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title: "अभिक्रियाओं की ऊर्जा: दहन और आबंध ऊर्जाएँ"
book: "विद्यालय रसायन विज्ञान — कक्षा 1 से 12"
subject: chemistry
language: hi
chapter: 37
exercises: 15
source: https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/37-the-energy-of-reactions-combustion-and-bond-energies
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
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# अध्याय 37 — अभिक्रियाओं की ऊर्जा: दहन और आबंध ऊर्जाएँ

हाथ गरम करने वाली थैली की सील तोड़िए और एक मिनट बाद वह इतनी गरम हो जाती है कि देर तक पकड़ी नहीं जा सकती; एक शीत पैक को दबाइए और वह मोच खाए टखने को ठंडक देता है; शहर की एक बस दिन भर हाइड्रोजन पर चलती है और अपने पीछे केवल जलवाष्प छोड़ती है। रासायनिक रूपांतरण केवल पदार्थों को दूसरे पदार्थों में ही नहीं बदलते: वे ऊर्जा मुक्त करते हैं, या ग्रहण करते हैं। वह ऊर्जा कहाँ से आती है, और कोई [ईंधन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-fuel) उसकी कितनी मात्रा दे सकता है?

**पहले से ज्ञात.**

[पूर्ण दहन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/14-combustion-fuels-products-and-greenhouse-gases#def-g8-combustion-and-fuels-complete) में कार्बन और हाइड्रोजन से बना [ईंधन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-fuel) डाइऑक्सीजन में जलकर कार्बन डाइऑक्साइड और पानी देता है ([अध्याय 14](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/14-combustion-fuels-products-and-greenhouse-gases#ch-g8-combustion-and-fuels))। [सहसंयोजी आबंध](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/24-lewis-structures-and-the-shape-of-molecules#def-g10-lewis-and-shape-covalent-bond) [इलेक्ट्रॉनों](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/16-inside-the-atom#def-g9-inside-the-atom-nucleus) का एक साझा युग्म है; [लुइस संरचनाएँ](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/24-lewis-structures-and-the-shape-of-molecules#def-g10-lewis-and-shape-lewis-structure) किसी [अणु](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) का हर आबंध दिखाती हैं ([अध्याय 24](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/24-lewis-structures-and-the-shape-of-molecules#ch-g10-lewis-and-shape))। [पदार्थ की मात्रा](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/25-the-mole-and-molar-mass#def-g10-the-mole-amount) [मोल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/25-the-mole-and-molar-mass#def-g10-the-mole-amount) में गिनी जाती है ([अध्याय 25](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/25-the-mole-and-molar-mass#ch-g10-the-mole))।

![हाथ गरम करने वाली थैली: थैली के भीतर एक अभिक्रिया ऊष्मा मुक्त करती है।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-reaction-energy/img-ede8647d25d6.jpg)

*हाथ गरम करने वाली थैली: थैली के भीतर एक अभिक्रिया ऊष्मा मुक्त करती है।*

## 37.1 ऊष्माक्षेपी और ऊष्माशोषी रूपांतरण

**परिभाषा 37.1 (ऊष्माक्षेपी, ऊष्माशोषी).**

कोई रूपांतरण *ऊष्माक्षेपी* है यदि वह अपने परिवेश को ऊर्जा देता है, आम तौर पर ऊष्मा के रूप में: परिवेश गरम होता है। वह *ऊष्माशोषी* है यदि वह अपने परिवेश से ऊर्जा ग्रहण करता है: परिवेश ठंडा होता है, या रूपांतरण को जारी रहने के लिए गरम करना पड़ता है।

**उदाहरण 37.2 (गरम और ठंडा).**

[दहन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) [ऊष्माक्षेपी](#def-g11-reaction-energy-exothermic) होते हैं, और हाथ गरम करने वाली थैली के भीतर लोहे के चूर्ण की [वायु](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/4-air-a-mixture-of-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) की डाइऑक्सीजन से धीमी अभिक्रिया भी। शीत पैकों में इस्तेमाल होने वाला पानी में अमोनियम नाइट्रेट का [घुलना](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/2-mixing-and-dissolving#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) [ऊष्माशोषी](#def-g11-reaction-energy-exothermic) है; वैसे ही चूना-पत्थर का बिना बुझे चूने और कार्बन डाइऑक्साइड में अपघटन भी, जो केवल बहुत गरम भट्ठे में होता है।

![ऊर्जा आरेख। ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया में उत्पादों में अभिकारकों से कम ऊर्जा होती है, और अंतर मुक्त होता है; ऊष्माशोषी अभिक्रिया में उनमें अधिक होती है, और अंतर देना पड़ता है।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-reaction-energy/fig-7c0635208e52.svg)

*ऊर्जा आरेख। [ऊष्माक्षेपी](#def-g11-reaction-energy-exothermic) अभिक्रिया में उत्पादों में [अभिकारकों](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#def-g7-chemical-reactions-reactant) से कम ऊर्जा होती है, और अंतर मुक्त होता है; [ऊष्माशोषी](#def-g11-reaction-energy-exothermic) अभिक्रिया में उनमें अधिक होती है, और अंतर देना पड़ता है।*

