Physical

1.

[Sol.

2.

[Sol.

What is the pKb of a weak base whose 0.1 M solution has pH = 9.5 ? (A) 7.5 (B*) 8 (C) 9 (D) 10 1 pOH =   [pKb – log C] 2 9 = pKb – log (0.1) pKb = 8 Ans.

]

The enthalpy change for the reaction, CH3CHO (g) CH4(g) + CO(g) at 300 K is – 17.0 kJ/mol Calculate the temperature at which rH for the reaction will be zero. [Given : Cp,m (CH4,g)= 38 J/K mol ; Cp,m(CO ,g)= 31 J/K mol  & Cp,m (CH3CHO, g)= 52 J/K mol] (A) 1300°C (B*) 1027°C (C) 700°C (D) None of these As per Kirchoff's law  r H T2   r H T1   r C p ,m (T2  T1 )

rCp,m = 38 + 31–52 = 17  0 – (–17 × 1000) = 17 (T2–300) T2 = 1300 K or T2 = 1027°C Ans.   ] 3.

The equilibrium between, gaseous isomers A, B and C can be represented as Reaction Equilibrium constant A (g)    B (g)

:

K1 = ?

B (g)  C (g)

:

K2 = 0.4

C (g)   A (g) : K3 = 0.6 If one mole of A is taken in a closed vessel of volume 1 litre, then (A*) [A] + [B] + [C] = 1 M at any time of the reactions (B) Concentration of C is 4.1 M at the attainment equilibrium in all the reactions 1 0.24 (D*) Isomer [A] is least stable as per thermodynamics. (a) [A] + [B] + [C] = 1 mole/L since for every reaction ng = 0

(C*) The value of K1 is  [Sol.

(b)

[ C] = 0.4  [C] = 0.4 [B] [B] [ A] = 0.6 [C]

[A] = 0.6 [C]

1

[A] + [B] + [C] =1 0.6[C] + 

[ C] + [C] =1 [0.4]

1    1  = 1 [C]  0.6  0 .4  

[C] = 

4  1    16.4  4.1

[B]  1   = K1 ] [A ]  0.24 

4.

Which of the following arrangement will produce oxygen at anode during electrolysis ? (A) Dilute H2SO4 solution with Cu electrodes. (B*) Dilute H2SO4 solution with inert electrodes. (C*) Fused NaOH with inert electrodes. (D*) Dilute NaCl solution with inert electrodes.

5.

Calculate the EMF (in milliVolt) of the cell Pt   |   H2(g)   |  RNH3Cl (aq)   | |   HA (aq)   |   H2 (g)    |   Pt          1 bar          0.1 M                 0.01 M          0.5 bar [Given : Ka(HA) = 4 × 10–6 ,  K b ( RNH 2 )  = 10–5,  2.303 

[Sol.

RT  = 0.06  ; log 2 = 0.3] F [Ans. 0087.00 ]

[H  ]2RHS ( PH 2 ) LHS 0.06 Ecell =   log   2 [H ]LHS (PH 2 ) RHS 2 K w 10 14  Kh =   = 10–9 K b 10 5

For R NH3Cl  = 

Kh 10 9   = 10–4 C 0 .1

                                   RNH3+ (aq) + H2O (l)   RNH2 (aq) + H3O+ (aq) At eqm C (1–) –        C C + [H3O ]LHS = C = 0.1 × 10–4 = 10–5 For HA

Ka 4  10 6   = 2 × 10–2 C 0.01 [H3O+]RHS = C = 0.01 × 2 × 10–2  2 × 10–4

 = 

(2 10 4 ) 1 0.06 0.06  log (8  10 2 ) Ecell =   log   =  5 2 0 .5 (10 ) 2 2

2

0.06 0.06 log 8  2 2 2 = 0.03 × 0.9 + 0.06 = 0.087 V or Ecell = 87 mV Ans. ]

= 

6.

A solution of Na2S2O3 is to be standardised by titration against iodine liberated from standard KIO3 solution. The later is prepared by dissolving 4.28 gm of KIO3 in water and making upto 500 ml. 20 ml of this solution are then mixed with excess KI solution and the following reaction occurs.

IO3  + 5I ¯ + 6H+  3I2 + 3H2O The resulting iodine is titrated with the Na2S2O3 solution according to I2 +  2S2O32   2 I ¯ +  S4 O 62 and it is found that 48 ml are needed. Calculate the concentration (in millimoles / L) of Na2S2O3 solution. [Sol.

Molarity of KIO3 solution = 

[Ans. 0100.00 Ans. ]

4.28 / 214  = 0.04 moles / L 0.5

0.04  20 3 1000 = 2.4 × 10–3

Moles of I2 produced = 

Moles of  S2 O32  req. = 2 ×  n I 2           = 2 × 2.4 × 10–3 = 4.8 × 10–3 Concentration of  S2 O32  =  7.

[Sol.

4.8 10 3  = 100 millimoles / L 48 103

What volume of 0.2 M RNH3Cl solution should be added to 100 ml of 0.1 M RNH2 solution to produce a buffer solution of pH = 8.7? Given : pKb of RNH2 = 5 ; log 2 = 0.3 (A) 50 ml (B*) 100 ml (C) 200 ml (D) None of these Let V ml of RNH3Cl added into RNH2 solution [RNH3Cl] in resultant solution = 

0 .2  V ; 100  V



2 = 

0 .2  V 10



[RNH2] = 

100  0.1 100  V

  0.2  V     100  V    5.3 = 5 + log    100  0 . 1     100  V  



[RNH 3 ] pOH = pKb + log  ; [ RNH 2 ]

8.

 ]

V = 100 ml

]

For the reaction A(g) + 2B(g) l C(g) + D(g)   ; Kc = 1012 . 3

[Sol.

If the initial moles of A,B,C and D are 0.5, 1, 0.5 and 3.5 moles respectively in a one litre vessel. What is the equilibrium concentration of B? (A) 10–4 (B*) 2 × 10–4 (C) 4 ×10–4 (D) 8 × 10–4 A(g) + 2B(g)   C(g) + D(g) n At eq 0.5–x   1–2x       0.5+x   3.5 + x ~  y         ~  2y          ~  1     ~ 4 (due to very high value of equilibrium constant) 1 4  ; y = 10–4 y  (2 y) 2 [B(g)] = 2y  2 × 10–4

1012 = 

9.

Ans. ]

Select correct statement(s). (A*) An electron's energy increases with increasing distance from nucleus. R 4 (C) The second orbit in He+ has radius as the first orbit in hydrogen atom. (D*) The number of d-electrons retained in Fe2+ ion is 6 (Atomic number of Fe = 26)

(B) The shortest wavelength in the Brackett series of He+ ion is 

10.[MATCH THE COLUMN] Column I Column II (A)

ln 2

(P)

If initial mole is two then mole of radioactive element left after time t.

(B)

1– e–t

(Q)

Fraction of nuclei that decay in time t.

(C)

e–t

(R)

Ratio of activity of nucleus at time t to initial activity.

(S)

Ratio of half life to mean (average) life for radioactive element.

(D)

2

 t  1  t 1 /2 

  

[Ans. (A) S, (B) Q, (C) R , (D) P] 11.

At 300 K, the vapour pressure of an ideal solution containing 3 mole of A and 2 mole of B is 600 torr. At the same temperature, if 1.5 mole of A & 0.5 mole of C (non-volatile) are added to this solution the vapour pressure of solution increases by 30 torr. What is the value of  PBo ? (A) 940

[Sol.

(B) 405

(C*) 90

(D) none of these

P =  PAo x A  PBo x B 4

o 3  o 2    PB   ;  3P o  2P o  3000 600 =  PA  A B  3 2   23

&

4 .5 2   o o   PB   ;  4.5P o  2P o  4410 630 =  PA  A B  4.5  2  0.5   4.5  2  0.5  1.5 PAo  1410  ;  PAo  940 & PBo  90

12.

[Sol.

The f H° (N2O5, g) in kJ/mol on the basic of the following data is : 2NO(g) + O2 (g)  2NO2 (g) rH° = –114 kJ/mol 4NO2 (g) + O2 (g)  2N2O5 (g) rH° = –102.6 kJ/mol f H° (NO,g) = 90.2 kJ/mol (A*) 15.1 (B) 30.2 (C) – 36.2 (D) none of these 1 1  N2(g) +  O2(g)   NO (g) 2 2 N2(g) + O2(g)    2NO(g) 2NO(g) + O2(g)    2NO2(g) 1 O (g)    N2O5(g) 2 2 (1) + (2) + (3)

13.

Ans.  ]

fH° = 90.2 rH° = 90.2 × 2 rH° = – 114

... (1) ... (2)

 102.6  = – 51.3 2

2NO2(g) + 

rH° = 

... (3)

5 N2(g) +  O2(g)     N2O5(g) 2

fH° (N2O5, g) = 15.1 kJ/mol  ]

d[A ] For the reaction A  B, the rate law expression is   d t = k [A]1/2. If initial concentration of [A] is

[A]0, then 2 1/ 2 1/ 2 (A*) The integerated rate expression is k =  ( A 0  A ) t

(B*) The graph of  A  Vs  t will be

(C) The half life period  t1 / 2  = 

 

K 2[A]10/ 2

(D*) The time taken for 75% completion of reaction   t 3 / 4 =  [Sol. t = 0 t

[A]0 k

A  B a – a–x x 5

x

dx  = k (a–x)1/2 dt

t

;

dx  (a  x )1 / 2  k  dt 0 0

;

2 (a  x )1 / 2

x

 1   1  (a  x ) 2  (1)   kt  1       1    2  0





2 a 1 / 2  (a  x )1 / 2  kt

=  2 a

1  1   2 

1/ 2 

= 2a





2 1

14.

 



0 x

 kt

 1 / 2  a 1 / 2   2 a      2   

;

kt1 / 2

;

 2 1   =  2 a   2  

;

t1 / 2 

;

2 1/ 2  1  =  a 1   k  2

1/ 2 

2  1/ 2  a  t75% =  k a   4    







2[A]0 2  1 k

a1 / 2 [A ]0    ] k k A 2.5 gm impure sample containing weak monoacidic base (Mol. wt. = 45) is dissolved in 100 ml th

1 water and titrated with 0.5 M HCl when     of the base was neutralised the pH was found to be 9 5

and at equivalent point pH of solution is 4.5 . Given : All data at 25°C & log 2 = 0.3. Select correct statement(s) . (A) Kb of base is less than 10–6 (B*) Concentration of salt (C) at equivalent point is 0.25 M (C*) Volume of HCl is used at equivalent point is 100 ml (D) Weight percentage of base in given sample is 80%. th

[Sol.

1 When base is     neutralised 5

 (a / 5)   pOH = pKb + log   4a 5 

RNH2 + HCl  RNH3Cl

1 5 = pKb + log    4 pKb = 5.6

   a           x  4

a 5

   –

a 5

6

1 pH =    [pKw – pKb – log C] 2 log C = –0.6 C = 0.25 Let V ml of HCl is used

   4.5 × 2 = (14 – 5.6 – log C)

0 .5  V = 0.25 V  100 V =100 ml M.Moles of acid = M.Moles of base   = 0.5 × 100  50

Wt. % of base in sample = 

50  10 3  45 ×100  90  ] 2 .5

Paragraph for question nos. 15 to 17 W.H. Nernst derived a mathematical relationship between the emf of a cell (Ecell) and the concentration of reactants and products in a redox reaction under non-standard conditions. The nernst equation for a redox reaction of the type aA + bB  cC + dD is

Ecell =  E ocell  – 

RT  ln Q nF

0.0591  log Q n where Q is the reaction quotient. At equilibrium, there is a no net transfer of electron, so E = 0 and Q = K, where K is the equilibrium constant. We can also apply nernst equation for a half cell to calculate oxidation or reducting potential.

Ecell =  E ocell  – 

at 298 K

15.

What is the EMF of represented cell at 298 Ag | Ag+ (aq, 0.1 M) | | H+ (aq, 0.1 M) | H2 (g, 0.1 bar) | Pt Given :  E o

Ag / Ag 

[Sol.

(A) 0.77 V Cell reaction is

 0.8V (B) –0.829 V (C*) – 0.77 V (D) None of these + + 2Ag (s) + 2H  (aq)  2Ag  (aq) + H2 (g) 0.0591 (0.1) 2  0.1 log Ecell =  – 0.80 –  2 (0.1) 2

Ecell = – 0.80 + 0.02955 = – 0.77 V Ans. ] 16.

