வேதிவினை வேகவியல் (12ஆம் வகுப்பு வேதியியல், சமச்சீர் கல்வி) அத்தியாயத்தின் ஒவ்வொரு புத்தகப் பயிற்சி வினாவும் இங்கே — சரியான விடை தனித்துக் காட்டப்பட்டு, தெளிவான படிப்படியான விளக்கத்துடன். தமிழிலும் ஆங்கிலத்திலும் இலவசமாகப் படிக்கலாம்.
Q1
ஒரு முதல் வகை வினையில், வினைவேக மாறிலி \(k\) மற்றும் வினைபடு பொருளின் தொடக்கச் செறிவு \([A]_0\) எனில், \(t\) நேரத்தில் எஞ்சியுள்ள வினைபடு பொருளின் செறிவு
- A. \(k = \frac{2.303}{t} \log \frac{[A]_0}{[A]}\)
- B. \([A] = [A]_0 e^{kt}\)
- C. \([A] = [A]_0 e^{-kt}\)சரி
- D. இவை எதுவுமல்ல
விளக்கம். முதல் வகை வினைக்கான தொகைப்படுத்தப்பட்ட வினைவேகச் சமன்பாட்டிலிருந்து வினைபடு பொருளின் செறிவு காலத்தைப் பொறுத்து அடுக்கேற்ற முறையில் குறையும்.
Q2
ஒரு பூஜ்ய வகை வினையின் தொடக்கச் செறிவு 0.02 M ஆக உள்ள போது அதன் அரை வாழ் காலம் 10 நிமிடங்கள். தொடக்கச் செறிவு 0.04 M ஆக இருப்பின் அதன் அரை வாழ் காலம்
- A. 10 min
- B. 5 min
- C. 20 minசரி
- D. 40 min
விளக்கம். பூஜ்ய வகை வினைக்கு அரை வாழ் காலமானது தொடக்கச் செறிவிற்கு நேர்விகிதத்தில் இருக்கும். செறிவு இருமடங்காகும்போது காலமும் இருமடங்காகிறது.
Q3
A \(\longrightarrow\) விளைபொருள் என்ற முதல் வகை வினையில் தொடக்கச் செறிவு \(x\) mol L\(^{-1}\) மேலும் அரை வாழ்காலம் 2.5 hours. இதே வினைக்கு தொடக்கச் செறிவு \(\frac{x}{2}\) mol L\(^{-1}\) ஆக இருப்பின், அரை வாழ் காலம்.
- A. \(2.5 \times 2\) hours
- B. \(2.5 / 2\) hours
- C. 2.5 hoursசரி
- D. வினைவேக மாறிலியின் மதிப்பினைத் தெரியாமல் கொடுக்கப்பட்டுள்ள விவரங்களிலிருந்து \(t_{1/2}\) மதிப்பினைக் கண்டறிய இயலாது.
விளக்கம். முதல் வகை வினையின் அரை வாழ் காலம் தொடக்கச் செறிவினைச் சார்ந்து அமையாது என்பதால் செறிவு மாறினாலும் காலம் மாறாது.
Q4
\(2NH_3 \longrightarrow N_2 + 3H_2\) என்ற வினைக்கு \(-\frac{d[NH_3]}{dt} = k_1 [NH_3]\), \(\frac{d[N_2]}{dt} = k_2 [NH_3]\), \(\frac{d[H_2]}{dt} = k_3 [NH_3]\) எனில், \(k_1, k_2\) மற்றும் \(k_3\) ஆகியவைகளுக்கிடையேயான தொடர்பு
- A. \(k_1 = k_2 = k_3\)
- B. \(k_1 = 3k_2 = 2k_3\)
- C. \(1.5k_1 = 3k_2 = k_3\)சரி
- D. \(2k_1 = k_2 = 3k_3\)
விளக்கம். வினையின் சமன்படுத்தப்பட்ட சமன்பாட்டின் வினைக்கூறு கெழுக்களை வினை வேக விதியுடன் ஒப்பிடுவதன் மூலம் இந்தத் தொடர்பு பெறப்படுகிறது.