## 37.2 दहन द्वारा मुक्त ऊर्जा

**परिभाषा 37.3 (मोलर दहन ऊर्जा).**

किसी [ईंधन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-fuel) की *मोलर दहन ऊर्जा* $E_c$ उसके एक [मोल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/25-the-mole-and-molar-mass#def-g10-the-mole-amount) के [पूर्ण दहन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/14-combustion-fuels-products-and-greenhouse-gases#def-g8-combustion-and-fuels-complete) द्वारा मुक्त ऊर्जा है, $\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$ में, बनने वाला पानी द्रव मानकर।

**प्रतिज्ञप्ति 37.4 (nnn मोल द्वारा मुक्त ऊर्जा).**

[ईंधन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-fuel) की मात्रा $n$ का [पूर्ण दहन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/14-combustion-fuels-products-and-greenhouse-gases#def-g8-combustion-and-fuels-complete) ऊर्जा $Q = n \times E_c$ मुक्त करता है। मेथेन के लिए $E_c = 890.7\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$: उसका $1.00\,\mathrm{mol}$ ($16.0\,\mathrm{g}$) [जलाने](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) पर लगभग $891\,\mathrm{kJ}$ मुक्त होती है।

**उपपत्ति.** [जलाया](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) गया [ईंधन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-fuel) का हर [मोल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/25-the-mole-and-molar-mass#def-g10-the-mole-amount) $E_c$ मुक्त करता है; $n$ [मोल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/25-the-mole-and-molar-mass#def-g10-the-mole-amount) उसका $n$ गुना मुक्त करते हैं। ∎

**प्रयोगशाला में — स्पिरिट लैंप से पानी गरम करना.**

एथेनॉल के एक स्पिरिट लैंप को तौला जाता है, फिर उसे [धातु](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/20-the-periodic-table-a-first-look#def-g9-periodic-table-first-look-metal) के एक डिब्बे के नीचे [जलाया](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) जाता है जिसमें $200\,\mathrm{g}$ पानी और एक थर्मामीटर है। जब पानी $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ गरम हो जाता है, तो लौ बुझा दी जाती है और लैंप फिर से तौला जाता है: वह $1.50\,\mathrm{g}$ एथेनॉल खो चुका है। पानी द्वारा ली गई ऊर्जा भौतिकी के सूत्र $Q = m\, c\, \Delta\theta$ से निकाली जाती है, जहाँ $c = 4.18\,\mathrm{J}/(\mathrm{g}\,{}^{\circ}\mathrm{C})$ पानी की विशिष्ट ऊष्मा है। यह उस ऊर्जा से बहुत कम है जो एथेनॉल मुक्त कर सकता था: ऊष्मा का बड़ा भाग [वायु](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/4-air-a-mixture-of-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), डिब्बे और लैंप को गरम करता है, और कुछ एथेनॉल अपूर्ण रूप से [जलता](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) है।

![किसी ईंधन द्वारा दी गई ऊर्जा मापना: स्पिरिट लैंप पानी के एक डिब्बे को गरम करता है, जिसके ताप की वृद्धि मापी जाती है।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-reaction-energy/fig-6d6e3ceda95b.svg)

*किसी [ईंधन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-fuel) द्वारा दी गई ऊर्जा मापना: स्पिरिट लैंप पानी के एक डिब्बे को गरम करता है, जिसके ताप की वृद्धि मापी जाती है।*

**उदाहरण 37.5 (आँकड़ों में स्पिरिट लैंप).**

पानी ने $Q = 200 \times 4.18 \times 25 = 2.09 \times 10^{4}\,\mathrm{J}$ ग्रहण की, अर्थात $20.9\,\mathrm{kJ}$। जला हुआ एथेनॉल, $1.50\,\mathrm{g}$, $1.50 / 46.0 = 0.0326\,\mathrm{mol}$ है; $E_c = 1367.6\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$ के साथ वह $0.0326 \times 1367.6 = 44.6\,\mathrm{kJ}$ मुक्त कर सकता था। उसका केवल $20.9 / 44.6 \approx 47\,\%$ पानी तक पहुँचा।

## 37.3 आबंध ऊर्जाएँ

**परिभाषा 37.6 (आबंध ऊर्जा).**

किसी [सहसंयोजी आबंध](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/24-lewis-structures-and-the-shape-of-molecules#def-g10-lewis-and-shape-covalent-bond) की *आबंध ऊर्जा* ऐसे आबंधों के एक [मोल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/25-the-mole-and-molar-mass#def-g10-the-mole-amount) को तोड़ने के लिए आवश्यक ऊर्जा है, [अणु](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) और [परमाणु](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) गैस अवस्था में मानकर। सारणियाँ बहुत-से [अणुओं](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) पर मापे गए औसत मान $\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$ में देती हैं।

| आबंध | $\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$ | आबंध | $\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$ | आबंध | $\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$ |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| $\ce{H-H}$ | 436 | $\ce{C-C}$ | 345 | $\ce{O=O}$ | 498 |
| $\ce{C-H}$ | 415 | $\ce{C=C}$ | 611 | $\ce{N#N}$ | 946 |
| $\ce{N-H}$ | 390 | $\ce{C-O}$ | 350 | $\ce{Cl-Cl}$ | 243 |
| $\ce{O-H}$ | 464 | $\ce{C=O}$ | 741 | $\ce{H-Cl}$ | 432 |