Find the solubility product of a saturated aqueous solution of Ag3PO4 at 298 K if the emf of the cell Ag | Ag+ (saturated Ag3PO4) | | Ag+ (aq, 0.01 M) | Ag is 0.1182 V at 298 K. (A) 10–16 (B) 2.7 × 10–15 (C*) 3.33 × 10–17 (D) None of these

7

[Sol.

0.0591 [Ag ]RHS log Ecell =  1 [Ag  ]LHS 0.0591  0.01  0.01 log  10 2  ;  1 x  x  + –4 [Ag ]LHS = x = 10  M

0.1182 = 

Ag3PO4 (s) l 3Ag+ (aq) +  PO 34  (aq) 1  10 4 3

10–4

17.

1 4  Ksp = [Ag+]3 [PO43–] = (10–4 )3    10  3  –17 Ksp = 3.33 × 10    ] What would be the reduction potential of an electrode at 298 K, which originally contained 1 M K2Cr2O7 solution in acidic buffer solution of pH = 1.0 and which was treated with 50% of the Sn

necessary to reduce all  Cr2 O 72  to Cr3+. Assume pH of solution remains constant. 2.303 RT  0.06 F (C*) 1.187 V

Given : E oCr O 2 / Cr3 ,H   1.33 V ; log 2 = 0.3 ;  2 7

(A) 1.285 V

(B) 1.193 V

(D) None of these

Cr2 O 72    +  14 H+ + 6 e¯  2Cr3+ + 7H2O Initial conn   1 0.1      0 After reaction    0.5 0.1 M      1M [Sol.

ERP =  E oRP  – 

[Cr 3 ]2 0.06 log  [Cr2 O 72 ][H  ]14 6

ERP = 1.33 – 

1 0.06 log   (0.5) (0.1)14 6

0.06 log (2 × 1014) 6 = 1.187 V     ]

= 1.33 – 

18.

At certain temperature (T) if conductivity of pure water is 5.5 × 10–7 S cm–1 then calculate pOH of pure water at temperature T. 

Given :   H  = 350 S cm2 eq–1 ;  OH ¯ = 200 S cm2 eq–1 (A) 5 [Sol.

(B*) 6

(C) 7

(D) 8

k  1000 5.5  10 7  1000  ;  N   = 10–6 N 550 Kw = N2 or M2 ; pH = pOH = 6 ]  H 2O 

8

19.

Calculate the millimoles of SeO32  in solution on the basis of following data: 70 ml of 

M  solution of KBrO3 was added to SeO32  solution. The bromine evolved was removed by 60

boiling and excess of KBrO3 was back titrated with 12.5 ml of 

M  solution of NaAsO2. 25

The reactions are given below. (a) SeO32 + BrO3 + H+  SeO 24 + Br2 + H2O (b)  BrO3  +  AsO 2  + H2O  Br¯ +  AsO 34  + H+ [Sol.

(A) 1.6 × 10–3 (B) 1.25    +4         +5

(C*) 2.5 +6        0

(D) None of these

SeO32 +  BrO3  + H+   SeO 24  + Br2 + H2O

(a)

 +5           +3                          –1        +5

BrO3  +  AsO 2  + H2O  Br¯ +  AsO 34  + H+

(b)

In reaction (b) gm eq. of  BrO3  = gm. eq. of  AsO 2 n BrO   6  n AsO   2 3

= 

n BrO  3

2

12.5 1   2  = 10–3 1000 25

10 3  6

In reaction (a) moles of  BrO3 consumed = 

70 1 10 3   = 10–3 1000 60 6

gm eq. of  SeO32  = gm. eq. of  BrO3 n SeO 2  2  10 3  5 3

n SeO 2  2.5  10 3 3

20.

[Sol.

Ans.

]

How many times solubility of CaF2 is decreased in 4 × 10–3 M KF (aq.) solution as compare to pure water at 25°C. Given Ksp (CaF2) = 3.2 × 10–11 (A) 50 (B*) 100 (C) 500 (D) 1000 3  –11 4 S = 3.2× 10 S = 2 × 10–4 9

Let solubility of CaF2 is x in KF solution K sp = x ( 2x + 4 × 10–3)2  ; 3.2 × 10–11 = x × 10–6 × 16 ; x = 2 × 10–6    ] 21.

Statement-1 : pH of 10–7 M NaOH solution is exist between 7 to 7.3 at 25°C. Statement-2 : Due to common ion effect ionization of water is reduced. (A) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is correct explanation for statement-1. (B*) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is NOT the correct explanation for statement-1. (C) Statement-1 is true, statement-2 is false. (D) Statement-1 is false, statement-2 is true.

22.

Statement-1

:

In general phenolphthalein is used as an indicator for the titration of weak acid (HA) against strong base (NaOH). Statement-2 : At equivalent point solution is basic. (A) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is correct explanation for statement-1. (B*) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is NOT the correct explanation for statement-1. (C) Statement-1 is true, statement-2 is false. (D) Statement-1 is false, statement-2 is true. Paragraph for question nos. 23 to 25 A factory, producing methanol, is based on the reaction : CO + 2H2 l CH3OH Hydrogen & carbon monoxide are obtained by the reaction CH4 + H2O l CO + 3H2 Three units of factory namely, the "reformer" for the H2 and CO production, the "methanol reactor" for production of methanol and a "separator" to separate CH3OH from CO and H2 are schematically shown in figure.

CH4 + H2O

Reformer

CO + H2

()

Methanol Reactor

CO + H2 + CH3OH ()

CH3OH

()

Separator

()

Four positions are indicated as , ,  and . The flow of methanol at position  is 103 mol/sec. The 2 factory is so designed that   of the CO is converted to CH3OH. Excess of CO and H2 at position  3 are used to heat the first reaction. Assume that the reformer reaction goes to completion. At the

1 position () mole ratio of CO to H2 is  . 3 CO + 2H2 l CH3OH

23.

Hr = – 100 R

What is the flow of CO and H2 at position ()? (A) CO : 1500 mol / sec.; H2 : 2000 mol/sec. 10

[Sol.

(B) CO : 1500 mol / sec.; H2 : 3000 mol/sec. (C) CO : 1000 mol / sec.; H2 : 2000 mol/sec. (D*) CO : 1500 mol / sec.; H2 : 4500 mol/sec. x    3x 0 CO   +   2H2  l  CH3OH x – y    3x – 2y y y 2  x 3 2 y =  x = 103 mol/ sec. 3

24.

[Sol.

25. [Sol.

26.

[Sol.

3 x =  × 103 mol / sec. 2 x = 1500 mol / sec. (CO, ) = 1500 mol / sec. (H2, ) = 4500 mol / sec. ] What is the flow of CO and H2 at position () ? (A) CO : 500 mol / sec.; H2 : 1000 mol/sec. (B*) CO : 500 mol / sec.; H2 : 2500 mol/sec. (C) CO : 500 mol / sec.; H2 : 2000 mol/sec. (D) CO : 500 mol / sec.; H2 : 1500 mol/sec.

(CO, ) = 1500 – 1000  500 mol / sec. (H2, ) = 4500 – 2000  2500 mol / sec.

]

Amount of energy released in methanol reactor in 1 minute? (A)1200 kcal (B*) 12000 kcal (C) 6000 kcal CO + 2H2 l CH3OH q = H × 1000 × 60 = 6 × 104 × 100 × 2 = 12 × 106 cal q = 12000 kcal ]

(D) None of these

The freezing point depression of a 0.10 M solution of formic acid is – 0.2046°C. What is the equilibrium constant for the reaction at 298 K? HCOO¯(aq)  +  H2O(l)     HCOOH (aq) + OH¯ (aq) (Given : Kf (H2O) = 1.86K  kg mol–1, Molarity = molality) (A) 1.1 × 10–3 (B*) 9 × 10–12 (C) 9 × 10–13 (D) 1.1 × 10–11 Tf = Kf . m . i 0.2046 = 1.86 × 0.1 (1 + )  = 0.1 HCOOH(aq)      H+ (aq) + OH¯ (aq) C 2 1 0.1  (0.1) 2 Ka =   =   =    × 10–2 (1  ) 9 0 .9

11

KW 10 14 Kh =  K  =  1      9 × 10–12   Ans.   ]  2 a  10 9

27.

Determine the amount of heat (in kcal) given off at constant volume when 0.5 mol of N2 & 1.5 mol of H2 reacted according to equation at 300 K. N2(g)  +  3H2(g)     2NH3(g) (Given : R = 2 cal / mol/K) (A) 378.8 kcal (B) 190 kcal

[Sol.

– 190 = E + 

 r H300  = – 380 kcal/mol

(C) 1888.8 kcal

(D*) 189.4 kcal

(1)  2  300 1000

E = – 189.4 kcal/mol ] 28.

What mass of H2(g) is needed to reduce 192 gm of MoO3 to metal? [At. wt. of Mo = 96] (A*) 8 gm (B) 16 gm (C) 32 gm (D) None of these

[Sol.

Equivalents of MoO3 = 

M 144          24 6 6

= equivalents of H2 WH 2 192   =     ;     WH 2  = 8 gm 24 1

]

29.

The yield of product in the reaction 2A(g)  +  B(g)      2C(g)  +  Q kJ would be lower at : (A) low temperature and low pressure (B) high temperature & high pressure (C) low temperature and to high pressure (D*) high temperature & low pressure

30.

Give the correct order of initials T (ture) or F(false) for following statements I  : Lyophobic sols are irreversible sols. II  : Micelles formation takes place only above kraft temperature III : PO43– ions have more coagulation value than SO42– ions for congulation of positive sols. IV : The values of the colligative properties observed experimentally are very small of colloidal sols (A) F T T F (B) T F T F (C) T T T T (D*) T T F T

31.

The solubility of common salt is 36.0 gm in 100 gm of water at 20°C. If systems I, II and III contain 20.0, 18.0 and 15.0 g of the salt added to 50.0 gm of water in each case, the vapour pressures would be in the order. (A) I < II < III (B) I > II > III (C) I = II > III (D*) I = II < III

12

32.

Read the following statements. Statement-1 : Higher the critical temp of a gas, more readily it will be adsorbed on the solid adsorbent, Statement-2

TC : The excluded volume of a gas will be smaller, if  P  is small C

(A) Statement-1 is true & statement-2 is false (B) Statement-1 is false & statement-2 is true (C*) Both are correct (D) Both are incorrect. [Sol.

TC 8a / 27 Rb 8b  =   =    ] PC a / 27 b 2 R

33.

The conductivity of a saturated solution of Ag3PO4 is 9 × 10–6 S m–1 and its equivalent conductivity is 1.50 × 10–4 S m2 equivalent–1. The Ksp of Ag3PO4 is (A*) 4.32  × 10–18 (B) 1.8 ×10–9 (C) 8.64 × 10–13 (D) None of these

[Sol

 = K × 

1000 N

1.50 × 10–4 × 104 = 9 × 10–5 × 10–2  × 

1000 N

N = 6 × 10–5 N 6  10 5 S = M =  n  =  = 2 × 10–5 mol / L 3 f Ag3PO4 = 3 Ag+ + PO4        3 S         S Ksp = (3S)3 . S   = 27. S4 = 27 × (2 × 10–5)4   =  4.32  × 10–18 ]

34.

[Sol.

96.5 gm of A oxidized as A  A3+ + 3e– , when 2F charge is passed through solution with current efficiency of 90%. What is electrochemical equivalent of A ? (A) 53.61 (B) 48.25 (C*`) 5.55 × 10–4 (D) 5.55 × 10–3 w = Z × n × q Z = 

35.

96.5  = 5.55 × 10–4 0.9  2  96500

]

Which graph represents zero order reaction [A(g)  B(g)] :

13

(A) 

d[B] (B)  dt

[B] t

[Sol.

k = 

t

(D*) 

t3/4

[A]0

[A]0

x t

t = x . 

1 k

t 3 / 4  =  36.

t1/2

 (C) 

3  . a ] 4k

Statement-1

:

n  ratio increases due to emission of apositron  p

Statement-2

:

Positron forms in the nucleus by the conversion of neutron into a proton.

 e 0 1

(A) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is correct explanation for statement-1. (B) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is NOT the correct explanation for statement-1. (C*) Statement-1 is true, statement-2 is false. (D) Statement-1 is false, statement-2 is true. 37.

80.0 gm salt of weak base & strong acid XY is dissolved in water and formed 2 litre of aqueous solution. The pH of the resultant solution was found to be 5 at 298 K. If XY forms CsCl type crystal having

rX  (radius of X+) = 1.6 Å &  rY –  (radius of Y¯) = 1.864 Å then select write statement(s).