Q5
குறைந்த அழுத்தத்தில் டங்ஸ்டன் புறப்பரப்பில் பாஸ்பைனின் (\(PH_3\)) சிதைவு வினை ஒரு முதல் வகை வினையாகும் ஏனெனில் (NEET)
- A. வினைவேகம் அழுத்தத்தைப் பொறுத்து அமையும்சரி
- B. வினைவேகம் அழுத்தத்தைப் பொறுத்து அமையாது
- C. வினைவேகம் புறப்பரப்பைப் பொறுத்து அமையும்
- D. வினைவேகம் புறப்பரப்பைப் பொறுத்து அமையாது
விளக்கம். குறைந்த அழுத்தத்தில் டங்ஸ்டன் புறப்பரப்பின் ஆக்கிரமிப்பு அளவானது அழுத்தத்திற்கு நேர்விகிதத்தில் உள்ளதால் இது முதல் வகை வினையாகிறது.
Q6
ஒரு பூஜ்ய வகை வினையின் வினைவேக மாறிலியின் அலகு
- A. \(s^{-1}\)
- B. mol L\(^{-1}\) s\(^{-1}\)சரி
- C. L mol\(^{-1}\) s\(^{-1}\)
- D. L\(^2\) mol\(^{-2}\) s\(^{-1}\)
விளக்கம். பூஜ்ய வகை வினைக்கு வினை வேகமானது வினைவேக மாறிலிக்குச் சமம் என்பதால் வினையின் வேக அலகே இதற்குரிய அலகாகும்.
Q7
அர்ஹீனியஸ் சமன்பாடு \(k = A e^{-E_a/RT}\) இல், \(A\) என்பது
- A. வினைவேக மாறிலி
- B. அதிர்வெண் காரணிசரி
- C. கிளர்வு ஆற்றல்
- D. வாயு மாறிலி
விளக்கம். அர்ஹீனியஸ் சமன்பாட்டில் உள்ள 'A' என்பது வினையின் அதிர்வெண் காரணி அல்லது அர்ஹீனியஸ் காரணியைக் குறிக்கும்.
Q8
பின்வரும் கூற்றுகளைக் கருதுக.
(i) வினைவேகம் வெப்பநிலையைச் சார்ந்திருக்காது.
(ii) வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது வினைவேக மாறிலி அதிகரிக்கிறது.
(iii) கிளர்வு ஆற்றல் அதிகமாக இருந்தால் வினைவேகம் அதிகமாக இருக்கும்.
(iv) \(\log k\) vs \(1/T\) வரைபடம் நேர்க்குறி சாய்வுடையது.
(v) \(\ln k\) vs \(1/T\) வரைபடம் நேர்க்குறி சாய்வுடன் கூடிய ஒரு நேர் கோடாகும்.
இவற்றுள் சரியான கூற்றுகளாவன
- A. (ii) மட்டும்சரி
- B. (ii) மற்றும் (iv)
- C. (ii) மற்றும் (v)
- D. (i), (ii) மற்றும் (v)
விளக்கம். வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது மூலக்கூறுகளின் மோதல் மற்றும் ஆற்றல் அதிகரிப்பதால் வினைவேக மாறிலியும் அதிகரிக்கிறது.
Q9
ஒரு மீள் வினையில், முன்னோக்கிய வினையின் என்தால்பி மாற்றம் மற்றும் கிளர்வு ஆற்றல்கள் முறையே \(-x\) மற்றும் \(y\) kJ mol\(^{-1}\) ஆகும். எனவே, பின்னோக்கிய வினையின் கிளர்வு ஆற்றல்
- A. \((y-x)\) kJ mol\(^{-1}\)
- B. \((x+y)\) J mol\(^{-1}\)
- C. \((x-y)\) kJ mol\(^{-1}\)
- D. \((x+y) \times 10^3\) J mol\(^{-1}\)சரி
விளக்கம். பின்னோக்கிய வினையின் கிளர்வு ஆற்றல் என்பது முன்னோக்கிய வினையின் கிளர்வு ஆற்றல் மற்றும் என்தால்பி மாற்றத்தின் கூடுதல் மதிப்பிற்குச் சமமாகும்.
