियी उर्जा 179.9 kJ/mol है, तो प्राकाती to पूर्वकीयतों गणक का मान क्या होगा?

उत्तर:

चरण 1: k = Ae(-Ea/RT) की अरेनीस समीकरण की गणना करें।

कृपया चरण 2: सूत्र में दिए गए मानों की अदला-बदली करें ताकि पूर्व-उपयोगानुहारी कारक (ए) की गणना की जा सके।

ए = 2.418 × 10-5 × इ (179.9 × 103/8.314 × 546)

चरण 3: पूर्व-उपयोगानुहारी कारक (ए) का मान गणना करें।

ए = 1.30 × 10^13 सेकंड-1

प्रश्न:

अज़ो-आइसोप्रोपेन को हेक्सेन और नाइट्रोजन में घुलाने के लिए 543K पर निर्धारित डेटा प्राप्त किया गया है।

t(सेकंद) P(Hg मिलीमीटर) 0 35.0 360 54.0 720 63.0 कस्तियों की गति निर्धारित करें।

उत्तर:

  1. प्रति समय संवर्धन की जाने वाली दबाव परिवर्तन की गणना करें:

समय अंतराल 0-360 सेकंड: ΔP = 54.0 - 35.0 = 19.0 मिलीमीटर की ग्राम समय अंतराल 360-720 सेकंड: ΔP = 63.0 - 54.0 = 9.0 मिलीमीटर की ग्राम

  1. कस्तियों का माप निर्धारित करें:

k = ΔP/Δt

पहले समय अंतराल के लिए:

k = 19.0/360 = 0.0527 मिलीमीटर की ग्राम/सेकंड

द्वितीय समय अंतराल के लिए:

k = 9.0/360 = 0.0250 मिलीमीटर की ग्राम/सेकंड

औसत कस्तियों का माप (0.0527 + 0.0250)/2 = 0.0388 मिलीमीटर की ग्राम/सेकंड है।

प्रश्न:

पहले क्रम प्रतिक्रिया के लिए, दिखाएं कि 99% पूर्णता के लिए आवश्यक समय 90% प्रतिक्रिया के पूर्ण होने के लिए दोगुना है।

उत्तर:

चरण 1: पूर्णहोने के लिए 90% प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक समय को ’t’ के रूप में लें।

चरण 2: पहले क्रम प्रतिक्रिया के परिभाषा के अनुसार, प्रतिक्रिया दर (क्रिया-दर) आवश्यक समय के रसायनिक के संबंध में सीधी अनुपातित होती है।

चरण 3: इसलिए, 90% पूर्णता पर प्रतिक्रिया दर (t) 99% पूर्णता पर प्रतिक्रिया दर (2t) का आधा होगा।

चरण 4: क्योंकि प्रतिक्रिया दर समय लगाने के लिए सीधी अनुपातित होती है, इसलिए 99% पूर्णता प्राप्त करने के लिए आवश्यक समय 90% पूर्णता प्राप्त करने के लिए दोगुना होगा। (2t)।

प्रश्न:

298K पर पहले क्रम प्रतिक्रिया के लिए, 10% पूर्णता के लिए आवश्यक समय 308K पर उसी प्रतिक्रिया के 25% पूर्णता के लिए आवश्यक समय के बराबर है। यदि A की मान 4×1010 सेकंड-1 है। 318K पर k और Ea की गणना करें।

उत्तर:

चरण 1: 298K पर प्रतिक्रिया दर (k) की गणना करें। k = A * इ (-Ea/आरटी) k = 4×10^10 सेकंड-1 * इ (-Ea/8.314*298)

चरण 2: 308K पर प्रतिक्रिया दर (k) की गणना करें। k = 4×10^10 सेकंड-1 * इ (-Ea/8.314*308)

चरण 3: 298K और 308K पर कस्तियों के अनुपात की गणना करें। k298/k308 = (4×10^10 सेकंड-1 * इ (-Ea/8.314298)) / (4×10^10 सेकंड-1 * e^(-Ea/8.314308))