*औसत [आबंध ऊर्जाएँ](#def-g11-reaction-energy-bond-energy)। आबंध तोड़ने में हमेशा ऊर्जा लगती है; उसे बनाने पर उतनी ही ऊर्जा वापस मिलती है।*

![औसत आबंध ऊर्जाओं के साथ, दो काल्पनिक चरणों के रूप में मेथेन का दहन: हर आबंध को तोड़ना, फिर नए आबंध बनाना। अनुमान, प्रति मोल मेथेन -682\, kJ, ऊष्माक्षेपी है।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-reaction-energy/fig-04509b9a622a.svg)

*औसत [आबंध ऊर्जाओं](#def-g11-reaction-energy-bond-energy) के साथ, दो काल्पनिक चरणों के रूप में मेथेन का [दहन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning): हर आबंध को तोड़ना, फिर नए आबंध बनाना। अनुमान, प्रति [मोल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/25-the-mole-and-molar-mass#def-g10-the-mole-amount) मेथेन $-682\,\mathrm{kJ}$, [ऊष्माक्षेपी](#def-g11-reaction-energy-exothermic) है।*

**प्रतिज्ञप्ति 37.7 (अभिक्रिया ऊर्जा का अनुमान).**

गैसों के बीच की अभिक्रिया के लिए, ग्रहण की गई ऊर्जा $E_r$ (ऋणात्मक यदि ऊर्जा मुक्त होती है) लगभग इतनी होती है:

$$
E_r \approx \sum E(\text{टूटे आबंध}) - \sum E(\text{बने आबंध}) .
$$

यदि $E_r < 0$, तो नए आबंध बनने से उतनी ऊर्जा से अधिक ऊर्जा मुक्त होती है जितनी पुराने आबंध तोड़ने के लिए चाहिए: अभिक्रिया [ऊष्माक्षेपी](#def-g11-reaction-energy-exothermic) है।

**उपपत्ति.** अभिक्रिया की दो चरणों में कल्पना कीजिए: [अभिकारकों](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#def-g7-chemical-reactions-reactant) का हर आबंध टूटता है, जिसमें पहला योग लगता है और पृथक [परमाणु](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) बचते हैं; फिर उत्पादों के आबंध बनते हैं, जो दूसरा योग वापस देते हैं। परिणाम केवल एक अनुमान है, क्योंकि सारणियाँ बहुत-से [अणुओं](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) पर लिए गए औसत देती हैं। ∎

**विधि 37.8 (आबंध ऊर्जाओं से अभिक्रिया ऊर्जा का अनुमान).**

1. [संतुलित समीकरण](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/13-conservation-of-mass-and-balanced-equations#def-g8-balanced-equations-equation) और हर [अणु](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) की [लुइस संरचना](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/24-lewis-structures-and-the-shape-of-molecules#def-g10-lewis-and-shape-lewis-structure) लिखिए।
2. गुणांकों के साथ, [अभिकारकों](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#def-g7-chemical-reactions-reactant) में टूटे और उत्पादों में बने हर प्रकार के आबंध गिनिए।
3. टूटे आबंधों की ऊर्जाएँ जोड़िए, बने आबंधों की ऊर्जाएँ घटाइए।
4. निष्कर्ष निकालिए: ऋणात्मक परिणाम का अर्थ है [ऊष्माक्षेपी](#def-g11-reaction-energy-exothermic) अभिक्रिया।

**उदाहरण 37.9 (हाइड्रोजन और क्लोरीन).**

$\ce{H2 + Cl2 -> 2HCl}$ के लिए: एक $\ce{H-H}$ और एक $\ce{Cl-Cl}$ टूटते हैं, $436 + 243 = 679\,\mathrm{kJ}$; दो $\ce{H-Cl}$ बनते हैं, $2 \times 432 =
864\,\mathrm{kJ}$। इसलिए प्रति [मोल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/25-the-mole-and-molar-mass#def-g10-the-mole-amount) अभिक्रिया $E_r \approx 679 - 864 = -185\,\mathrm{kJ}$: [ऊष्माक्षेपी](#def-g11-reaction-energy-exothermic)।

**टिप्पणी 37.10 (अनुमान और माप).**

एक [मोल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/25-the-mole-and-molar-mass#def-g10-the-mole-amount) मेथेन [जलाने](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) पर मापी गई मुक्त ऊर्जा $890.7\,\mathrm{kJ}$ है, अनुमान से अधिक। तीन कारण: कार्बन डाइऑक्साइड के $\ce{C=O}$ आबंध सारणी के औसत $\ce{C=O}$ से अधिक प्रबल हैं; मापा गया मान द्रव पानी के लिए है, और जलवाष्प के संघनन से और ऊर्जा मुक्त होती है; और औसत [आबंध ऊर्जाएँ](#def-g11-reaction-energy-bond-energy) केवल औसत हैं। आबंध-ऊर्जा विधि चिह्न और परिमाण की कोटि देती है, सटीक मान नहीं।

