রাসায়নিক শক্তি

অনুশীলনের প্রশ্ন

1. ১

   ব্রাহ্মণবাড়িয়ার তিতাস গ্যাসক্ষেত্র থেকে উত্তোলিত প্রাকৃতিক গ্যাসের প্রধান উপাদান মিথেন (CH₄) মৃদু সূর্যালোকের উপস্থিতিতে ক্লোরিনের সাথে বিক্রিয়া করে ক্লোরোমিথেন উৎপন্ন করে: CH₄(g) + Cl₂(g) → CH₃Cl(g) + HCl(g)। দেওয়া আছে বিভিন্ন বন্ধন শক্তি: C–H = ৪১৪ kJ/mol, Cl–Cl = ২৪৪ kJ/mol, C–Cl = ৩২৬ kJ/mol এবং H–Cl = ৪৩১ kJ/mol। বিক্রিয়াটির বিক্রিয়া তাপ বা এনথালপির পরিবর্তন ΔH এর মান কত kJ/mol?

   উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর:

   −৯৯ kJ/mol

   1. বিক্রিয়কের বন্ধন ভাঙতে প্রয়োজনীয় মোট শক্তি B₁ = ৪ × (C–H) + ১ × (Cl–Cl) = (৪ × ৪১৪) + ২৪৪ = ১৬৫৬ + ২৪৪ = ১৯০০ kJ/mol।

   $$B_1 = 4(414) + 244 = 1656 + 244 = 1900\text{ kJ/mol}$$

   2. উৎপাদের নতুন বন্ধন তৈরিতে নির্গত মোট শক্তি B₂ = ৩ × (C–H) + ১ × (C–Cl) + ১ × (H–Cl) = (৩ × ৪১৪) + ৩২৬ + ৪৩১ = ১২৪২ + ৭৫৭ = ১৯৯৯ kJ/mol।

   $$B_2 = 3(414) + 326 + 431 = 1242 + 757 = 1999\text{ kJ/mol}$$

   3. বিক্রিয়া তাপ ΔH = B₁ − B₂ = ১৯০০ − ১৯৯৯ = −৯৯ kJ/mol। (অথবা নিট পরিবর্তিত বন্ধনের হিসেবে: B₁ = ৪১৪ + ২৪৪ = ৬৫৮ এবং B₂ = ৩২৬ + ৪৩১ = ৭৫৭, ফলে ΔH = ৬৫৮ − ৭৫৭ = −৯৯ kJ/mol)।

   $$\Delta H = B_1 - B_2 = 1900 - 1999 = -99\text{ kJ/mol}$$
2. ২

   সিলেটের ফেঞ্চুগঞ্জে অবস্থিত শাহজালাল ফার্টিলাইজার কারখানায় অ্যামোনিয়া গ্যাস সংশ্লেষণ করা হয়: N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g)। বিক্রিয়াটিতে এনথালপির পরিবর্তন ΔH = −৯২ kJ/mol। দেওয়া আছে বন্ধন শক্তি: N≡N = ৯৪৬ kJ/mol এবং H–H = ৪৩৬ kJ/mol। অ্যামোনিয়া (NH₃) অণুতে প্রতিটি N–H বন্ধনের বন্ধন শক্তি কত kJ/mol?

   উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর:

   ৩৯১ kJ/mol

   1. বিক্রিয়কসমূহের বন্ধন ভাঙতে প্রয়োজনীয় মোট শক্তি B₁ = ১ × (N≡N) + ৩ × (H–H) = ৯৪৬ + (৩ × ৪৩৬) = ৯৪৬ + ১৩০৮ = ২২৫৪ kJ/mol।

   $$B_1 = 946 + 3(436) = 946 + 1308 = 2254\text{ kJ/mol}$$

   2. উৎপাদ ২ মোল NH₃ অণুতে মোট ২ × ৩ = ৬টি N–H বন্ধন গঠিত হয়। ধরি N–H বন্ধন শক্তি = x, অতএব B₂ = ৬x।

   $$B_2 = 6x$$

   3. আমরা জানি, ΔH = B₁ − B₂। মান বসিয়ে পাই: −৯২ = ২২৫৪ − ৬x ⇒ ৬x = ২২৫৪ + ৯২ = ২৩৪৬ kJ/mol। অতএব, x = ২৩৪৬ ⁄ ৬ = ৩৯১ kJ/mol।

   $$x = \frac{2254 - (-92)}{6} = \frac{2346}{6} = 391\text{ kJ/mol}$$
3. ৩

   বিক্রিয়াটিতে নিট তাপের পরিবর্তন কোনটি?

   1. ক

      ২০০ kJ তাপ শোষিত হয়

   2. খ

      ১৪০০ kJ তাপ নির্গত হয়

   3. গ

      ২০০ kJ তাপ নির্গত হয়

   4. ঘ

      ৮০০ kJ তাপ শোষিত হয়

   উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর:

   গ) ২০০ kJ তাপ নির্গত হয়

   1. নিট শক্তির পরিবর্তন হলো বন্ধন ভাঙতে শোষিত শক্তি থেকে বন্ধন গঠনে নির্গত শক্তির বিয়োগফল।

   $$\Delta H = 600 - 800 = -200\ \mathrm{kJ}$$

   2. শক্তির পরিবর্তন ঋণাত্মক হওয়ায় ২০০ kJ তাপ নির্গত হয়।