AIIMS 2007 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Hindi

(C) अभिक्रिया अनुक्रम इस प्रकार है:
$1$. $Toluene$ का ऑक्सीकरण होकर बेंजोइक अम्ल $(A)$ बनता है: $C_6H_5CH_3 \xrightarrow{[O]} C_6H_5COOH$.
$2$. बेंजोइक अम्ल $SOCl_2$ के साथ अभिक्रिया करके बेंज़ोयल क्लोराइड $(B)$ बनाता है: $C_6H_5COOH \xrightarrow{SOCl_2} C_6H_5COCl$.
$3$. बेंज़ोयल क्लोराइड $NaN_3$ के साथ अभिक्रिया करके बेंज़ोयल एज़ाइड $(C)$ बनाता है: $C_6H_5COCl \xrightarrow{NaN_3} C_6H_5CON_3$.
$4$. गर्म करने पर,बेंज़ोयल एज़ाइड कर्टियस पुनर्विन्यास (Curtius rearrangement) के माध्यम से फेनिल आइसोसाइनेट $(D)$ बनाता है: $C_6H_5CON_3 \xrightarrow{\text{Heat}} C_6H_5NCO + N_2$.
अतः,$D$ फेनिल आइसोसाइनेट है।

(A) बंध लंबाई,बंध कोटि (bond order) के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
$O_2$ के लिए बंध कोटि $2.0$ है।
$O_3$ के लिए बंध कोटि $1.5$ है (अनुनाद के कारण)।
$O_2^{2-}$ (पेरोक्साइड आयन) के लिए बंध कोटि $1.0$ है।
चूंकि बंध लंबाई $\propto \frac{1}{\text{बंध कोटि}}$,इसलिए बंध लंबाई का सही क्रम $O_2 < O_3 < O_2^{2-}$ है।

(C) सामान्यतः,अधिकांश वास्तविक गैसें एक ही प्रकार का समतापी वक्र (isotherm) दर्शाती हैं। खंड $ab$ गैसीय अवस्था को दर्शाता है। रेखा $bc$,जो एक क्षैतिज रेखा है,द्रव और वाष्प के बीच साम्यावस्था को दर्शाती है। रेखा $bc$ के संगत दबाव को द्रव का वाष्प दबाव कहा जाता है। रेखा $cd$ द्रव अवस्था को दर्शाती है।

(A) किसी गैस का क्रांतिक तापमान $(T_C)$ वह तापमान है जिसके ऊपर गैस को दबाव डालकर द्रवित नहीं किया जा सकता है।
यह $T_C = \frac{8a}{27Rb}$ संबंध द्वारा दिया जाता है,जिसका अर्थ है $T_C \propto a$,जहाँ $a$ वैन डेर वाल्स स्थिरांक है जो अंतर-आणविक आकर्षण बलों का माप है।
उच्च क्रांतिक तापमान मजबूत अंतर-आणविक आकर्षण बलों को दर्शाता है,जिससे गैस का द्रवीकरण आसान हो जाता है।
दिए गए मानों की तुलना करने पर: $A = 25\,^{\circ}C$,$B = 10\,^{\circ}C$,$C = -80\,^{\circ}C$,और $D = 15\,^{\circ}C$।
चूंकि गैस $A$ का क्रांतिक तापमान $(25\,^{\circ}C)$ सबसे अधिक है,इसलिए यह सबसे आसानी से द्रवित हो जाएगी।

(A) परिवेश (surroundings) के एन्ट्रापी परिवर्तन को सूत्र $\Delta S_{surr} = -\frac{\Delta H_{sys}}{T}$ द्वारा दिया जाता है।
ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया के लिए,निकाय (system) का एन्थैल्पी परिवर्तन $\Delta H_{sys}$ ऋणात्मक होता है।
इसलिए,$\Delta S_{surr} = -\frac{(\text{ऋणात्मक मान})}{T}$,जो एक धनात्मक मान प्रदान करता है।
अतः,ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया के लिए $\Delta S_{surr}$ हमेशा धनात्मक होता है।

(B) दिया गया है: $\Delta H = -92.2\, kJ$,$P = 40\, atm$,$\Delta V = -1\, L$।
संबंध का उपयोग करते हुए: $\Delta H = \Delta U + P\Delta V$
इसलिए: $\Delta U = \Delta H - P\Delta V$
सबसे पहले,$P\Delta V$ को $atm\, L$ से $kJ$ में परिवर्तित करें,जहाँ $1\, atm\, L = 0.101325\, kJ$ है।
$P\Delta V = 40\, atm \times (-1\, L) = -40\, atm\, L$
$P\Delta V = -40 \times 0.101325\, kJ = -4.053\, kJ$
अब,$\Delta U$ की गणना करें:
$\Delta U = -92.2\, kJ - (-4.053\, kJ)$
$\Delta U = -92.2\, kJ + 4.053\, kJ = -88.147\, kJ$
निकटतम पूर्णांक में,$\Delta U \approx -88\, kJ$ प्राप्त होता है।