## 37.4 ईंधनों की तुलना

![पाँच ईंधनों के एक किलोग्राम के पूर्ण दहन द्वारा मुक्त ऊर्जा (बनने वाला पानी द्रव)। हाइड्रोजन प्रति किलोग्राम सबसे अधिक ऊर्जा देती है; एथेनॉल, जो पहले से आंशिक रूप से “जला हुआ” है (उसमें ऑक्सीजन है), सबसे कम।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-reaction-energy/fig-8713f8bcf555.svg)

*पाँच [ईंधनों](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-fuel) के एक किलोग्राम के [पूर्ण दहन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/14-combustion-fuels-products-and-greenhouse-gases#def-g8-combustion-and-fuels-complete) द्वारा मुक्त ऊर्जा (बनने वाला पानी द्रव)। हाइड्रोजन प्रति किलोग्राम सबसे अधिक ऊर्जा देती है; एथेनॉल, जो पहले से आंशिक रूप से “जला हुआ” है (उसमें ऑक्सीजन है), सबसे कम।*

**उदाहरण 37.11 (प्रति मेगाजूल कार्बन डाइऑक्साइड).**

एक [मोल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/25-the-mole-and-molar-mass#def-g10-the-mole-amount) मेथेन [जलाने](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) पर $890.7\,\mathrm{kJ}$ ऊर्जा और एक [मोल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/25-the-mole-and-molar-mass#def-g10-the-mole-amount) कार्बन डाइऑक्साइड, यानी $44.0\,\mathrm{g}$, मुक्त होते हैं। एक मेगाजूल, $1000\,\mathrm{kJ}$, के लिए वह $44.0 \times 1000 / 890.7 = 49.4\,\mathrm{g}$ कार्बन डाइऑक्साइड मुक्त करती है। एथेनॉल, प्रति $1367.6\,\mathrm{kJ}$ कार्बन डाइऑक्साइड के दो [मोल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/25-the-mole-and-molar-mass#def-g10-the-mole-amount) के साथ, प्रति मेगाजूल $88.0 \times 1000 / 1367.6 = 64.3\,\mathrm{g}$ मुक्त करता है। हाइड्रोजन कुछ भी मुक्त नहीं करती: उसका एकमात्र उत्पाद पानी है।

![हाइड्रोजन स्टेशन पर एक बस: उसका ईंधन केवल पानी छोड़ता है।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-reaction-energy/img-0d305d894882.jpg)

*हाइड्रोजन स्टेशन पर एक बस: उसका [ईंधन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-fuel) केवल पानी छोड़ता है।*

**सुरक्षा.**

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-reaction-energy/fig-1664a80a99b8.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-reaction-energy/fig-0df833fa40ae.svg)

एथेनॉल अत्यंत ज्वलनशील है और आँखों में जलन पैदा करता है। स्पिरिट लैंप किसी भी लौ से दूर भरा जाता है, गरम रहते कभी दोबारा नहीं भरा जाता, और शिक्षक इसे ऊष्मारोधी चटाई पर इस्तेमाल करते हैं।

## 37.5 अभ्यास

**अभ्यास 37.1 ★.**

[ऊष्माक्षेपी](#def-g11-reaction-energy-exothermic) या [ऊष्माशोषी](#def-g11-reaction-energy-exothermic): लकड़ी का [जलना](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning); बर्फ़ का पिघलना; शीत पैक का दबाया जाना; हाथ गरम करने वाली थैली का गरम होना; हरी पत्ती का धूप में शर्करा बनाना?

**हल — अभ्यास 37.1.**

लकड़ी का [जलना](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning): [ऊष्माक्षेपी](#def-g11-reaction-energy-exothermic)। बर्फ़ का पिघलना: [ऊष्माशोषी](#def-g11-reaction-energy-exothermic) (वह अपने परिवेश से ऊष्मा लेती है, यद्यपि यह [रासायनिक अभिक्रिया](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#def-g7-chemical-reactions-reaction) नहीं है)। शीत पैक: [ऊष्माशोषी](#def-g11-reaction-energy-exothermic)। हाथ गरम करने वाली थैली: [ऊष्माक्षेपी](#def-g11-reaction-energy-exothermic)। धूप में शर्करा बनाना: [ऊष्माशोषी](#def-g11-reaction-energy-exothermic) (ऊर्जा प्रकाश से आती है)।

**अभ्यास 37.2 ★.**

मेथेन के $3.0\,\mathrm{mol}$ का [पूर्ण दहन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/14-combustion-fuels-products-and-greenhouse-gases#def-g8-combustion-and-fuels-complete) कितनी ऊर्जा मुक्त करता है?