[Sol.

(Given : Kb (XOH) = 4 × 10–5 ; NA = 6 × 1023) (A*) Molar mass of salt is 100 g/mol (B) % Degree of dissociation of salt is 0.25 (C*) Edge length of AB is 4Å (D) Density of solid salt XY is 2 in gm/cc XY (aq)     X+(aq) + Y¯(aq) X+(aq) + H2O(l)     XOH (aq) + H+(aq) At  equation C(1 – )    – C  C [H+] = C  = 

Kw 10 14 80 1  C   ;  (10–5)2  =   ×  5  ×  Kb 4  10 M 2

14

M = 100 gm/mol

;

 = 

Kh  × 100  2.5 × 10–3 C

3 a = 2 (r+ + r¯)

a for XY :

1.732 × a = 2 (1.6 + 1.864) a = 4Å  =  4 × 10–8 cm Effective formula unit of XY = 1 d = 

Z. M 1  100 1  1000  =   = 2.6 gm/cc  ] 8 3 23  =  a  NA (4  10 )  6  10 384 3

38.

Select write statement(s) (A) 8 Cs+ ions occupy the second nearest neighbour locations of a Cs+ ion (B*) Each sphere is surrounded by six voids in two dimensional hexagonal close packed layer (C) If the radius of cations and amions are 0.3 Å and 0.4 Å then coordinate number of cation in the       crystal is 6. (D*) In AgCl, the silver ion is displaced from its lattice position to an interstitial position such a defect is       called a frenkel defect

39.

The enthalpy of neutralization of 1M solution of HCl with 1M NaOH is – 57.3 kJ/mol. The enthalpy of solution of a weak base XOH (1M) with same HCl solution is – 54.6 kJ/mole. If molar conductivity of 1M solution of XOH is 200 × 10–4 Sm2 mol–1 & molar conductivity of XOH at infinite dilution is 0.20 Sm2 mol–1 then select correct statement(s) [Assume all statements at 298 K] (A*) Hionization of XOH is 3.0 kJ/mol (B) pH of 1M XOH solution is 12 (C) pKa of X+ is 1 (D*) At equivalent point resultant solution of HCl & XOH is acidic

[Sol.

m 200  10 4  =    =   = 0.1  ; m 0.2

acid is 10 % ionised so enthalpy of ionisation of XOH = 

XOH (aq)   C –X

2 .7  = 3 kJ/mol 0 .9

   X+ (aq)  +  OH¯ (aq)     X X

( 0 .1 C ) 2 Kb  =   =    0.0111 0 .9 C

;

10 14 Ka  =   = 9.1 × 10–13 0.011

Due to cationic hydrolysis resultant solution is acidic

] 15

40.

Match the Column.

(P)

Column II Number of radial node = 1

(B)

r

2

(A)

Column I 2 s

(Q)

Number of maxima in radial probability distribution curve = 2

(R)

Number of angular node = 0

(S)

angular depends upon 

r

r

(C) r

(D)

4 d

[Ans. (A) P,Q,R  (B) P,Q,S (C) R (D) P,Q,R ] 41.

[Sol. 42.

[Sol.

43.

[Sol.

The total number of neutrons present in 10g D2O (D is 12 H ) are : (A) 2.5 (B) 5.0 (C) 10.0 10 × 10 = 5 × NA 20

(D*) None of these

]

Ethyl chloride (C2H5Cl), is prepared by reaction of ethylene with hydrogen chloride: C2H4(g) + HCl (g)  C2H5Cl (g) H = – 72.3 kJ What is the value of E (in kJ), if 70 g of ethylene and 73 g of HCl are allowed to react at 300 K. (A) – 69.8 (B) –180.75 (C) –174.5 (D*) –139.6 70 73 No. of moles of C2H4 =   = 2.5, No. of moles of HCl (Limiting Reagent) =   = 2 28 36.5 H = E + ng RT ; –72.3 = E + (–1 × 8.314 × 300)/1000 E = – 69.80 ;  for two moles E = –69.80 × 2  –139.6 kJ Ans.] If Hvaporisation of substance X (l) (molar mass : 30 g/mol) is 300 J/g at it's boiling point 300 K, then molar entropy change for reversible condensation process is (A) 30 J/mol.K (B) – 300 J/mol.K (C*) –30 J/mol.K (D) None of these Hvaporisation = 300 × 30 J/mol Scondensation = 

 H vaporisati on Tboiling po int

16

 300  30  J/mol.K 300          = – 30 J/mol.K Ans.

         = 

]

44.

Statement -1 : There is no change in enthalpy of an ideal gas during compression at constant temperature. Statement -2 : Enthalpy of an ideal gas is a function of temperature and pressure. (A) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is correct explanation for statement-1. (B) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is NOT the correct explanation for statement-1. (C) Statement-1 is false, statement-2 is true. (D*) Statement-1 is true, statement-2 is false.

45.

Chlorine gas can be produced by the reaction of HCl (aq) with MnO2(s). Only MnCl2(s) and H2O() are the by products. What volume of Cl2(g) (in litre) of density 2.84 g/L will be produced from the reaction of 400 mL of 0.1 M HCl(aq) with an excess of MnO2? [Ans.0.25 L]

[Sol.

MnO2(s) + 4HCl (aq.)  MnCl2 (s) + Cl2(g) + H2O (l) No. of moles of HCl = 0.1 × 0.4 = 0.04 No. of moles of Cl2 produced =  Volume of Cl2 produced  

46.

[Sol.

0.04  × 71 4

0.71 2.84

  0.71 g

 0.25 litre

]

5 7 3 moles of ideal gas X (Cp,m =  R) and 2 moles of ideal gas Y (Cp,m =  R) are taken in a vessel and 2 2 compressed reversibly and adabatically, during this process temperature of gaseous mixture increased from 300 K to 400 K. Calculate change in internal energy (U) in cal of gaseous mixture (Given R = 2 cal/mol.K) [Ans.1900 cal]

U

=  (n1C v ,m1  n 2 C v ,m 2 ) T 5   3 =   3  R  2  R  100 = 1900 cal  ] 2   2

47.

[Sol.

The entropies of H2(g) and H(g) are 130.6 and 114.6 J mol–1 K–1 respectively at 298 K. Using the data given below calculate the bond energy of H2 (in kJ/mol) :   2H(g) ; G° = 406.62 kJ/mol H2(g)   [Ans. 436 kJ/mol]   2H(g) ; G° = 406.62 kJ/mol H2(g)   G° = H – TS  2  114.6  130.6   406.62 = H – 298   ; 1000   406.62 = H – 29.38 ; H = 436 kJ/mol

 298(98.6)   406.62 = H–    1000  ]

17

48.

The following sequence of reaction occurs in commercial production of aqueous nitric acid. 4 NH 3 (g )  5O 2 (g )  4 NO (g )  6H 2O(l ) H  904kJ ...(1) 2 NO(g )  O 2 (g )  2 NO 2 (g ) H  112kJ ...( 2) 3NO 2 (g )  H 2O(l )  2HNO 3 (aq )  NO(g ) H  140kJ ...(3)

Determine the total heat liberated (in kJ) at constant pressure for the production of exactly 1 mole of aqueous nitric acid by this process. [Ans.  493 kJ ] [Sol.

1 mole of HNO3 = 

3 3 3 moles of NO2    mole of NO    mole of NH3 2 2 2

3 1 3 1 1 –   (904)  –    (112)  –   (140)  = 493 kJ / mol heat liberated 2 4 2 2 2

]

49.

Statement -1 : fH° of N2(g) is zero. Statement -2 : fH° of N(g) is zero. (A) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is correct explanation for statement-1. (B) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is NOT the correct explanation for statement-1. (C) Statement-1 is false, statement-2 is true. (D*) Statement-1 is true, statement-2 is false.

50.

Assume ideal gas behaviour for all the gases considered & vibrational degrees of freedom to be active. Separate equimolar samples of Ne, O2, SO2 & CH4 were subjected to a two step process as mentioned. Initially all are at same state of temperature & pressure. Step I  All undergo reversible adiabatic expansion to attain same final volume, which is double the original volume thereby causing the decreases in their temperature. Step II  After step I all are given appropriate amount of heat isochorically to restore the original temperature

step I no heat only work

                                  .

step II

no work only heat  CH4 SO2        O2 Ne O2 SO2 CH 4 Ne

P

V Mark the correct option (s). (A) Due to step I only, the decrease in temperature will be maximum for CH4. (B) During step II, heat given will be minimum for CH4 (C*) There will be no net change in internal energy for any of the gas after both the steps of  process 18

[Sol.

51.

are completed. (D) The P–V graph of CH4 & SO2 will be same for overall process.  Ideal gas & initial & final temperature are same E = 0 for all  (C) is correct Also  |w| is maximum for CH4 is step I & overall E = 0  | q | for CH4 will be maximum  option (B) is incorrect Since after step I, all have same volume, same moles & pressure of CH4 is highest  Temperature of CH4 will be highest & since initial it is same  decrease in temperature will be least  option (A) is incorrect    for SO2 & CH4 is different (due to vibrational degrees of freedom)  graph is different  option (D) is incorrect;  option (C) ] Which of the following statement(s) is/are false : 1 (A) rS for  N2(g)  N(g) is positive 2 (B*) Gsystem is always zero for a reversible process in a closed system (C*) G° for an ideal gas is a function of temperature and pressure (D*) entropy of a closed system is always maximized at equilibrium

52. (a) (b) (c)

[Sol. 53.

Two moles of an ideal gas (not necessarily monoatomic) is subjected to the following sequence of steps. It is heated at constant volume from  298 K to 348 K It is expanded freely into a vacuum to double volume. It is cooled reversibly at constant pressure to 298 K. Calculate total work done (|w|) in kJ for the overall process . Given : R = 8.3 JK–1 mol–1 [Ans. w = 0.83 kJ ] w = – n R T = –2 × 8.3 × –50 = 0.83 kJ] A cylindrical container of volume 44.8 litres is containing equal no. of moles (in integer no.) of an ideal monoatomic gas in two sections A and B separated by an adiabatic frictionless piston as shown in figure. The initial temperature and pressure of gas in both section is 27.3 K and 1 atm. Now gas in section 'A' is slowly heated till the volume of section B becomes (1/8)th of initial volume. Find change in enthalpy (H)  for section A in kcal.

19

Given : R = 2 cal/mol-K, Cv,m of monoatomic gas = [Sol.

3 R, 2

[Ans. 80.53 kcal]

At 1 atm & 0°C ideal gas occupy 22.4 litre. Initial volume in both section = 22.4 litre The gas in sec B is compressed reversibly & adiabatically T1V1 1  =  T2 V2 1

 V1   T2 = T1      V2 

 1

 27.3 × (8)2/3  4T1

 V1   T2  Final pressure P2 = P1   V   ×   T      1 × 8 × 4    32 atm  2  1 Final pressure in section A = final pressure in sec B     32 atm



 P2   V2  Final temperature in section A  T1   P     V   1  1

 32   27.3     (1.875)  1 

 1638 K

54.

55.

[Sol.

5 HA = nCp,m T   10× R × (1638 – 27.3) = 80.53 kcal Ans.] 2 What is the pKb of a weak base whose 0.1 M solution has pH = 9.5 ? (A) 7.5 (B*) 8 (C) 9 (D) 10

The equilibrium constant for the reaction A(g) + 2B(g) l C(g) is 0.25 dm6mol–2. In a volume of 5 dm3, what amount of A must be mixed with 4 mol of B to yield 1 mol of C at equilibrium. (A) 3 moles (B) 24 moles (C*) 26 moles (D) None of these A(g) + 2B (g) l C n 4    0 t = 0

20

n–1

4–2

KC = 0.25 = 

    1       equilibrium [ C] [C] 2   [A] =  2 [A ][B] [B] (0.25)

1 n 1  =   = 25  n = 26 moles Ans.  ] 5 5  0.25  2 2 56.

[Sol.

The molar heat capacity of an ideal gas are given by Cp, m = a + bT & Cv, m = c + bT, where a, b & c are constant and temperature in K. Which of the following is true for isoentropic process. (A) Ta–b Vb  ecT = constant (B*)Tc Va–c  ebT = constant (C) Ta–b VcT eb = constant (D) None of these Cp, m – Cv, m  = R (a + bT) – (c + bT) = R a – c = R

 dS =  

Cv R dT  +     dV T V

1 (c  bT)  dT + (a – c)    dV  = 0 V T c ln T + bT + (a – c) ln V + c' = 0 ln Tc + ln Va–c = – bT – c' Tc . Va–c  ebT = constant ]

S =  

57.