Q10
வெப்பநிலை 200K லிருந்து 400K க்கு உயர்த்தப்படும் போது வினைவேகம் இரு மடங்கு அதிகரித்தால், கிளர்வு ஆற்றலின் மதிப்பு யாது? (R = 8.314 JK⁻¹mol⁻¹)
- A. 234.65 kJ mol⁻¹
- B. 434.65 kJ mol⁻¹
- C. 2305 J mol⁻¹சரி
- D. 334.65 J mol⁻¹
விளக்கம். அர்ஹீனியஸ் சமன்பாட்டின் மடக்கை வடிவத்தைப் பயன்படுத்தி, வெப்பநிலை மாற்றத்தால் ஏற்படும் வினைவேக மாற்றத்திலிருந்து கிளர்வு ஆற்றலைக் கணக்கிடலாம். கணக்கீட்டின்படி விடை 2305 J mol⁻¹ ஆகும்.
Q11
இவ்வினை முதல் வகை வினையைச் சார்ந்தது. ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் வினைவேக மாறிலி 2.303 × 10⁻² hour⁻¹. ஐசோ புரோப்பேனின் தொடக்கச் செறிவு 0.25M எனில், 1806 நிமிடங்களுக்குப் பின் ஐசோபுரோப்பேனின் செறிவு என்ன? (log 2 = 0.3010)
- A. 0.125 Mசரி
- B. 0.215 M
- C. 0.25 × 2.303 M
- D. 0.05 M
விளக்கம். முதல் வகை வினைக்கான தொகையிடப்பட்ட வேக விதியைப் பயன்படுத்தி, கொடுக்கப்பட்ட நேரம் மற்றும் வேக மாறிலியைக் கொண்டு இறுதிச் செறிவைக் கணக்கிடலாம். 1806 நிமிடங்கள் என்பது சுமார் 30.1 மணிநேரம், இது ஒரு அரை வாழ் காலத்திற்கு சமம்.
Q12
ஒரு முதல் வகை வினைக்கு, வினைவேக மாறிலி 6.909 min⁻¹ எனில் 75% வினை நிறைவு பெறத் தேவையான காலம் (நிமிடங்கள்).
- A. $\frac{2}{3} \log 2$
- B. $\frac{2}{3} \times 2.303 \log 2$சரி
- C. $\frac{3}{2} \log \frac{3}{4}$
- D. $\frac{2}{3} \log \frac{4}{3}$
விளக்கம். முதல் வகை வினையில் 75% நிறைவடைய ஆகும் காலம் இரண்டு அரை வாழ் காலங்களுக்கு சமம். $t = 2 \times t_{1/2} = 2 \times (0.693/k)$ என்ற தொடர்பைப் பயன்படுத்தி விடையைப் பெறலாம்.
Q13
x $\rightarrow$ y என்ற முதல் வகை வினையில் k என்பது வினைவேக மாறிலி மேலும் x-ன் தொடக்கச் செறிவு 0.1 M எனில், அரை வாழ் காலம்
- A. $\frac{\log 2}{k}$
- B. $\frac{0.693}{(0.1)k}$
- C. $\frac{\ln 2}{k}$சரி
- D. இவை எதுவுமல்ல
விளக்கம். முதல் வகை வினையின் அரை வாழ் காலம் தொடக்கச் செறிவைச் சார்ந்து அமைவதில்லை. அதன் மதிப்பு $t_{1/2} = \frac{0.693}{k}$ அல்லது $\frac{\ln 2}{k}$ ஆகும்.
Q14
2A + B $\rightarrow$ C + 3D என்ற வினையின் வேக விதியினைத் கொடுக்கப்பட்டுள்ள பின்வரும் விவரங்களிலிருந்து கண்டறிக.