**हल — अभ्यास 37.2.**

$Q = 3.0 \times 890.7 = 2.7 \times 10^{3}\,\mathrm{kJ}$, लगभग $2.7\,\mathrm{MJ}$।

**अभ्यास 37.3 ★.**

[ऊष्माक्षेपी](#def-g11-reaction-energy-exothermic) अभिक्रिया के ऊर्जा आरेख पर किसमें अधिक ऊर्जा है, [अभिकारकों](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#def-g7-chemical-reactions-reactant) में या उत्पादों में? अंतर कहाँ जाता है?

**हल — अभ्यास 37.3.**

[अभिकारकों](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/12-chemical-reactions-reactants-and-products#def-g7-chemical-reactions-reactant) में। अंतर परिवेश को मुक्त होता है, ज़्यादातर ऊष्मा के रूप में।

**अभ्यास 37.4 ★.**

$100\,\mathrm{g}$ एथेनॉल का [पूर्ण दहन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/14-combustion-fuels-products-and-greenhouse-gases#def-g8-combustion-and-fuels-complete) कितनी ऊर्जा मुक्त करता है?

**हल — अभ्यास 37.4.**

$n = 100 / 46.0 = 2.17\,\mathrm{mol}$; $Q = 2.17 \times 1367.6 =
2.97 \times 10^{3}\,\mathrm{kJ}$, लगभग $3.0\,\mathrm{MJ}$।

**अभ्यास 37.5 ★.**

[आबंध ऊर्जा](#def-g11-reaction-energy-bond-energy) क्या है? आबंध तोड़ने में हमेशा ऊर्जा क्यों लगती है?

**हल — अभ्यास 37.5.**

ऐसे आबंधों के एक [मोल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/25-the-mole-and-molar-mass#def-g10-the-mole-amount) को तोड़ने के लिए आवश्यक ऊर्जा, [अणु](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) और [परमाणु](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) गैस अवस्था में मानकर। साझा युग्म दोनों [परमाणुओं](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) को साथ बाँधे रखता है: उन्हें अलग खींचना उस आकर्षण के विरुद्ध काम करना है, जिसमें ऊर्जा लगती है।

**अभ्यास 37.6 ★★.**

[आबंध ऊर्जाओं](#def-g11-reaction-energy-bond-energy) से अभिक्रिया $\ce{2H2 + O2 -> 2H2O}$ की ऊर्जा का अनुमान लगाइए, सभी गैसें। क्या यह [ऊष्माक्षेपी](#def-g11-reaction-energy-exothermic) है?

**हल — अभ्यास 37.6.**

टूटे: $2 \times 436 + 498 = 1370\,\mathrm{kJ}$; बने: $4 \times 464 = 1856\,\mathrm{kJ}$; $E_r \approx 1370 - 1856 =
-486\,\mathrm{kJ}$: [ऊष्माक्षेपी](#def-g11-reaction-energy-exothermic)।

**अभ्यास 37.7 ★★.**

[आबंध ऊर्जाओं](#def-g11-reaction-energy-bond-energy) से एथेनॉल के [दहन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning), $\ce{C2H5OH + 3O2 ->
2CO2 + 3H2O}$, की ऊर्जा का अनुमान लगाइए (पहले एथेनॉल की [लुइस संरचना](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/24-lewis-structures-and-the-shape-of-molecules#def-g10-lewis-and-shape-lewis-structure) बनाइए), और मापे गए $1367.6\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$ से तुलना कीजिए।

**हल — अभ्यास 37.7.**

एथेनॉल $\ce{CH3-CH2-O-H}$ में 5 $\ce{C-H}$, 1 $\ce{C-C}$, 1 $\ce{C-O}$ और 1 $\ce{O-H}$ हैं। टूटे: $5 \times 415 + 345 + 350 + 464 + 3 \times 498 =
4728\,\mathrm{kJ}$। बने: $4 \times 741 + 6 \times 464 = 5748\,\mathrm{kJ}$। $E_r \approx -1020\,\mathrm{kJ}$, परिमाण में मापे गए $1367.6\,\mathrm{kJ}$ से लगभग एक चौथाई कम।

**अभ्यास 37.8 ★★.**

प्रोपेन ($2219.2\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$) और मेथेन के प्रति किलोग्राम मुक्त ऊर्जा निकालिए। दंड आलेख से तुलना कीजिए।

**हल — अभ्यास 37.8.**

प्रोपेन: $2219.2 / 0.0440 = 5.04 \times 10^{4}\,\mathrm{kJ}/\mathrm{kg} = 50.4\,\mathrm{MJ}/\mathrm{kg}$। मेथेन: $890.7 / 0.0160 = 55.7\,\mathrm{MJ}/\mathrm{kg}$। दोनों आलेख के अनुसार।

**अभ्यास 37.9 ★★.**

एक गैस चूल्हा $1.50\,\mathrm{L}$ पानी ($1500\,\mathrm{g}$) को $15\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ से $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ तक गरम करता है। पानी कितनी ऊर्जा ग्रहण करता है? यदि सारी ऊर्जा पानी तक पहुँचे तो मेथेन का कितना द्रव्यमान [जलता](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) है? यदि उसका केवल आधा ही पहुँचे तो?