For the reaction 

[Sol.

CH3COCH3 + Br2    H      CH3COCH2Br + H+ + Br¯ the following data was collected [Acetone] [Br2] [H+] Rate of reaction (Ms–1) 0.15 0.025 0.025 6 × 10–4 0.15 0.050 0.025 6 × 10–4 0.15 0.025 0.050 12 × 10–4 0.20 0.025 0.025 8.0 × 10–4 The order of the reaction w.r.t. CH3COCH3 and Br2 respectively are : (A) 0,1 (B*) 1,0 (C) 1,1 (D) 1,2 Rate = k . [Acetone]x . [Br2]y . [H]z 6 × 10–4 = k . (0.15)x (0.025)y (0.025)z ... (i) –4 x y z 6 × 10  = k . (0.15)  (0.050)  (0.025) ... (ii) –4 x y z 12 × 10  = k . (0.15)  (0.025)  (0.050) ... (iii) –4 x y z 8 × 10  = k . (0.20)  (0.025)  (0.025) ... (iv)  0.025   (i)    (ii), 1 =    0.050 

y

y = 0, hence rate does not depend upon the concentration of Br2. 21

z

6  0.025  1 1   ;    =    (i)    (iii),   =   12  0.050  2 2



z = 1

3 3 (i)    (iv),   =    4 4

 58.

z

x

x = 1

]

Consider the reaction  A   B, graph between half life (t1/2) and initial concentration (a) of the reactant is

t1/2 a

Hence graph between  

(A)  

d[A ]  and time will be dt

d[A ]   dt

(B)  

d[A ]   dt

t

(C*)  

d[A ] dt

(D)  

d[A ] dt

t

t d[A ]  is not depend on concentration of reactant] dt

[Sol.

Zero order reaction t1/2 a & rate of reaction  

59.

Consider the reaction : A   B + C Initial concentration of A is 1 M. 20 minutes time is required for completion of 20 % reaction. d[B]  = k[A],  then half life (t1/2 ) is dt (A) 55.44 min. (B) 50 min

If 

[Sol.

(C*) 62.13 min

(D) None of these

0.693 1 C0 1 1 k =  . ln     =  . ln  t 1/ 2 t C 20 0 .8

t1/2 = 62.13 min. Ans.

] 22

60.

The enthalpy of neutralisation of HCl  and NaOH is –57 kJ mol–1. The heat evolved at constant pressure (in kJ) when 0.5 mole of H2SO4 react with 0.75 mole of NaOH is equal to 3 (B) 57 × 0.5 4 H+ + OH¯  H2O + 57 kJ mol–1

(A*) 57 ×  [Sol.

(C) 57

(D) 57 × 0.25

n H  = 2 ×  n H 2SO 4  = 2 × 0.5 = 1.0 n OH ¯  = nNaOH = 0.75

61.

[Sol.

3 Heat evolved = 0.75 × 57 =  × 57 kJ Ans. ] 4 How much heat will be required at constant pressure to form 1.28 kg of CaC2 from CaO(s) & C(s) ? Given : fH° (CaO, s) = – 152 kcal / mol. fH° (CaC2, s) = – 14 kcal / mol fH° (CO, g) = – 26 kcal / mol (A) + 112 kcal (B) 224 kcal (C) 3840 kcal (D*) 2240 kcal CaO(s) + 3C(s)   CaC2(s) + CO(g) fH° = (– 14 – 26) – (– 152)  = + 112 kcal / mol

Total heat required

62.

[Sol.

 1280    × 112 =    64 

   2240 kcal ]

What is the ratio of the energy yield on combustion of hydrogen atoms to steam to the yield on combustion of an equal mass of hydrogen molecules to steam? 1 Given : H2(g) +  O2(g)   H2O(g) H = – 242 kJ 2 B.E. (H – H) = 436 kJ (A) 0.80 : 1 (B) 1 : 0.80 (C) 1.80 : 1 H2(g)   2H(g) H1 = 436 kJ

(D*) 2.80 : 1

1 H2(g) +  O2(g)  H2O(g) H2 = – 242 2



 678  = 2.8 : 1 ]  242 A(g)  2B(g) ;rH = 20 kJ/mole   at 300 K If  CP,m(A) = 20 J/Kmol and CP,m(B) = 5 J/Kmol. Which of the following statement is correct? (A) H will be increase on increasing temperature (B*) H will decrease on increasing temperature. (C) H will be unaffected by temperature change.

 63.

1 2H(g) +  O2(g)   H2O(g)    H3 = – 678 kJ 2

Desired ratio is  

23

[Sol.

(D) H will decrease on decreasing temperature. rCp,m = – 10 J / K mole  rH2 = rH1 + rCp,m  T  rH2 <rH1 d

( H )  = rCp,m = – ve dT

]

64.

In a system, the equilibrium reaction : 2NH3(g)   N2(g) + 3H2(g) was studied starting with NH3 and Ne(inert gas). It is found that at 10 atm and 700 K, the equilibrium gaseous mixture contains 10 mole % each of NH3(g) and Ne(g). Calculate KP (in atm2) (A*) 432 (B) 420 (C) 864 (D) None of these

[Sol.

X N 2  +  X H 2 = 1 – 0.1 – 01 = 0.8 X N 2 = 

1  × 0.8 4

  0.2

X H 2 = 

3  × 0.8 4

  0.6

PNH3  = 0.1 × 10 = 1 atm PN 2 = 0.2 × 10 = 2 atm PH 2 = 0.6 × 10

 6 atm

KP = 2 × 216 KP = 432 (atm)2

Ans. ]

Paragraph for Question Nos.65 to 67 When the reactants are mixed in a chemical system, the system will proceed spontaneously to a position of lower free energy, and the system will eventually achieve equilibrium. At any point along the way from the pure reactants to equilibrium, the reactants are not at standard states. The change in Gibbs free energy for a reversible reaction under these non standard conditions, rG is related to rG° by the equation rG = rG°   +  RT ln Q When Q is the reaction quotient.Further more, as long as G is negative – that is the reaction is "descending" from the free energy of the reactants to the equilibrium position – the reaction is spontaneous. Eventually the system reaches equilibrium because no further change in concentration of reactants and products is seen at this point. G must be zero; that is there is no further change in free energy in the system. Substituting G = 0 and Q = K  into equation . 0 = G° + RT ln K or G° = – RT ln K 65.

The standard free energy of formation of NaBr(s) is –347 kJ/mol. Calculate G° for the reaction 2NaBr(s)  2Na(s) + Br2(l) 24

(A) –347 kJ (B) –694 kJ (C*) 694 kJ [Sol. Na (s)  + 1/2 Br2 (l)   NaBr(s)   G°=-347               The given reaction is  2 × {–G°} = + 694 kJ/Mole 66.

[Sol.

]

At 300 K, the standard free energy of formation of N2O5 (g) is – 43 kJ/mol. Calculate G for the following reaction. 2 N2 (g, 2 bar) + 5 O2 (g, 1 bar)  l  2 N2O5 (g, 2 bar) Given : ln 2 = 0.7, R = 8 J/K mol (A) – 94.4 kJ/mol  (B) –57.4 kJ/mol (C) –77.6 kJ/mol (D*) None of these G =G°+ RT lnQ  ;    where Q= Reaction quotient Q = 

PN2 2O5

22 = 1 1 .2

 =  5 2 P 2 .P 5 N2

O2

G = – 43 × 2 = –86 kJ/mol 67.

(D) 347 kJ

Ans.

]

What is the partial pressure of HCl(g) above an aqueous solution that is 2M in H+ and 1.5 M in Cl¯ at 2000  K. Reaction is H+(aq) + Cl¯(aq)  l   HCl (g) 7 Given : R = 8.0 J/mol.KfG° (HCl, g) = – 95 kJ / mol.,  fG° (Cl¯, aq) = – 131.848 kJ / mol., 2000  K. 7 (A) 0.03 bar (B) 10–7 bar (C*) 3 × 10–7 bar H+(aq) + Cl¯(aq)  l   HCl(g) fG° = fG° (HCl) – fG°(H+, aq) – fG° (Cl¯, aq) fG° = – 95 – (– 131.848)  =  36.848 kJ/mol or 36848 J/mol fG° = – 2.303 RT log K

all data at  [Sol.

1 × 36.848 = – 2.303 × 8 × 

2000  log K 7

;

2000 = – 

(D) 3.33 × 10–8 bar

2000  log K 7

K = 10–7 K = 

68.

PHCl P (in bar )  =  2 1.5 ;  [H ] [Cl ¯]

P = 3 × 10–7  bar

]

Which of the following statement(s) are true about Z vs P graph for a real gas at a particular temperature.

25

behaviour of most  real gases

Z

P

X dZ 0 dP =

(A*) Z  1 as P  0 for most real gases (B*)  dZ dP  is –ve as P  0 for most real gases (C)  dZ dP  0 at a pressure where repulsive and attractive forces are comparable. (D*) At point X, intermolecular attractive forces dominating over repulsive forces. 69.

A real gas obeys the equation P  Vm  b   = RT, where (b = 0.1 L/mol), if 2 moles of gas is slowly compressed from 1.2 litre to 0.6 litre at 300K then work done in the process is : (A) 1.99 kJ (B*) 4.59 kJ (C) 7.69 kJ (D) 3.93 kJ V2

[Sol.

w = –   P dV V1

n RT 2RT P (V – n × 0.1) = nRT     or    P =  V  0.2 n   =  V  0.2

V2

1 = –2 RT    (V  0.2)  dV V 1

V2  0.2 V2  0.2 = – 2RT  ln   V  0.2 = – 2.303 × 2RT × log  V  0.2 1 1

= – 2.303 × 2 × 8.314 × 10–3 × 300   log  70.

0.4 1

 + 4.59 kJ

Ans.

]

SO3 gas is entering the environment at a constant rate of 6.93 × 10–6 gm/L/day due to the emission of polluting gases from thermal power plant, but at the same time it is decomposing & following first order kinetics with half life of 100 days. Based on above information select the true statement(s). (A*) Concentration of SO3 in Kota is 1.25 × 10–5 M (Assume SO3 present in Kota with constant concentration  means rate of formation and dissociation of SO3 are equal ) (B*) If SO3 emission is stopped then after 1000 days its concentrations will reduce to  ~  1.2 ×10–8 M. (C) If 103 L of air is passed through 1 L pure water (assuming all SO3 to be dissolved in it) & resulting       solution is titrated against 1 N, NaOH solution of which 15 ml is consumed. (D) An industry is manufacturing H2SO4 at the rate of  980 kg  per day with the use of SO3 in air it 26

[Sol.

should      use 8 × 105 Litre air /day. Assuming SO3 conc. to be x M (A)

dx 6.93  10 6  =   – k · x dt 80

when SO3 concentration will reach steady state  or constant concentration dx  = 0 dt 6 . 93  10 6 6 . 93  10 6 x =   =   = 1.25 × 10–5 M 80  k 80  0.693  10  2

(B) M (C)

(D)

 [SO 3 ]0  1  ; [SO ]  = 1.25 × 10–8 Total time  = 10 t1/2 = 10 × 100 = 1000 days ; k =   ln   3 t [ SO ] t 3 t   Eq. of SO3 = Eq. of NaOH 103 × 1.25 × 10–5 × 2 = 1 × V V = 2.5 × 10–2 litre Mol of SO3 = Mol of H2SO4

980  103 ; V = 8 × 108 litre 98 What is the equivalent weight of H2SO4 in the reaction ? H2SO4 + NaI  Na2SO4 + I2 + H2S + H2O (A) 12.25 (B) 49 (C*) 61.25 5H2SO4 + 8NaI  4Na2SO4 + 4I2 + H2S + 4H2O n-factor of H2SO4 = 8/5

V × 1.25 × 10–5 = 

71.

[Sol.

Eq. wt. =  72.

[Sol.