चरण 4: 298K पर पहले क्रम प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक समय और 308K पर उसी प्रतिक्रिया के 25% पूर्णता के लिए आवश्यक समय के अनुपात की गणना करें। Time298/Time308 = 0.1/0.25

चरण 5: प्रतिक्रिया की क्रण अनुपातित करें और पूर्ण होने के लिए आवश्यक समय की अनुपात की गणना करें। (4×10^10 सेकंड-1 * इ (-Ea/8.314298)) / (4×10^10 सेकंड-1 * इ (-Ea/8.314308)) = 0.1/0.25

चरण 6: Ea की गणना करें। Ea = -8.314 * ln(0.4)

चरण 7: 318K पर प्रतिक्रिया दर (k) की गणना करें। k = 4×10^10 सेकंड-1 * इ (-Ea/8.314*318)

चरण 8: 318K पर सक्रियता ऊष्मा (Ea) की गणना करें। Ea = -8.314 * ln(k/4×10^10 सेकंड-1)

  1. This effect can be represented quantitatively using the Arrhenius equation:

    k = A * e^(-Ea/RT)

    Where: k = rate constant A = pre-exponential factor (constant) Ea = activation energy R = gas constant (8.314 J/mol*K) T = temperature in Kelvin

    According to the Arrhenius equation, the rate constant (k) is exponentially dependent on the temperature (T). As the temperature increases, the value of e^(-Ea/RT) increases, resulting in a higher rate constant.

  2. इस प्रभाव को वाक्यांशिक रूप से जो तापमान प्रतिरेखा सूत्र द्वारा प्रतिष्ठित किया जा सकता है, जिसमें कहा जाता है कि किसी प्रतिक्रिया का द्रव्यमान बढ़ती तापमान के उलट संख्यात्मक के एक्सपोनेंशियल के अनुपात में समान प्रतिक्रिया निर्धारक होता है।

प्रश्न:

प्लैटिनम पर NH3​ का अपघटन शून्य क्रम है। K=2.5×10-4 मोल प्रतिअंतरण-1 सेकंद-1. यदि राईट करते हैं । N2 और H2​ का उत्पादन दर क्या है।

उत्तर:

चरण 1: NH3 का अपघटन शून्य क्रम है, जिसका अर्थ है कि प्रतिक्रिया की दर NH3 की उपास्थिति के आवेदन के अवांछित होती है।

चरण 2: N2 और H2 का उत्पादन दर का गणना रेट कांस्टेंट K का उपयोग करके किया जा सकता है।

चरण 3: N2 का उत्पादन दर NH3 की उपास्थिति के गुणक K गुणित किया जाता है।

N2 की उत्पादन दर = K x [NH3] = 2.5 x 10-4 मोल प्रतिअंतरण-1 सेकंद-1 x [NH3]

चरण 4: H2 का उत्पादन दर NH3 की उपास्थिति की दोगुनी होती है।

H2 की उत्पादन दर = K x 2[NH3] = 2.5 x 10-4 मोल प्रतिअंतरण-1 सेकंद-1 x 2[NH3]

प्रश्न:

हाइड्रोकार्बन का विघटन निम्नलिखित समीकरण का पालन करता है, k=(4.5×1011s−1)e−28000K/T. Ea​ की गणना करें।

उत्तर:

दिया हुआ है: k = (4.5 x 1011 s-1) e(-28000K/T)

चरण 1: समीकरण को e(-28000K/T) के लिए हल करने के लिए इकाई गणना करें।

e(-28000K/T) = k/(4.5 x 1011 s-1)

चरण 2: समीकरण के दोनों पक्षों की प्राकृतिक लघुमायान को लें।

ln(e(-28000K/T)) = ln(k/(4.5 x 1011 s-1))

चरण 3: समीकरण को सरल बनाएं।

-28000K/T = ln(k/(4.5 x 1011 s-1))