**हल — अभ्यास 37.9.**

$Q = 1500 \times 4.18 \times 85 = 5.33 \times 10^{5}\,\mathrm{J} = 533\,\mathrm{kJ}$; $n = 533 / 890.7 = 0.598\,\mathrm{mol}$, अर्थात $0.598 \times 16.0 =
9.6\,\mathrm{g}$ मेथेन; आधी ऊर्जा नष्ट होने पर, $19\,\mathrm{g}$।

**अभ्यास 37.10 ★★.**

दंड आलेख की मदद से [ईंधनों](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-fuel) को प्रति किलोग्राम ऊर्जा के क्रम में रखिए। हाइड्रोजन का कितना द्रव्यमान $1.0\,\mathrm{kg}$ ऑक्टेन जितनी ऊर्जा देता है?

**हल — अभ्यास 37.10.**

हाइड्रोजन > मेथेन > प्रोपेन > ऑक्टेन > एथेनॉल। $48.0 / 142.9 = 0.34\,\mathrm{kg}$ हाइड्रोजन।

**अभ्यास 37.11 ★★.**

$\ce{N2 + 3H2 -> 2NH3}$ की ऊर्जा का अनुमान लगाइए, सभी गैसें। [ऊष्माक्षेपी](#def-g11-reaction-energy-exothermic) या [ऊष्माशोषी](#def-g11-reaction-energy-exothermic)?

**हल — अभ्यास 37.11.**

टूटे: $946 + 3 \times 436 = 2254\,\mathrm{kJ}$; बने: $6 \times 390 = 2340\,\mathrm{kJ}$; $E_r \approx -86\,\mathrm{kJ}$: थोड़ा [ऊष्माक्षेपी](#def-g11-reaction-energy-exothermic)।

**अभ्यास 37.12 ★★★.**

स्पिरिट लैंप वाले एक प्रयोग में $1.20\,\mathrm{g}$ एथेनॉल [जलने](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) के दौरान $250\,\mathrm{g}$ पानी $20\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ गरम होता है। पानी द्वारा ग्रहण की गई ऊर्जा, एथेनॉल द्वारा मुक्त की जा सकने वाली ऊर्जा, और तापन की दक्षता निकालिए। हानियों के तीन कारण बताइए।

**हल — अभ्यास 37.12.**

पानी: $250 \times 4.18 \times 20 = 2.09 \times 10^{4}\,\mathrm{J} = 20.9\,\mathrm{kJ}$। एथेनॉल: $1.20 / 46.0 = 0.0261\,\mathrm{mol}$, जो $0.0261 \times 1367.6 = 35.7\,\mathrm{kJ}$ मुक्त कर सकता था। दक्षता $20.9 / 35.7 \approx 59\,\%$। हानियाँ: [वायु](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/4-air-a-mixture-of-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) द्वारा ले जाई गई ऊष्मा, डिब्बे और स्टैंड को गरम करने वाली ऊष्मा, [अपूर्ण दहन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/14-combustion-fuels-products-and-greenhouse-gases#def-g8-combustion-and-fuels-complete) (कालिख), कुछ एथेनॉल का बिना जले वाष्पित होना।

**अभ्यास 37.13 ★★★.**

ऑक्टेन $5470\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$ और प्रोपेन $2219.2\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$ मुक्त करते हैं। उनके [दहन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) समीकरण लिखिए और हर एक द्वारा प्रति मेगाजूल मुक्त कार्बन डाइऑक्साइड का द्रव्यमान निकालिए। मेथेन, $49.4\,\mathrm{g}$, से तुलना कीजिए।

**हल — अभ्यास 37.13.**

$\ce{2C8H18 + 25O2 -> 16CO2 + 18H2O}$: प्रति $5470\,\mathrm{kJ}$ कार्बन डाइऑक्साइड के 8 [मोल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/25-the-mole-and-molar-mass#def-g10-the-mole-amount), $352\,\mathrm{g}$, इसलिए प्रति मेगाजूल $352 / 5.470 = 64.4\,\mathrm{g}$। $\ce{C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O}$: प्रति $2219.2\,\mathrm{kJ}$ $132\,\mathrm{g}$, इसलिए प्रति मेगाजूल $59.5\,\mathrm{g}$। मेथेन, $49.4\,\mathrm{g}$ के साथ, सबसे कम मुक्त करती है।

**अभ्यास 37.14 ★★★.**

मेथेन और एथेनॉल दोनों के लिए आबंध-ऊर्जा अनुमान मापी गई मुक्त ऊर्जा से कम है। कारण बताइए, और समझाइए कि अनुमान फिर भी उपयोगी क्यों है।