]

(D) None of these

mol.wt. 98 5  =    61.25   Ans. ] n 8

Pressure of 10 moles of an ideal gas is changed from 2 atm to 1 atm against constant external pressure without change in temperature. If surrounding temperature (300 K) and pressure (1 atm) always remains constant then calculate total entropy change (Ssystem + Ssurrounding) for given process. [Given : n2 = 0.70 and R = 8.0 J/mol/K] (A) 56 J/K (B) 14 J/K (C*) 16 J/K (D) None of these p1 2 Ssystem = nRln  p  = 10 × 8 ln   = 56 J/K 1 2

Ssurrounding = –

q T

U = q + w = 0  or

q = –w = Pext (V2 – V1)

 nRT nRT  P P  1    = nRT    ext  ext   = 10 × 8 × T   1    q = Pext   P1  P1   2  P2  P2 q = 40 T 27

q   –40 J ; Ssystem + Ssurr = 56 – 40  16 J/K Ans. ] T The enthalpy of tetramerization of X in gas phase (4X(g)  X4(g)) is – 100 kJ/mol at 300 K. The enthalpy of vaporisation for liquid X and X4 are respectively 30 kJ/mol and 72 kJ/mol respectively. S for tetramerization of X in liquid phase is – 125 J / K mol at 300 K. What is the G at 300 K for tetramerization of X in liquid phase ? (A) –52 kJ/mol (B) –89.5 kJ/mol (C*) –14.5 kJ/mol (D) None of these 4X(l)  4X(g)    X4(g)   X4(l) for tetramerization of liquid H = 30 × 4 – 100 – 72 H = – 52 kJ/mol S = – 125 J/mol / K G = H – T.S G = –52 – 300 × (–125) / 1000  = –52 + 37.5 G = –14.5 kJ/mol Ans. ]

Ssurrounding =  73.

[Sol.

74.

[Sol.

75.

What is the value of fH° (C2H6,g) ? Given : fH° (CH4, g) = –66 kJ/mol ; subH° (C, S) = 718 kJ/mol B.E. (C – C) = 345 kJ/mol ,   B.E. (H – H) = 436 kJ/mol (A*) –85 kJ/mol (B) 633 kJ/mol (C) –185 kJ/mol Let B.E. of C – H is x C(s) + 2H2 (g)  CH4(g) –66 = 718 + 2 × 436 – 4 × x ; B.E. (C – H) = 414 kJ/mol 2C(s) + 3H2(g)  C2H6(g) fH°(C2H6, g) = 2 × 718 + 3 × 436 – 345 – 6 × 414 = –85 kJ/mol    Ans. ]

(D) None of these

Statement -1 : Total number of moles in a closed system  at new equilibrium is less than  the old equilibrium if some amount of a substance is removed from a system (consider a reaction A(g) B(g) ) at equilibrium. Statement -2 : The number of moles of the substance which is removed, is partially compensated as the system reached to new equilibrium. (A*) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is correct explanation for statement-1. (B) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is NOT the correct explanation for statement-1. (C) Statement-1 is false, statement-2 is true. (D) Statement-1 is true, statement-2 is false. Paragraph for Question Nos. 76 to 78 If we know the equilibrium constant for a particular reaction, we can calculate the concentrations in the equilibrium mixture from the initial concentrations. Commonly only the initial concentration of reactants are given.

76.

In a study of equilibrium H2(g) + I2(g) l 2HI (g) 1 mol of H2 and 3 mol of I2 gave rise at equilibrium to x mol of HI. 28

Addition of a further 2 mol of H2 gave an additional x mol of HI. What is x? (A) 0.5 (B) 1 (C*) 1.5 (D) None of these Q.77 In above problem, what is Kp at the temperature of the experiment. (A) 1 (B) 2 (C*) 4 [Sol.1 & 2 H2(g) +  I2(g) l 2HI (g) m I Eq 1 – x/2 3 – x/2 x x x  II Eqm  3   – 2 2  or (3 – x)

x x   3   –  2 2  3 – x

(2x ) 2 x2  =  x (3  x ) 2  x  1   3   2  2 

(D) None of these

x + x 2x 

x = 1.5 Ans.

(x )2 (1.5) 2 Kc =  1  x  3  x   =   = 4 Ans. ( 1  0 . 75 )  ( 3  0 . 75 ) 2  2 

]

Q.78 In a study of equilibrium 2SO2(g) + O2(g) l 2SO3(g). Starting with 2 mole SO2 and 1.5 mole O2 in 5 litre flask. Equilibrium mixture required 0.4 mole KMnO4 in acidic medium. Hence KC is : (A) 0.2 (B*) 5.0 (C) 675.0 (D) None of these [Sol. 2SO2(g) + O2(g) l 2SO3(g) Initial 2      1.5 0 At equilibrium 2–2x      1.5 – x 2x  (2 – 2x) × 2 = 0.4 × 5 x = 0.5 [SO 3 ]2 (1 / 5) 2 KC =   =  = 5  Ans.] [SO 2 ]2 [O 2 ] (1 / 5) 2 (1 / 5)

Q.79 Select incorrect statement(s) : (A*) Entropy of an isolated system always remains constant during phase transition process (B*) Ssurrounding < 0 for reversible condensation of vapour (C*) fG° > 0 for Br2(g) at high temperature. (D*) A2(g) + B2(g)  2AB(g) + 200 kJ.       On the basis of above information Hf°(AB, g) is 100 kJ/mole. Q.80 Select correct statement(s) : (A) Work is an intensive property (B*) If enthalpy of solvation of ions A+(g) and B+(g) is greater than |Lattice energy| then Hsolution of AB(s) is negative. (C*) In irreversible adiabatic compression of an ideal gas, increase in temperature is more as compare 29

final (D)

to reversible adiabatic compression if process is carried out from same initial state to same pressure. The equivalent weight of MnSO4 is half of it's molecular weight when it is converted to Mn2O3

Q.81MATCH THE COLUMN Column-I

Column-II

2HCl(g)  H2(g) + Cl2(g)

(P)

H = +ve ; S = +ve

(B)

2O3(g)  3O2(g)

(Q)

H = –ve ; S = +ve

(C)

MgCO3(s)  MgO(s) + CO2(g)

(R)

H = –ve ; S = –ve

(D)

2NO2(g)  N2O4 (g)

(S)

H = +ve ; S  ~ –  0

            (A)

[Ans. (A) S, (B) Q, (C) P, (D) R]

Paragraph for Question Nos. 82 to 84 A reaction is said to be first order if it's rate is proportional to the concentration of reactant. Let us consider a reaction A(g)    B(g)   +  C(g) At  t = 0   a 0 0 At time t a – x x x The rate of reaction is given by the expression 

dx  = k(a – x) and integrated rate equation for a given dt

1  a   where a = initial concentration and (a – x) = concentration reaction is represented as  k =   ln   t ax

of A after time t. Q.82 Thermal decomposition of compound X is a first order reaction. If  75% of  X is decomposed in 100 min. How long will it take for 90% of the compound to decompose? Given : log 2 = 0.30 (A) 190 min (B) 176.66 min (C*) 166.66 min (D) 156.66 min [Sol.

 1  1  k =   ln   t  1 1 / 4  k = 

  

1  ln (4) 100

ln ( 4) 100

30

 100     × ln (10) t =   ln (10)       k  ln 4  100   166.66 min. Ans. ] 0.6 Consider a reaction   A(g)   3B(g) + 2C(g) with rate constant 1.386 × 10–2 min–1. Starting with 2 moles of A in 12.5 litre vessel, if reaction is allowed to takes place at constant pressure & at 298K then find the concentration of B after 100 min. (A) 0.04 M (B) 0.36 M (C*) 0.09 M (D) None of these

 Q.83

[Sol.

0.693 k =  t 1/ 2

  t1/2 = 

after 100 min (moles remaining)

A(g)      3B(g)  +  2C(g) 2 – x 3x   2x = 0.5 4.5   3

Vf nf  =  Vi ni



0.693      50 min 1.3860  10 2

  

8  × 12.5     50 litre 2

concentration of B after 100 min = 

4 .5  = 0.09 M 50

Ans.

]

Q.84 Decomposition of H2O2 is a first order reaction. A solution of H2O2 labelled  as "16.8 V"  was left open.  Due  to  this,  some  H2O2  decomposed.  To  determine  the  new  volume  strength  after 2.303 hours, 20 mL of this solution was diluted to 100 mL. 25 mL of this diluted solution was titrated against 37.5 mL of 0.02 M KMnO4 solution under acidic conditions [Given : STP is 1 atm and 273 K] The rate constant (in hr–1) for decomposition of H2O2 is : (A) 0.15 (B) 0.30 (C*) 0.60 (D) None of these [Sol.

16.8 = 3 5.6 Initial m.equivalent of H2O2 = 3 × 20 = 60

Normality (N) = 

m.equivalent of H2O2 remaining after 2.303 hrs = 37.5 × 0.02 × 5 × 

100  = 15 25

 Initial m.eqivalent of H 2 O 2  1  k =   ln   t  m.equivalent of H 2 O 2 after time t  k = 

2.303  60    log    2.303  15 

k = 0.60 hr–1 Ans. ]

31

Q.85 What is the mass of H2O present in air in 10 litre closed vessel with 80% relative humidity at 1 atm and 300 K? Given : Vapour pressure of H2O is 30 torr at 300 K. (A*) 0.23 gm (B) 0.36 gm (C) 2.3 gm (D) 3.6 gm [Sol.

P . Pressure of H 2 O % R.H. =  Vapour Pressure of H O  × 100 2

80 = 

PH 2O 30

 ×100

PH 2O = 24 torr

PV = 

w H 2O M

RT   

w H 2O 24 ×10 =  × 0.0821 × 300 760 18

w H 2O  = 0.23 gm

Ans.    ]

Q.86 The heat capacity of liquid water is 75.6 J / mol.K, while the enthalpy of fusion of ice is 6.0 kJ/mol. What is the smallest number of ice cubes at 0°C, each containing 9.0 g of water, needed to cool 500 g of liquid water from 20°C to 0°C? (A) 1 (B) 7 (C*) 14 (D) None of these [Sol.

500  × 75.6 × 20 18 Let n number of cubes are required

Heat released by water = 

9 500  × 6000 =   × 75.6 × 20 18 18  n = 14 Ans. ]

so,

n × 

Q.87 In two different vessels X and Y containing H2O(l) at the same temperature, the vacant space left over the surface of H2O(l) is V and 3V. What is the weight ratio ( WH 2O in X / WH 2O in Y )  of vapours in

[Sol.

two vessels? (A*) 1 : 3 (B) 3 : 1 At constant pressure & temperature V  n

(C) 1 : 4

(D) 1 : 1

V1 n1  =  V2 n2 w1 1   w  3 2

Ans. ]

32

Q.88 G° for the dissociation of the dimer (A2 l 2A) in benzene solution at 27°C is 6.909 kcal/mol. If  8 moles of A  is dissolved in 10 dm3 of benzene at 27°C. What is the ratio of equilibrium concentration of monomer to dimer   [A] [A 2 ]  ? Given : R = 2 Cal/ mol. K [Sol.

(A*) 1 : 200 (B) 1 : 100 G° = – RT ln Keq 6.909 × 1000 = – 2 × 300 × 2.303 log KC – 5 = log KC  or KC = 10–5

(C) 200 : 1

(D) 800 : 1

K 'C  = 1/KC =105 for reaction 2A  l  A2 0.8–2x            x   K 'C  is very high

so 2x  ~   0.8

~  y  0.8 – 2x    105 = 

0 .4 ( y) 2

;

y =   (0.4 × 10–5) 1/2

[A ] y 2  10 3 5 1    [A 2 ] =  x 0 .4 1000 200

Ans.