வினை எண் | [A] (min) | [B] (min) | தொடக்கச் செறிவு (M s⁻¹)
--- | --- | --- | ---
1 | 0.1 | 0.1 | x
2 | 0.2 | 0.1 | 2x
3 | 0.1 | 0.2 | 4x
- A. வினைவேகம் = k[A]²[B]
- B. வினைவேகம் = k[A][B]²சரி
- C. வினைவேகம் = k[A][B]
- D. வினைவேகம் = k[A]²[B]²
விளக்கம். [A] இரட்டிப்பாகும்போது வேகம் இரட்டிப்பாவதால் A-ஐப் பொறுத்து முதல் வகை. [B] இரட்டிப்பாகும்போது வேகம் நான்கு மடங்காவதால் B-ஐப் பொறுத்து இரண்டாம் வகை. எனவே வேக விதி $k[A][B]^2$.
Q15
ஒரு வினையின் வினைவேக மாறிலியின் மதிப்பு 5.8 × 10⁻² s⁻¹. அவ்வினையின் வினைவகை
- A. முதல் வகைசரி
- B. பூஜ்ய வகை
- C. இரண்டாம் வகை
- D. மூன்றாம் வகை
விளக்கம். வினைவேக மாறிலியின் அலகைக் கொண்டு வினைவகையைக் கண்டறியலாம். s⁻¹ என்பது முதல் வகை வினையின் அழகாகும்.
Q16
N₂O₅ (g) $\rightarrow$ 2NO₂ (g) + 1/2 O₂ (g) என்ற வினைக்கு N₂O₅-ன் மறைவு வேகமானது 6.5 × 10⁻² mol L⁻¹ S⁻¹. NO₂ மற்றும் O₂ ஆகியவற்றின் உருவாதல் வேகங்கள் முறையே
- A. 3.25 × 10⁻² mol L⁻¹ s⁻¹ மற்றும் 1.3 × 10⁻² mol L⁻¹ s⁻¹
- B. 1.3 × 10⁻² mol L⁻¹ s⁻¹ மற்றும் 3.25 × 10⁻² mol L⁻¹ s⁻¹
- C. 1.3 × 10⁻¹ mol L⁻¹ s⁻¹ மற்றும் 3.25 × 10⁻² mol L⁻¹ s⁻¹சரி
- D. இவை எதுவுமல்ல
விளக்கம். வினையினச் சமன்பாட்டின் அடிப்படையில், NO₂ உருவாதல் வேகம் N₂O₅ மறைவு வேகத்தைப் போல இருமடங்கு. O₂ உருவாதல் வேகம் N₂O₅ மறைவு வேகத்தில் பாதியாகும்.
Q17
H₂O₂ சிதைவடைந்து O₂ வைத் தரும் வினையில் ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தில் ஒரு நிமிடத்திற்கு 48g O₂ உருவானால் அக்குறிப்பிட்ட நேரத்தில் நீரின் உருவாதல் வேகம்.
- A. 0.75 mol min⁻¹
- B. 1.5 mol min⁻¹
- C. 2.25 mol min⁻¹
- D. 3.0 mol min⁻¹சரி
விளக்கம். O₂-ன் மோல்களின் எண்ணிக்கை 48/32 = 1.5 mol. சமன்பாட்டின்படி (2H₂O₂ $\rightarrow$ 2H₂O + O₂), நீர் உருவாதல் வேகம் ஆக்சிஜன் உருவாதல் வேகத்தைப் போல இருமடங்கு. எனவே 1.5 × 2 = 3.0 mol min⁻¹.
Q18
வினைபடு பொருளின் தொடக்கச் செறிவு இரு மடங்கானால், வினை பாதி அளவு நிறைவு பெறத் தேவையான காலமும் இருமடங்காகிறது எனில் அவ்வினையின் வகை
- A. பூஜ்யம்சரி
- B. ஒன்று
- C. பின்னம்
- D. எதுவுமல்ல
விளக்கம். பூஜ்ய வகை வினையில் அரை வாழ் காலம் தொடக்கச் செறிவிற்கு நேர்விகிதத்தில் இருக்கும். எனவே செறிவு இருமடங்கானால் காலமும் இருமடங்காகும்.