**हल — अभ्यास 37.14.**

सारणी औसत [आबंध ऊर्जाएँ](#def-g11-reaction-energy-bond-energy) देती है, जबकि कार्बन डाइऑक्साइड के $\ce{C=O}$ आबंध औसत से अधिक प्रबल हैं; मापे गए मान द्रव पानी के लिए हैं, जिसका संघनन गैस अभिक्रिया से अधिक ऊर्जा मुक्त करता है; और विधि हर आबंध को उसके पड़ोसियों से स्वतंत्र मानती है। अनुमान फिर भी उपयोगी है: वह बिना किसी माप के सही चिह्न ([ऊष्माक्षेपी](#def-g11-reaction-energy-exothermic)) और परिमाण की सही कोटि देता है।

**अभ्यास 37.15 ★★★.**

$\ce{2H2O -> 2H2 + O2}$ की ऊर्जा का अनुमान लगाइए, सभी गैसें। पानी से हाइड्रोजन बनाने के लिए ऊर्जा (उदाहरण के लिए बिजली के रूप में) क्यों देनी पड़ती है? समझाइए कि हाइड्रोजन को ऊर्जा का स्रोत होने के बजाय ऊर्जा *संचित* करने का एक साधन क्यों कहा जाता है।

**हल — अभ्यास 37.15.**

टूटे: $4 \times 464 = 1856\,\mathrm{kJ}$; बने: $2 \times 436 + 498 =
1370\,\mathrm{kJ}$; $E_r \approx +486\,\mathrm{kJ}$: [ऊष्माशोषी](#def-g11-reaction-energy-exothermic), इसलिए ऊर्जा देनी पड़ती है। बाद में हाइड्रोजन को [जलाने](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) पर यह ऊर्जा वापस मिलती है: हाइड्रोजन कहीं और उत्पन्न ऊर्जा को संचित करती है, स्वयं कोई ऊर्जा नहीं बनाती।

## 37.6 समस्या: शहर की बस के लिए कौन-सा ईंधन?

**समस्या 37.1.**

सप्ताहांत समस्या — मेथेन, एथेनॉल, ऑक्टेन या हाइड्रोजन: प्रति किलोग्राम सबसे अधिक ऊर्जा कौन देता है, और प्रति मेगाजूल कितनी कार्बन डाइऑक्साइड?

एक शहर अपनी बसों के लिए चार [ईंधनों](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-fuel) की तुलना करता है: मेथेन (प्राकृतिक गैस), एथेनॉल, ऑक्टेन (पेट्रोल के लिए) और हाइड्रोजन। एक [मोल](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/25-the-mole-and-molar-mass#def-g10-the-mole-amount) के [पूर्ण दहन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/14-combustion-fuels-products-and-greenhouse-gases#def-g8-combustion-and-fuels-complete) द्वारा मुक्त ऊर्जाएँ हैं: मेथेन $890.7\,\mathrm{kJ}$, एथेनॉल $1367.6\,\mathrm{kJ}$, ऑक्टेन $5470\,\mathrm{kJ}$, हाइड्रोजन $285.8\,\mathrm{kJ}$, बनने वाला पानी द्रव मानकर।

**भाग I — [दहन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) समीकरण।**

1. मेथेन के [पूर्ण दहन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/14-combustion-fuels-products-and-greenhouse-gases#def-g8-combustion-and-fuels-complete) का समीकरण लिखिए।
2. एथेनॉल, $\ce{C2H6O}$ , का।
3. ऑक्टेन, $\ce{C8H18}$ , का।
4. हाइड्रोजन का।
5. कौन-सा [ईंधन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-fuel) कोई कार्बन डाइऑक्साइड मुक्त नहीं करता?

**भाग II — प्रति किलोग्राम ऊर्जा।**

6. चारों [ईंधनों](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-fuel) के [मोलर द्रव्यमान](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/25-the-mole-and-molar-mass#def-g10-the-mole-molar-mass) निकालिए।
7. हर एक के लिए प्रति किलोग्राम मुक्त ऊर्जा $\mathrm{MJ}/\mathrm{kg}$ में निकालिए।
8. [ईंधनों](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-fuel) को क्रम में रखिए।
9. हाइड्रोजन बहुत आगे है। फिर भी उसे बस में ले जाना कठिन क्यों है? (कमरे के ताप पर उसकी अवस्था के बारे में सोचिए।)

**भाग III — [आबंध ऊर्जाओं](#def-g11-reaction-energy-bond-energy) से अनुमान।**

10. मेथेन के [दहन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) में शामिल [अणुओं](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) की [लुइस संरचनाएँ](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/24-lewis-structures-and-the-shape-of-molecules#def-g10-lewis-and-shape-lewis-structure) बनाइए, और टूटे और बने आबंध गिनिए।
11. आबंध तोड़ने के लिए आवश्यक ऊर्जा निकालिए।
12. नए आबंध बनने से मुक्त ऊर्जा निकालिए।
13. $E_r$ का अनुमान निकालिए, और मापे गए मान से तुलना कीजिए: सापेक्ष अंतर?
14. अंतर के दो कारण बताइए।