 2 × 10–3

 ]

Q.89 2gm of an impure mixture of MgCO3 was dissolved in 50 ml of 0.8 M HCl. The excess of acid r e q u i r e d 20 ml of 0.2M NaOH for complete neutralization. The percentage of MgCO3 in the sample will be (A) 7.56 % (B) 37.8 % (C*) 75.6 % (D) None of these [Sol. Let weight of MgCO3 is x gm 

x 50 20  × 2  =    × 0.8 –   × 0.2 84 1000 1000

x = (0.04 – 0.004) ×  

% of CaCO3 = 

84  = 1.512 2

1.512  × 100  =  75.6 ] 2

Q.90 Following two equilibrium is simultaneously established in a container PCl5(g)      PCl3(g)  +  Cl2(g) CO(g)  +  Cl2(g)     COCl2(g) If some Ni(s) is introduced in the container forming Ni (CO)4 (g) then at new equilibrium (A) PCl3 concentration will increase (B*) PCl3 concentration will decrease (C) Cl2 concentration will remain same (D) CO concentration will remain same Q.91 Phase diagram of CO2 is shown as following

33

73 Liquid

Solid

67       P (atm)

5 Gas

1 195 217

298 304 T(K)

Based on above find the correct statement(s) (A) 298K is the normal boiling point of liquid CO2 (B) At 1 atm & 190 K CO2 will exist as gas. (C*) CO2(s) will sublime above 195K under normal atmospheric pressure (D*) Melting point & boiling point of CO2 will increase on increasing pressure Q.92 100 ml 0.5 N H2SO4 (strong acid) is neutralised with 200 ml 0.2M NH4OH in a constant pressure calorimeter which results in temperature rise of 1.4 °C. If heat capacity of calorimeter content is 1.5 kJ/°C. Which statement is/are correct Given : HCl + NaOH    NaCl + H2O + 57 kJ CH3COOH + NH4OH    CH3COONH4 + H2O + 48.1 kJ (A*) Enthalpy of neutralisation of HCl v/s NH4OH is – 52.5 kJ/mol (B*) Enthalpy of dissociation (ionization) of NH4OH is 4.5 kJ/mol (C) Enthalpy of dissociation of CH3COOH is 4.6 kJ/mol (D*) H for 2H2O(l)  2H+ (aq.) + 2OH¯(aq.) is 114 kJ [Sol. H2SO4 + 2NH4OH  (NH4)2SO4 + 2H2O Initial m.moles

100 0.5 2 = 25

Hneutralisation  = – 

200×0.2 = 40 (limiting reagent)

1.5 1.4 = –52.5 kJ/mol 40 103

Hneutralisation  of NH4OH with strong acid = 52.5 kJ/mol Hneutralisation  = Hionisation  + rH (H+ + OH¯  H2O) – 52.5 = x – 57  Hionisation  (NH4OH) = x  4.5 kJ/mol for NH4OH and CH3COOH : Hneutralisation  = Hionisation  (NH4OH) + Hionisation  (CH3COOH) + rH (H+ + OH¯  H2O) = – 48.1 = 4.5 + y – 57 Hionisation  of CH3COOH = y  4.4 kJ/mol 34

for 2H2O (l)  2H+ + 2OH¯ H = + 2 × 57 = 114 kJ Ans. ]

Q.93 Calculate the enthalpy of sublimation of C(s) in kJ/mol from the following data Given : Resonance energy of CH3COOH(g) is –110 kJ/mol fH (CH3COOH, g) = – 415 kJ/mol, Hf (H,g) = 220 kJ /mol Bond energy (in kJ/mole) C – H = 410 kJ/mol ; C – C = 345  kJ/mol C = O = 730 kJ/mol ; C – O = 350 kJ/mol O – H = 460 kJ/mol ; O = O = 500 kJ/mol [Ans. 715]

[Sol.

H O | || 2C(s) + 2H2(g) + O2(g)   H  C  C  O  H(g ) | H

Let enthalpy of sublimation of C(s) is x Hf (CH3COOH, g)  = – 415 kJ/mol = 2 × x + 4 × 220 + 500 –110 – 3 × 410 – 345 – 730 – 350 – 460  enthalpy of sublimation of C(s) = 715 kJ/mol Ans. ] Q.94 A 1 litre reaction vessel which is equipped with a movable piston is filled completely with a 2 M aqueous solution of  H2O2 .The H2O2 decomposes to H2O (l) and O2(g) is a first order process with half  life 5 hrs at 300 K. As gas formed, the piston moves up against constant external pressure of 1 atm. Calculate the magnitude of work done (in Cal) by the gas from the start of sixth hour till the end of 15 hrs? Given : R = 2 Cal/mol. K [Ans. 225] [Sol. At the end of 5 hours Moles of H2O2 remaining = 

21  1 2

at the end of 15th hours 2 1 1  4 23 Moles of H2O2 decayed in given time interval = 1– 0.25  0.75 moles of O2 formed = 0.375 W = –PV = – nRT = – (0.375) × 300 × 2 cal = – 225 cal  225 Ans. ] Statement-1 : In general phenolphthalein is used as an indicator for the titration of weak acid

Moles of H2O2 remaining = 

Q.95

35

(HA) against strong base (NaOH). Statement-2 : At equivalent point solution is basic. (A) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is correct explanation for statement-1.               (B*) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is NOT the correct explanation for statement-1. (C) Statement-1 is true, statement-2 is false. (D) Statement-1 is false, statement-2 is true. Q.96 The mass of P4O10 produced if 440 gm of P4S3 is mixed with 384 gm of O2 is P4S3 + O2  P4O10 + SO2 (A) 568 gm (B*) 426 gm (C) 284 gm (D) 396 gm Q.97 Volume of water which must be added to 8M HCl to make 2 lit. of  7.3 % w/v HCl solution is (A*) 1.5 lit. (B) 0.5 lit. (C) 1 lit. (D) 2 lit. Q.98 Molarity of aqueous NaOH solution will be, if mole fraction of NaOH in the solution is 0.5. [Given : density of pure NaOH = 4 gm/ml] (A) 76.92 (B*) 35.71 (C) 68.96 (D) 26.46 Q.99 The molarity of OH¯ ion in the final solution, if 200 ml of 8 M HCl solution is mixed with 800 ml of 2M Ca(OH)2 solution, is (A) 0.08 M (B*) 1.6 M (C) 3.2 M (D) 0.16 M Q.100 Calculate percentage change in Mavg of the mixture, if PCl5 undergo 50% decomposition. PCl5  PCl3 + Cl2 (A) 50% (B) 66.66 % (C*) 33.33 % (D) Zero Q.101 For which of the following solution, minimum amount of NaOH is required for complete neutralisation. [Assume complete dissociation of acid ] (A) 50 ml H2SO4 solution [basicity = 2]  (dsolution = 2 gm/ml) ,  % w/w = 98 (B) 50 ml H3PO4 solution [basicity = 3] (dsolution = 2 gm/ml) ,  % w/w = 98 (C) 100 ml HCl solution [basicity = 1]  (dsolution = 1.5 gm/ml)  ,  % w/w = 36.5 (D*) 100 ml HNO3 solution [basicity = 1] (dsolution = 1.5 gm/ml) , % w/w = 36.5 Q.102 Statement -1 : For a very dilute solution molality & molarity are always approximately equal Statement -2 : Mass of solution is always approximately equal to mass of solvent for a very dilute solution. (A) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is correct explanation for statement-1. (B) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is NOT the correct explanation for statement-1. (C*) Statement-1 is false, statement-2 is true. (D) Statement-1 is true, statement-2 is false. Q.8

Statement -1 : Molality of pure ethanol is lesser than pure water. Statement -2 : As density of ethanol is lesser than density of water. [Given : dethanol = 0.789 gm/ml; dwater = 1 gm/ml] (A) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is correct explanation for statement-1. 36

(B*) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is NOT the correct explanation for statement-1. (C) Statement-1 is false, statement-2 is true. (D) Statement-1 is true, statement-2 is false. Q.9

'2V' ml of 1 M Na2SO4 is mixed with 'V' ml of 2M Ba(NO3)2 solution. (A) Molarity of Na+ ion in final solution can't be calculated as V is not known. 2 (B) Molarity of BaSO4 in final solution is  M . 3 4 (C*) Molarity of  NO3 in final solution is  M. 3 2 (D) Molarity of  NO3 is final solution is M . 3

Q.10 Select the option(s) which have equal number of 'O' atom. (A) 10 ml H2O(l) (B*) 0.15 mole of V2O5 (C*) 12 gm O3(g) (D) 12.044 ×1022 molecules of CO2 Q.11 The incorrect option(s) is / are: For the reaction, aA(g) + bB(g)  cC(g) + dD(g) [Given : a + b  c + d] (A) Vapour density of mixture increases with the progress of reaction if (a + b) > (c + d). (B) Percentage change in vapour density, with progress of reaction depends upon extent of reaction. (C*) Variation of vapour density of the mixture, with progress of reaction doesn't depend on stoichiometric        coefficients of the species. (D*) Vapour density of mixture decreases with the progress of reaction if (a + b) > (c + d). Q.12 [It is known that the formation of CO or CO2 depends upon the relative amount of O2 and carbon. When O2 is limited it gives CO, when in excess gives CO2. CO can be converted to CO2 when reacted with O2.] 1 When 1 mol of CO is formed from 1 mol of carbon and   mol of O2 , 25 Kcal heat is evolved. 2 When 1 mol of CO2 is formed from 1 mol of carbon and 1 mol of O2 , 75 Kcal heat is evolved.

Select the option(s) in which heat evolved is more than 100 Kcal. (A) 10 mol of carbon and 1.5 mol of O2

(B*) 36 gm of carbon and 96 gm of O2

(C*) 6 mol of carbon and 3 mol of O2

(D) 72 gm of carbon and 32 gm of O2

Q.13 10 ml sample of H2SO4 solution (sp. gr. of solution = 1.47) is treated with 10 gm impure KI solution. The final mixture is neutralised by 20ml of 8 % (w/v) NaOH solution for left H2SO4. The liberated I2 is divided  into two parts 37

Evolved I2 Part - II

Part - I Passed through 20 ml Na2S2O3 solution yielded 0.3 g NaI

Passed through excess KCl Gives 0.497 g of Cl2

Reactions : 8KI + 5H2SO4    4K2SO4 + 4I2 + H2S + 4H2O H2SO4 + 2NaOH   Na2SO4 + 2H2O I2 + 2Na2S2O3  2NaI + Na2S4O6 I2 + 2KCl   2KI + Cl2 Column I

Column II

(A)

M Na 2S2O3

(P)

26.56

(B)

% (w/W) of H2SO4

(Q)

0.1

(C)

% purity of KI

(R)

0.008

(D)

Total moles of I2 evolved

(S)

20 [Ans.  (A)Q, (B) S, (C) P, (D) R]

Q.1

H3PO4 undergoes dissociation as H3PO4  3H+ +  PO 34 if 

8 n cation  n anion  =  3 (n H3PO 4 ) undissociated

Calculate % dissociation of H3PO4.

[Ans. 40%]

Q.2

Tha action of bacteria on meat and fish produces a poisonous compound called cadaverine. As its name and origin imply, it stinks! It is observed that 510 gm of it contains 300 gm carbon, 70 gm hydrogen & rest is nitrogen. Given that its molar mass is 102 g/mol. Determine the molecular formula of cadaverine. [Ans. C5H14N2]

Q.3

A sample of MgCO3 contains impurities which do not react with a acid. When 10 grams of the sample were reacted with the acid, 2463 ml of carbon dioxide were obtained at 27°C and 1 atm pressure. Calculate the % purity by mass of the sample? [R = 0.0821 atm.L / mole / K] [Ans. 84%]

Q.4

Calculate the amount of ZnO produced (in gm) when 195 gm of ZnS reacts with 89.6 l  O2 at 1 atm and 273 K. ZnS + O2  ZnO + SO2 [Ans. 163 gm] 38

Q.5

Once Tom & Jerry entered a chemistry lab where a chemist was preparing 3 l H2SO4 solution. He labelled the solution as 10 m (dsolution = 3.3 gm/ml). As the chemist left the lab, a mischief came in Tom's mind. He tried to throw the solution on Jerry but failed. In doing so some of the H2SO4 solution fell on the floor, so he added water to make it again to 3 l. The chemist returned back & got astonished when he saw the result of analysis, that were d = 1.5 gm/ml  and  % w/w = 98. Find out the moles of H2SO4 which fell down on the floor. [Ans.  5 mol]

Q.6

Two liquids 'A' (Molecular mass = 40) and 'B' (Molecular mass = 20) are partially miscible. When 1 mol of A and 3 mol of B are shaken together and allowed to settle, two layer 'L1' and 'L2' are formed as shown in diagram.

L1 L2 Layer 'L1' contains 0.1 mole fraction of 'A' and layer 'L2' contains 0.4 mole fraction of A calculate the ratio of masses of layer L1 to layer L2. [Ans.  Q.7

11 ] 14

Preparation of cobalt Metaborate involves the following steps of reactions: (i)

Ca2B6O11 + Na2CO3 (aq)  Boiled  CaCO3 (insoluble) + Na2B4O7 + 2NaBO2

(ii)

 Na2B4O7    NaBO2 + B2O3

(iii)

 CoO + B2O3   Co(BO2)2.

(a)

Mass of Ca2B6O11 in kg required to produce 14.5 kg of Co(BO2)2 , assuming 100% yield of each reaction.