चरण 4: समीकरण के दोनों पक्षों को T से गुणित करें।

-28000K = T*ln(k/(4.5 x 1011 s-1))

चरण 5: समीकरण के दोनों पक्षों को -28000 से भाग करें।

K = -T*ln(k/(4.5 x 1011 s-1))/28000

चरण 6: समीकरण के दोनों पक्षों को -1 से गुणित करें।

Ea = T*ln(k/(4.5 x 1011 s-1))/28000

प्रश्न:

A में पहले क्रम में होने वाली प्रतिक्रिया है और B में दूसरा क्रम है: (i) विभेदनीय दर समीकरण लिखें। (ii) B की उपास्थिति का प्रतिक्रिया कितने गुणवत्ता में प्रभावित होती होगी जब यह तिगुना हो जाता है? (iii) A और B दोनों की उपास्थिति का प्रतिक्रिया कितने गुणवत्ता में प्रभावित होती होगी जब इनकी दोगुनी होती है?

उत्तर:

(i) विभेदनीय दर समीकरण: d[A]/dt = -k[A][B]

(ii) B की उपास्थिति जब तिगुना होती है, तो प्रतिक्रिया दर तुगलता होगी।

(iii) A और B दोनों की उपास्थिति दोगुनी होती हैं, तो प्रतिक्रिया दर चतुर्थांश में होगी।

उत्तर: तत्वावधि में 80% को 14°C का प्रतिशत मौजूद है।

  1. Calculate the number of half-lives that have passed for the archaeological artifact. Answer: Using the formula N = t / T (where N is the number of half-lives, t is the age, and T is the half-life), we can calculate that N = (5730 years) / (5730 years) = 1.

  2. Calculate the age of the sample. Answer: The age of the sample is 1 half-life, which is equal to 5730 years.

कीमिया अभिक्रिया की दर किस प्रभावित करते हैं?

Answer:

  1. प्रतिक्रियाओं की घनत्व: प्रतिक्रियाओं की घनत्व बढ़ाने से प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है।

  2. तापमान: प्रतिक्रिया के तापमान को बढ़ाने से प्रतिक्रियाओं के रासायनिकों की किनेटिक ऊर्जा बढ़ती है, जो प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाती है।

  3. कैटलिस्ट की मौजूदगी: कैटलिस्ट प्रतिक्रिया को संघटन करने के लिए एक वैकल्पिक मार्ग प्रदान करता है, जो प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाता है।

  4. पृष्ठ क्षेत्र: प्रतिक्रियों के रासायनिकों की सतह क्षेत्र बढ़ाने से प्रतिक्रिया की दर बढ़ती है, क्योंकि अधिक कण मिश्रण के लिए उपलब्ध होते हैं।

  5. दबाव: प्रतिक्रिया के दबाव को बढ़ाने से प्रतिक्रिया की दर बढ़ती है।

Rate=k[CH₃OCH₃]^(3/2) द्वारा प्रदत्त रेट

Question:

The equilibrium constant (Kc) for the reaction A + B ⇌ C + D is 2.0 x 10^3 at a certain temperature. If the concentrations of A, B, C, and D in a reaction mixture are 0.1 M, 0.2 M, 0.3 M, and 0.4 M respectively, is the reaction at equilibrium?

Answer:

उपयुक्त तापमान पर A + B ⇌ C + D के लिए स्थिरांक (Kc) 2.0 x 10^3 है। यदि प्रतिक्रिया मिश्रण में A, B, C और D की एकाग्रता 0.1 M, 0.2 M, 0.3 M और 0.4 M है, क्या प्रतिक्रिया स्थिरांक पर है?

यदि प्रतिदान बार में मापी जाती है और समय मिनट में है, तो रेट और रेट स्थिरांक की इकाइयाँ क्या हैं?

उत्तर:

रेट की इकाइयाँ: बार3/2 मिनट-1

रेट स्थिरांक की इकाइयाँ: बार3/2 मिनट-1 मोल-3/2



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