**भाग IV — प्रति मेगाजूल कार्बन डाइऑक्साइड।**

15. $1\,\mathrm{MJ}$ मुक्त करने के लिए मेथेन की कितनी मात्रा जलनी चाहिए?
16. वह कार्बन डाइऑक्साइड का कितना द्रव्यमान मुक्त करती है?
17. एथेनॉल और ऑक्टेन के लिए यही प्रश्न।
18. समान ऊर्जा के लिए कौन-सा कार्बन [ईंधन](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-fuel) सबसे कम कार्बन डाइऑक्साइड मुक्त करता है? क्यों (C और H [परमाणुओं](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) की संख्याओं की तुलना कीजिए)?
19. [जलने](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) पर हाइड्रोजन कुछ भी मुक्त नहीं करती। जलवायु के लिए उसका वास्तविक लाभ किस पर निर्भर करता है?
20. अंतिम उत्तर बताइए: मेथेन प्रति मेगाजूल कार्बन डाइऑक्साइड का कितना द्रव्यमान मुक्त करती है?

**हल — समस्या 37.1.**

**1.** $\ce{CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O}$।

**2.** $\ce{C2H6O + 3O2 -> 2CO2 + 3H2O}$।

**3.** $\ce{2C8H18 + 25O2 -> 16CO2 + 18H2O}$।

**4.** $\ce{2H2 + O2 -> 2H2O}$।

**5.** हाइड्रोजन।

**6.** $16.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$, $46.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$, $114.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$, $2.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$।

**7.** $\mathrm{kJ}$ प्रति $\mathrm{kg}$ में, फिर $\mathrm{MJ}/\mathrm{kg}$ में: मेथेन $890.7 / 0.0160$, $55.7\,\mathrm{MJ}/\mathrm{kg}$; एथेनॉल $1367.6 / 0.0460$, $29.7\,\mathrm{MJ}/\mathrm{kg}$; ऑक्टेन $5470 / 0.1140$, $48.0\,\mathrm{MJ}/\mathrm{kg}$; हाइड्रोजन $285.8 / 0.0020$, $142.9\,\mathrm{MJ}/\mathrm{kg}$।

**8.** हाइड्रोजन > मेथेन > ऑक्टेन > एथेनॉल।

**9.** हाइड्रोजन बहुत हल्की गैस है: सामान्य दाब पर उसका एक किलोग्राम विशाल आयतन घेरता है, इसलिए उसे भारी उच्च-दाब टंकियों में ठूँसकर भरना पड़ता है।

**10.** मेथेन: 4 $\ce{C-H}$; डाइऑक्सीजन: 2 $\ce{O=O}$ टूटते हैं। कार्बन डाइऑक्साइड: 2 $\ce{C=O}$; पानी: $2 \times 2 = 4$ $\ce{O-H}$ बनते हैं।

**11.** $4 \times 415 + 2 \times 498 = 2656\,\mathrm{kJ}$।

**12.** $2 \times 741 + 4 \times 464 = 3338\,\mathrm{kJ}$।

**13.** $E_r \approx 2656 - 3338 = -682\,\mathrm{kJ}$, जबकि मापा गया $-890.7\,\mathrm{kJ}$ है: परिमाण में लगभग $23\,\%$ कम।

**14.** औसत [आबंध ऊर्जाएँ](#def-g11-reaction-energy-bond-energy) (कार्बन डाइऑक्साइड का $\ce{C=O}$ औसत से अधिक प्रबल है); माप में द्रव पानी, अनुमान में गैसें।

**15.** $1000 / 890.7 = 1.123\,\mathrm{mol}$।

**16.** $1.123 \times 44.0 = 49.4\,\mathrm{g}$।

**17.** एथेनॉल: $1000 / 1367.6 = 0.731\,\mathrm{mol}$, जिससे कार्बन डाइऑक्साइड के $1.462\,\mathrm{mol}$, $64.3\,\mathrm{g}$, मिलते हैं। ऑक्टेन: $1000 / 5470 = 0.183\,\mathrm{mol}$, जिससे $1.463\,\mathrm{mol}$, $64.4\,\mathrm{g}$।

**18.** मेथेन: उसमें प्रति कार्बन [परमाणु](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) सबसे अधिक हाइड्रोजन [परमाणु](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/11-atoms-and-molecules#def-g7-atoms-and-molecules-atom) हैं (4, ऑक्टेन के 2.25 के मुक़ाबले), और हाइड्रोजन के [जलने](https://one-course.com/books/chemistry/1/hi/chapter/5-burning-what-a-fire-needs#def-g4-what-a-fire-needs-burning) से बिना कार्बन डाइऑक्साइड के ऊर्जा मिलती है।

**19.** इस पर कि हाइड्रोजन कैसे बनाई जाती है: नवीकरणीय स्रोतों की बिजली से पानी से बनी हाइड्रोजन लगभग कोई कार्बन डाइऑक्साइड मुक्त नहीं करती; मेथेन से बनी हाइड्रोजन कार्बन डाइऑक्साइड को निकास-नली के बजाय कारख़ाने में मुक्त करती है।

**20.** मेथेन प्रति मेगाजूल लगभग $49\,\mathrm{g}$ कार्बन डाइऑक्साइड मुक्त करती है।