(b)

If the yield of reaction (i), (ii) & (iii) is 60%, 

200  % & 32.2 % respectively. Calculate mass of 3

Ca2B6O11 in kg required to produce 14.5 kg of Co(BO2)2. [Ans. (a) 32.2 kg, (b) 250 kg  ] Q.8

(a) (b) (c)

Water is added to 3.52 grams of  UF6.The products are 3.08 grams of a solid [containing only U,O and F] and 0.8 gram of a gas only. The gas [containing  fluorine and hydrogen only], contains 95 % by mass fluorine. Determine the empirical formula of the gas. What fraction of fluorine of the original compound is converted into gaseous compound. What is the empirical formula of the solid product? 39

(d)

Write a balanced equation for the reaction of UF6 and H2O. [Assume that the empirical formula is same as molecular formula.] [Ans. (a) HF; (b) 66.66 % F in gas, 33.33 % F in solid; (c) UF2O2; (d) UF6 + 2H2O  UF2O2 + 4HF ]

Q.1

A mixture consisting of 0.010 mole each of C2H2 and O2 is confined to one liter vessel and caused to react to its maximum extent in order to give CO2 and H2O. If all substances remain in the gaseous state at 110oC, what will be the final pressure of the gases in the vessel? (A*) 0.566atm (B) 0.498 atm (C) 0.460 atm (D) 0.440 atm

Q.2

The ionization enthalpy of hydrogen atom is 1.312 × 106 J mol–1. The energy required to excite the electron in the atom from n = 1 to n = 2 is (A*) 9.84 × 105 J mol–1 (B) 8.51 × 105 J mol–1 5 –1 (C) 6.56 × 10  J mol (D) 7.56 × 105 J mol–1

Q.3

For the given reaction: H2(g) + Cl2(g) 2H+(aq) + 2Cl¯ (aq)

;

G° = – 262.4 kJ

The value Gibbs free energy of formation ( G of ) for the ion Cl¯ (aq) is: (A*) –131.2 kJ mol–1 (B) + 131.2 kJ mol–1 (C) –262.4 kJ mol–1

(D) +262.4 kJ mol–1

Q.4

A reaction that is spontaneous can be described as: (A) releasing heat to the surroundings (B) having the same rate in both the forward and reverse directions (C) proceeding in both the forward and  reverse directions (D*) proceeding without external influence once it has begun.

Q.5

Oxidising power of chlorine in aqueous solution can be determined by the parameters indicated below: 1 Calculate the energy involved in the conversion of   Cl2(g) to Cl¯(aq) 2

Using the data,  diss H Cl2 = 240 kJ mol–1 , eg H Cl = –349 kJ mol–1 , hyd H Cl  = –381 kJ mol–1. (A) + 120 kJ mol–1 Q.6

(C*) –610 kJ mol–1

(D) –850 kJ mol–1

For the following three reactions a, b, and c, equilibrium constants are given : (a) CO(g) + H2O(g) l CO2(g) + H2(g) ; K1 (b) CH4(g) + H2O (g) l CO (g) + 3H2 (g) ; K2 (c) CH4(g) + 2H2O (g) l CO2(g) + 4H2 (g) ; K3 Which of the following relations is correct? (A) K3.  K 3 .K 32  K12 (C) K2K3 = K1

Q.7

(B) + 152 kJ mol–1

(B)  K1 K 2  K 3 (D*) K3 = K1K2

Standard entropy of  formation of X2, Y2 and XY3 are 60, 40 and 50 JK–1 mol–1 respectively. For the 1 3 reaction,  X2 +  Y2  XY3, H° = – 30 kJ to be at equilibrium the temperature will be 2 2

40

(A) 1000 K Q.8

(B) 1250 K

(C) 500 K

(D*) 750 K

Q.9

Calculate G for the following reaction if the hydrogen is supplied at 4.00 atm and the oxygen is supplied at 3.00 atm, while the water produced is at 1.0 atm pressure. 2H2(g) + O2(g) 2H2O(g)  G°298 = – 229 kJ/mol (A*) –239 kJ (B) – 9819 kJ (C) 453 kJ (D) –10148 kJ For which of the following processes would S° be expected to be most positive? (A*) C6H12O6(s) + 6 O2(g) 6 CO2(g) + 6 H2O(g) (B)CO2(g)  CO2(s) (C) Na+(aq) + Cl– (aq)  NaCl(s) (D) Cl2(g) + H2(g)  2HCl(g)

Q.10 (a) (b) (c)

Calculate the standard molar entropy change for the following reactions at 298 K. 4Fe (s) + 3O2 (g)  2Fe2O3 (s) Ca (s) + 2H2O (l)  Ca (OH)2 (aq) + H2 (g) Na2CO3 (s) + 2HCl (aq)  2NaCl (aq) + H2O (l) + CO2 (g) S° J/K mole

Fe (s)

O2 (g)

27.28 205.14

Fe2O3 (s)

Ca (s)

H2O (l )

87.40 41.42 69.91

Ca(OH)2 (aq)

H2 (g)

-74.5 130.68

Na2CO3 (s) 136

HCl (aq) 56.5

NaCl (aq)

CO2 (g)

115.5 213.74

[Ans. (a) – 549.74 J/K  (b) – 125.06 J/K (c) + 265.65 J/K ] Q.11

In a fuel cell (a device for producing electricity directly from chemical reaction), methanol is used as fuel and oxygen gas is used as oxidiser. The reaction is 3 CH3OH(l) +  O2(g)  CO2(g) + 2H2O(l) 2 The Gibb’s free energy of formation for CH3OH(l), CO2(g) and H2O(l) are respectively –166.2, –394.36  and –237.13 KJ/mole respectively. The standard enthalpy of combustion of methanol is –726 KJ/mol. Calculate efficiency of conversion of Gibb’s energy into useful work (that is what percentage of heat obtained at constant pressure in this reaction can be obtained as electrical work). [Ans. 96.7%]

Q.1 (a) (b) (c) (d) (e) (f) Q.2

True or False. Molar internal energy is an intensive property. [T] Heat capacity at constant pressure is an extensive property [T] Reversible process can be reversed at any point in the process by making infiniterimal change. [T] Less heat is absorbed by the gas in the reversible isothermal expansion as compared to irreversible. [F] The entropy of a closed system with P–V work only is always maximized at equilibrium. [F] When a substance is in its thermodynamics standard state, the substance must be at 25°C. [F] For the reaction taking place under standard state condition (Assume H° and S° do not vary with temperature) 2A (g) + B (g)  C (g) : H° = + 20 KJ/mole If S° of reaction is – 20 J/K mole

41

Then (A) The reaction will attain equilibrium at very high temperature (B) The equilibirum will be attained at 100 K (C) Equilibrium will be attained at very low temperature (D*) Equilibrium can not be attained at standard state condition Q.3

1.00 g of water is introduced into a 5.00 L evacuated flask at 50°C. What mass of water is present as liquid when equilibrium is established? Vapour Pressure , 50°C H2O 92.5 mmHg (A) 0.083 g (B) 0.41 g (C*) 0.59 g (D) 0.91 g

Q.4

What are the signs of H and S for this reaction? 2C(s) + O2(g)  2CO (g) H S (A) — — (B*) — + (C) + + (D) + —

Q.5

 What is the most probable distance of a 1s electron in a He+ ion. The wavefunction for 1s orbital is  Z3   Zr / a 0  e   given by   where a0 = radius of first Bohr's orbital in H–atom  (52.9 pm)  a 3   0

(A) 52.9 pm Q.6

(B) 13.25 pm

(C) 6.61 pm

(D*) 26.45 pm

Show  that  ratio  of  wavelengths  of  x th   and  y th   line  of  Balmer  series  is  given  by

x

2  y  ( x  2)   y  4    y  =   x  (x  4)   ( y  2) 2

   . Calculate  4  for Balmer series.  5 

405 ] 392 Hey congrats! you have been selected by the NASA for its "Mission to Mars". You are supposed to bring a sample of air from Mars in a 8.21 lit. rigid container. Which can bear 60 atm pressure. You filled air at 40 atm pressure and 50 K, but then realised that temperature increases gradually from Mars to Earth. Then calculate the minimum rate (no.of moles/day) at which moles must be leaked so that container did not explode if time taken for return trip was 4 days. Given:  TMars = 50K,  PEarth surface = 1 atm,  TEarth surface = 300 K. [Ans. 15 mol/day ]

[Ans. 

Q.7

Q.8

A gaseous mixture containing gas A , gas B and gas C was allowed to effuse through an aperture(orifice) then calculate molar ratio of gases (nA : nB : nC) coming out initially. If mixture contain gas A, gas B and gas C in 1 : 2 : 3 mole ratio. Given : Molecular mass of gas A = 2 gm/mol 42

Molecular mass of gas B = 32 gm/mol Molecular mass of gas C = 128 gm/mol Q.9

The figure shows initial conditions of a uniform cylinder with frictionless pistons A and B held in shown position by mechanical stoppers. Mechanical stoppers A

B

25 m

35 m

40 m

He(g) P= 10 atm

Ar(g) P= 30/7 atm

Ne(g) P= 5/2 atm

T = 300 K

III

II

I

(a) (b) (c)

[Ans. 8 : 4 :  3]

If the mechanical stoppers holding piston A and B as shown in figure are removed [Assume that temperature remains constant.] Pressure developed in each compartment in final state. What will be the final position of piston A   (with respect to far left end of container) What will be the final position of  piston B (with respect to far left end of container) [Ans. 5 atm, (a) 50 m, (b) 30 m]

Q.10 A tube of uniform cross-section of 1 cm2 and length 3344 cm is divided into three compartments by using two frictionless pistons each of mass 202.64 gm. The compartments I, II & III are filled by equal masses of SO2, O2 and He gases respectively and placed at an angle 30° with horizontal as shown. If pressure in SO2 compartment was 1 atm find volumes of compartments I, II and III. Assume volume of piston is negligible and temperature is constant. [Use g = 10 m/s2, 1 atm = 101.32 × 103 Pa]

Piston II I

III He

O2 SO2

30° [Ans. 144ml, 320 ml, 2880 ml]

43

Q.1

According to this phase diagram, which phases can exist at pressures lower than the triple point pressure? (A) gas only (B*) solid and gas only (C) liquid only (D) solid and liquid only

Q.2

24 gm of carbon is completely reacted with 48 gm of O2. The CO2 produced is passed in 1 L 1.5 M NaOH solution. The resulting solution when titrated with 1 M HCl in presence of phenolpthalein as indicator will consume (A*) 500 ml (B) 1000 ml (C) 250 ml (D) 300 ml

Q.3

Which of the following thermodynamic condition at constant pressure and temperature is necessary for the spontaneity of a process? (A) d(E–TS+PV)>0 (B*) d(E–TS+PV)<0 (C) d(E–TS+PV)=0 (D) d(E+TS+PV)<0

Q.4

Calculate enthalpy change when 50 ml of 0.01 M Ca(OH)2 reacts with 25 ml of 0.01 M HCl. Given the H neutralisation of strong acid and strong base is 57.3 (aq) kJ/mole (A) –28.6 Joule

(B*) –14.3 Joule

(C) –7.15 Joule

(D) –6 Joule

Q.5

For the reaction A + B l C + D, equilibrium concentrations of [C] = [D] = 0.5M if we start with 1 M each of A and B. Percentage of A converted into C if we start with 2M of A and 1 M of B is (A) 25% (B) 40% (C) 66.66% (D*) 33.33%

Q.6

CH3 – CO – CH3(g) l CH3 – CH3(g) + CO(g) 1 Initial pressure of CH3COCH3 is 100mm when equilibrium is set up, mole fraction of CO(g) is   hence Kp 3 is (A) 100 mm (B*) 50 mm (C) 25 mm (D) 150 mm

Q.7

For which of the following reactions, the degree of dissociation cannot be calculated from the vapour density data. (i) 2HI(g) l H2(g) + I2(g) (ii) 2NH3(g) l N2 + 3H2(g) (iii) 2NO(g) l N2(g) + O2(g) (iv) PCl5(g) l PCl3(g) + Cl2(g) (A*) (i) and (iii) (B) (ii) and (iv) (C) (i) and (ii) (D) (iii) and (iv)

Q.8

The values of KC for the following reactions are given as below A l B, KC = 1, B l C, KC = 3 and C l D, KC = 5 Evaluate the value of KC for A l D (A*) 15 (B) 5 (C) 3

Q.9

(D) 1

Statement -1 : Time taken for the effusion of same moles of  H2(g) is greater than  that of He(g), if (rHe rH 2 )  2

44

[where  rH 2  and rHe are rate of effusion of H2(g) and He (g) respectively] Statement -2 : Molecular mass of He(g) is greater than that of molecular mass of H2(g). (A) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is correct explanation for statement-1. (B*) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is NOT the correct explanation for statement-1. (C) Statement-1 is false, statement-2 is true. (D) Statement-1 is true, statement-2 is false. Q.10 Column-I and column-II contains four entries each. Entry of column-I are to be matched with one or more than one entries of column-II. Given that in all cases the parameters before v/s to be on y-axis and the parameter after v/s to be on x-axis. All the parameter are taken and plotted in SI system.