Q19
A $\rightarrow$ B + C + D என்ற ஒரு படித்தான வினையில், தொடக்க அழுத்தம் P⁰. ‘t’ நேரத்திற்கு பின் ‘P’. P⁰, P மற்றும் t ஆகியவற்றைப் பொறுத்து வினைவேக மாறிலி
- A. $k = \frac{2.303}{t} \log \frac{2P^0}{3P^0 - P}$சரி
- B. $k = \frac{2.303}{t} \log \frac{2P^0}{P^0 - P}$
- C. $k = \frac{2.303}{t} \log \frac{3P^0 - P}{2P^0}$
- D. $k = \frac{2.303}{t} \log \frac{2P^0}{3P^0 - P^2}$
விளக்கம். வாயு நிலை வினையில் செறிவிற்குப் பதில் பகுதி அழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தி முதல் வகை வினைக்கான வேகச் சமன்பாட்டை வருவிக்கும்போது கொடுக்கப்பட்ட விடை கிடைக்கிறது.
Q20
ஒரு முதல் வகை வினையானது 60 நிமிடங்களில் 75% நிறைவு பெறுகிறது. அதே வினை, அதே நிபந்தனைகளில் 50% நிறைவு பெறத் தேவையான காலம்
- A. 20 min
- B. 30 minசரி
- C. 35 min
- D. 75 min
விளக்கம். முதல் வகை வினையில் 75% நிறைவடைய ஆகும் காலம் இரண்டு அரை வாழ் காலங்களுக்குச் சமம். எனவே ஒரு அரை வாழ் காலம் (50% நிறைவு) 60/2 = 30 நிமிடங்கள் ஆகும்.
Q21
ஒரு கதிரியக்கத் தனிமத்தின் அரை வாழ் காலம் 140 நாட்கள் எனில் 560 நாட்களுக்குப் பின்னர், 1g தனிமமானது பின்வருமாறு குறைந்திருக்கும்.
- A. 1/2 g
- B. 1/4 g
- C. 1/8 g
- D. 1/16 gசரி
விளக்கம். 560 நாட்கள் என்பது 4 அரை வாழ் காலங்கள் (560/140 = 4). நான்கு அரை வாழ் காலங்களுக்குப் பிறகு எஞ்சியிருக்கும் அளவு $(1/2)^4 = 1/16$ g ஆகும்.
Q22
முதல் மற்றும் இரண்டாம் வகை வினைகளுக்கிடையேயான சரியான வேறுபாடு
- A. வினைவேகமாற்றியினை முதல் வகை வினைக்கு பயன்படுத்தலாம், இரண்டாம் வகைக்கு முடியாது.
- B. முதல் வகை வினையின் அரை வாழ் காலம் தொடக்கச் செறிவைச் சார்ந்ததல்ல, இரண்டாம் வகையின் அரை வாழ் காலம் செறிவைச் சார்ந்தது.சரி
- C. முதல் வகை வினையின் வேகம் செறிவைச் சார்ந்ததல்ல, இரண்டாம் வகையின் வேகம் செறிவைச் சார்ந்தது.
- D. முதல் வகை வினையின் வினைவகை ஒரு முழு எண், இரண்டாம் வகைக்கு ஒரு பின்னம்.
விளக்கம். முதல் வகை வினையின் அரை வாழ் காலம் $t_{1/2} = 0.693/k$ செறிவைச் சார்ந்து இருக்காது. ஆனால் இரண்டாம் வகை வினையில் அரை வாழ் காலம் தொடக்கச் செறிவிற்கு எதிர்விகிதத்தில் இருக்கும்.
Q23
A $\rightarrow$ விளைபொருள் என்ற முதல் வகை வினையில், அரை வாழ் காலம் 60 விநாடிகள் எனில், 180 விநாடிகளுக்குப் பிறகு எஞ்சியிருக்கும் A-ன் அளவு எவ்வளவு?
- A. 1/4 மடங்கு
- B. 1/2 மடங்கு
- C. 1/8 மடங்குசரி
- D. 1/16 மடங்கு
விளக்கம். 180 விநாடிகள் என்பது 3 அரை வாழ் காலங்களுக்குச் சமம் (180/60 = 3). மூன்று அரை வாழ் காலங்களுக்குப் பிறகு எஞ்சியிருக்கும் செறிவு $(1/2)^3 = 1/8$ மடங்கு ஆகும்.