(A)

Column I

Column II y

PT v/s T 2 [n & V are Constant]

(P) x

y (B)

(C)

P V v/s T 1   n  10 mol

P 1 v/s 2 V V [n  1 mol and T  298 K]

(Q) 45°

x

x (R) y x

(D)

V v/s T [n & P constant]

(S) y

[Ans. (A) Q, S; (B) Q; (C) S; (D) P,R] Q.1

Which of the following statements is true? (A) For a process to be spontaneous, the number of moles of product must exceed the number of moles of reactant (B) Exothermic reactions are always spontaneous (C*) The entropy of the universe is increasing (D) In a spontaneous process, G has a positive value

Q.2

For the reaction CaCO3(s) l CaO(s) + CO2(g) Equilibrium constant Kp is 1.642 atm at 1000K, if 40 gm of CaCO3 was put into a 10 L flask, percentage of calcium carbonate would remain unreacted at the equilibrium. (A) 66% (B) 34% (C*) 50% (D) 25%

45

Q.3

A student found that 310 kJ of energy was released on burning 10 g of propan-1-ol, CH3CH2CH2OH. From this experiment, what is the enthalpy of combustion, in kJmol–1, of propan-1-ol? (A) –310 (B) –1296 (C*) –1860 (D) –3100

Q.4

Which occurs when a substance is converted from liquid to gas at the normal boiling point? I. Potential energy of the system increases II. The distance between molecules increases III. The average kinetic energy of the molecules increases (A) II only (B*) I and II only (C) II and III only (D) I, II and III

Q.5

10 litre sample of an ideal gas is expanded reversibly and isothermally at 300K from initial pressure of 10 atm to final pressure of 1 atm. The heat absorbed by gas during the process is approximately (A) 15 kJ (B*) 23 kJ (C) 32 kJ (D) 50 kJ

Q.6

The enthalpy of neutralization of oxalic acid (H2C2O4) by a strong base in – 25.4 Kcal/mol. The  enthalpy  of  neutralization  of  the  reaction  between  a  strong  acid  and  strong  base  is  – 13.7 Kcal/ equivalent. The enthaply change of the process   H2C2O4 l 2H+ + C2O42–    is (A*) 2.0 Kcal (B) –11.8 Kcal (C) 1.0 Kcal (D) –2.0 Kcal

Q.7

The equilibrium constant for the following reaction’s have been measured at 823°C. CoO (s) + H2(g) l Co(s) + H2O (g) ; K = 67 CoO (s) + CO(g) l Co(s) + CO2 (g) ; K = 490 The value of equilibrium constant of the reaction following reaction is 2CO2(g) + 2H2(g) l 2CO(g) + 2H2O (g) 490 (A)  67

Q.8

67 (B)  490

(C) 490 × 67

 67  (D*)     490 

2

The following equilibrium are given : N2 + 3H2 l 2NH3 ...K1 N2 + O2 l 2NO ...K2 1 O  l H2O ...K3 2 2 The equilibrium constant of the reaction

H2 + 

5 2NH3 +  O2 l 2NO + 3H2O, in terms of K1, K2 and K3 is 2

(A)  K1K 2 K 3 Q.9

(B)  K1K 32 K 2

(C*)  K 2 K 33 K1

(D) K1K2K3

A given system in equilibrium can live one of the infinite equilibrium state accessible to it. For example for equilibria AgCl (s) l Ag+ (aq) + Cl–(aq), the possible equilibrim state are shown by following curve. Match the entries in column ‘X’ with ‘Y’.

    46

‘X’        Reactions

‘Y’ Equilibrium States

(a) 

  l

(g)

(d)

(b) I2(s)

l

I2(aq)

(e)

(c) N2O4 (g)

l

2NO(g)

(f)

 

(g) (A) ad, bg, cf

(B*) ae, bg, cd

(C) ad, bf, ce

(D) ad, bf, cd

Q.10 2 mole of ideal monoatomic gas was subjected to reversible adiabatic compression from initial state of P = 1 atm and T = 300 K till the pressure is  4 2  atm and temperature is T K.The gas is then subjected to reversible isothermal expansion at T K till the internal pressure is one atm. The gas is now isobarically cooled to attain initial state. Find WNet (in calorie) for whole process. [Use ln 2 = 0.7] [A ns. – 1.2 × 1003 or –1.19 × 1003(taking R = 1.98) ] Q.1

The number of carbon atoms present in a signature, if a signature written by carbon pencil weights 1.2 × 10–3 g is (A) 12.04 × 1020 (B*) 6.02 × 1019 (C) 3.01 × 1019 (D) 6.02 × 1020

Q.2

Concentration of 2 M NaOH solution [dsolution = 1.2 gm / ml]  can also be written as (A*) 8% w/v NaOH (B*) 6.66 % w/w NaOH (C) 1.3 m NaOH solution (D*)  6.66 × 107 ppb NaOH

Q.3

For the reaction at 298 K  :  A (g) + B (g) l C (g) + D (g) H° = – 29.8 k cal ; S° = – 0.10 k cal K–1 . Value of equilibrium constant is (A) 0 (B*) 1 (C)  (D) None of these

Q.4

In the following reaction : 3A (g) + B (g) l 2C (g) + D (g)  initial mol of B is double of A. At equilibrium mol of A and C are equal. Hence % dissociation of B is (A*) 10% (B) 20% (C) 40% (D) 5% 47

Q.5

Consider the reaction at equilibrium :  A (s) + B (g) + Heat  l  2C (s) + 2 D (g) If the pressure of B is doubled then calculate the factor by which pressure of D is changed to re-establish the equilibrium. (A) 2 (B) 3 (C*)  2 (D)  3

Q.6

On decomposition of NH4HS ; the following equilibrium is established. NH4HS (s) l NH3 (g) + H2S (g) if the total pressure is P atm, then the equilibrium constant KP is equal to (A) P atm (B) P2 atm2 (C*)  P 2 4  atm2 (D) 4 P2 atm2

Q.7

Statement -1 : Addition of a non-reacting  gas at constant volume & constant temperature to a container containing  gas A, does not change the partial pressure of gas A. Statement -2 : Addition of non-reacting gas to a container at constant volume & constant temperature results in increase in total pressure of the container. (A) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is correct explanation for statement-1. (B*) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is NOT the correct explanation for statement-1. (C) Statement-1 is false, statement-2 is true. (D) Statement-1 is true, statement-2 is false.

Q.8

Statement -1 : Mass of a solution of 1 litre of 2M H2SO4 [dsolution = 1.5 gm/ml] is greater than the mass of solution containing 400 gm MgO which is labelled as 40% (w/w) MgO. Statement -2 : Mass of H2SO4 in 1 litre 2M H2SO4 [dsolution = 1.5 gm/ml] is greater than the mass of MgO in 1 litre 40% (w/w) MgO [dsolution =2 gm /ml] solution. (A) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is correct explanation for statement-1. (B) Statement-1 is true, statement-2 is true and statement-2 is NOT the correct explanation for statement-1. (C) Statement-1 is false, statement-2 is true. (D*) Statement-1 is true, statement-2 is false. Question No. 9 to 12 Questions given below consist of two statements each printed as Assertion (A) and Reason (R); while answering these questions you are required to choose any one of the following four responses: (A) if both (A) and (R) are true and (R) is the correct explanation of (A) (B) if both (A) and (R) are true but (R) is not correct explanation of (A) (C) if (A) is true but (R) is false (D) if (A) is false and (R) is true

Q.9

Assertion : Reason :

In a close system, number of reacting species may not be in state of equilibrium (Material, thermal and Mechanical) Either of the two rate of reaction (forward or backward) is very slow. [Ans. A]

Q.10 Assertion : We  can  not  write  equilibrium  constant  of  a  condensed  phase  (in  pure  state) transformation 48

Q.11

Reason :

Position of equilibrium is dependent on amount of species representing equilibria. [Ans. C]

Assertion : spontaneous. Reason :

The  approach towards  equilibrium  in  a closed  system  at  constant  T  and P  is

Q.12 Assertion : Reason :

(G)T,P has minimum value at the state of equilibrium.

[Ans. A]

When a multiphase system reaches equilibrium at constant temperature and pressure Gibb’s functions of all the phases become same. For very small transfer of material from one phase to other, change in Gibb’s function will be zero. [Ans. D]

Q.1

The sample(s) containing same no. of 'Na' atom as there are 'Na' atoms in 5.3 gm of Na2CO3 , is/are (A*) 4 gm of NaOH (B*) 5.85 gm of NaCl (C) 0.25 mole of Na2SO4 (D) 5.6 gm of Na3PO4

Q.2

For the reaction at 1000°C CaCO3 (s) l  CaO (s) + CO2 (g) ,

G° = –27 kJ,  p CO 2  = 0.0033 atm

Hence, G at this temperature is: (A) – 60.5 kJ (B*) –87.5 kJ Q.3

(D) + 33.5 kJ

A radioactive nuclide is produced at a constant rate of -per second. It decay constant is . If N0 be the no. of nulcei at time t = 0, then maximum no. of nuclei possible are (A*) 

Q.4

(C) –33.5 kJ

 

(B) N0 – 

 

(C)  / 

(D) 

  + N0 

The radioisotope 15 P32 is used in biochemical studies. A sample of this isotope has an activity 1000

times the detectable limit. How long could an experiment be run with the sample before the radioactivity could no longer be detected (  t1 / 2 =14.2 days) (A) ~ 28 days Q.5

(B) ~ 102 days

(C*) ~ 142 days

(D) ~ 50 days

For which of the following reaction, does value of equilibrium constant independent of choice of standard state. (I) CO(g) + H2O (g) l CO2(g) + H2(g) (II) COCl2(g) l CO(g) + Cl2(g) (III)

1 1 NO(g) l  N2 (g) +  O2(g) 2 2

(A) I, II

(B) I , II ,III

(C*) II

(D) I, III

49

Q.6

Based upon the following hypothetical equilibrium at 273 K XCl2. 6H2O (s) l XCl2. 2H2O (s) + 4H2O(g) ; KP = 8.1 ×10–11 atm4 Y2HPO4. 12H2O(s) l Y2HPO4. 7H2O(s) + 5H2O (g) ; KP = 3.2 × 10–9 atm5 Z2SO4.10H2O(s) l Z2SO4(s) + 10H2O (g) ; KP = 1.0 × 10–30 atm10 Which is the most effective dehydrating agent at 273 K (Aqueous tension at 273 K = 6.0 × 10–3 atm) (A) XCl2 . 6H2O(s) (B) Y2HPO4.7H2O(s) (C*) Z2SO4(s) (D) Z2SO4.10H2O(s)

Q.7

For the synthesis of NH3 from the Haber process starting with stoichiometric amount of N2 and H2, the attainment of equilibrium is predicted by which curve: N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g)

(A*) 

(B) 

(C) 

(D) 

Q.8

If which of the following reaction at 25°C you expect equilibrium constant to increase with temperature. (I) 2O3 (g) l 3O2(g) (II) I2(g) l 2I(g) (III) CaCO3(s) l CaO (s) + CO2(g) (IV) X(g) l X(aq) (A*) II, III (B) II, III, IV (C) III, IV (D) all

Q.9

224 ml of Dry CO2(g) at STP was passed in IL of NaOH solution of unknown molarity. 10 ml of resulting solution when titrated with 0.01 M HCl required 30 ml for phenolphthalein end point. Find the molarity of original NaOH solution. (A) 0.03 M (B*) 0.04 M (C) 0.05 M (D) 0.06 M

[Sol.

10 ×

10  = 0.1, 0.04 M] 1000

Q.10 Fluorocarbon  polymers  can  be  made  by  fluorinating  polyethylene  according  to  the  reaction (CH2)n + 4nCoF3  (CF2)n + 2nHF + 4nCoF2, where n is a large integer. The CoF3 can be regenerated by the reaction 2 CoF2 + F2  2CoF3. If HF formed in the first reaction cannot be reused, then calculate weight of fluorine (in kg) are consumed per kg of fluorocarbon produced, (CF2)n? [Ans. 1.52]

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70