(A) हेस के नियम के अनुसार,अभिक्रिया में होने वाला एन्थैल्पी परिवर्तन समान रहता है,चाहे वह एक चरण में हो या कई चरणों में।
ऊर्ध्वपातन (sublimation) ठोस का सीधे वाष्प में रूपांतरण है।
इस प्रक्रिया को दो-चरणीय प्रक्रिया के रूप में दर्शाया जा सकता है: ठोस $\rightarrow$ द्रव (गलन) और उसके बाद द्रव $\rightarrow$ वाष्प (वाष्पीकरण)।
इसलिए,$\Delta H_{sublimation} = \Delta H_{fusion} + \Delta H_{vap}$।
दिया गया है कि $\Delta H_{fusion} = x$ और $\Delta H_{vap} = y$,इसलिए $\Delta H_{sublimation} = x + y$।

(A) एक दुर्बल अम्ल $(CH_3COOH)$ और एक प्रबल क्षार $(NaOH)$ के अनुमापन में,बनने वाला लवण $(CH_3COONa)$ ऋणायनिक जल-अपघटन (anionic hydrolysis) करता है,जिसके परिणामस्वरूप तुल्यता बिंदु पर विलयन क्षारीय हो जाता है $(pH > 7)$।
तुल्यता बिंदु के बाद अतिरिक्त मुक्त क्षार के कारण,$pH$ में तीव्र वृद्धि होती है,जिसे अनुमापन वक्र के ऊर्ध्वाधर भाग द्वारा दर्शाया जाता है।
अतः,ग्राफ में ऊर्ध्वाधर रेखा तुल्यता बिंदु की क्षारीय प्रकृति को दर्शाती है।

(B) $NaOH$ (प्रबल क्षार) और $CH_3COOH$ (दुर्बल अम्ल) के बीच अभिक्रिया से सोडियम एसीटेट $(CH_3COONa)$ प्राप्त होता है,जो एक दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार का लवण है।
$CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$
चूंकि लवण का जल-अपघटन होता है,इसलिए परिणामी विलयन क्षारीय होता है।
दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के लवण के लिए $pH = \frac{1}{2} (pK_w + pK_a + \log C)$ होता है।
$CH_3COOH$ के लिए $pK_a$ लगभग $4.76$ और $pK_w = 14$ है,जिससे $pH$ का मान $7$ से अधिक प्राप्त होता है।
अतः,विलयन का $pH$ $8$ है।

(D) अम्लीय बफर एक दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के साथ उसके लवण का मिश्रण होता है।
$CH_3COOH$ एक दुर्बल अम्ल है,लेकिन $CH_3COONH_4$ एक दुर्बल अम्ल $(CH_3COOH)$ और दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ का लवण है।
इसलिए,$CH_3COOH$ और $CH_3COONH_4$ का मिश्रण अम्लीय बफर नहीं बनाता है।
चूंकि कथन गलत है और कारण में दी गई परिभाषा भी गलत है (यह प्रबल क्षार के साथ लवण होना चाहिए),इसलिए कथन और कारण दोनों गलत हैं।

(C) साम्य स्थिरांक ($K_c$ या $K_p$) का मान एक निश्चित तापमान पर दी गई रासायनिक अभिक्रिया के लिए स्थिर होता है।
हालाँकि,किसी विशेष तापमान पर अंतिम साम्य मिश्रण का संघटन (अभिकारकों और उत्पादों की सांद्रता) अभिकारकों की प्रारंभिक मात्रा पर निर्भर नहीं करता है।
अतः,अभिकथन सही है,लेकिन तर्क गलत है।

(B) समूह में नीचे जाने पर अतिरिक्त ऊर्जा कोश के जुड़ने के कारण परमाण्वीय त्रिज्या बढ़ती है।
यद्यपि नाभिकीय आवेश भी बढ़ता है,लेकिन नए ऊर्जा कोश के जुड़ने का प्रभाव अधिक प्रभावी होता है।
परमाण्वीय त्रिज्या में वृद्धि $Na$ $(Z=11)$ से $K$ $(Z=19)$ की ओर जाने पर सबसे अधिक महत्वपूर्ण होती है,क्योंकि $n=3$ कोश से $n=4$ कोश में संक्रमण के कारण परिरक्षण (shielding) और नाभिक से दूरी में काफी वृद्धि होती है।
अतः,$Na, K$ युग्म के लिए त्रिज्या में सबसे बड़ा अंतर देखा जाता है।

(B) सिलिकॉन्स ऑर्गेनोसिलिकॉन पॉलिमर हैं जिनमें $Si-O-Si$ लिंकेज होते हैं।
ये अल्काइल या एराइल प्रतिस्थापित क्लोरोसिलेन (जैसे,$R_2SiCl_2$) के हाइड्रोलिसिस द्वारा बनते हैं।
रैखिक सिलिकॉन्स के लिए सामान्य सूत्र $(R_2SiO)_n$ है,जहाँ पुनरावर्ती इकाई $-(R_2Si-O)-$ है।

(A) प्रोपीन का हाइड्रोबोरोन-ऑक्सीकरण द्वि-आबंध पर जल के एंटी-मार्कोवनिकोव योग का पालन करता है।
$3CH_3-CH=CH_2 + BH_3 \rightarrow (CH_3CH_2CH_2)_3B$
$(CH_3CH_2CH_2)_3B + 3H_2O_2 + 3OH^- \rightarrow 3CH_3CH_2CH_2OH + BO_3^{3-}$

(A) ऑक्सीमर्क्यूरेशन-डीमर्क्यूरेशन एक ऐसी अभिक्रिया है जो मार्कोवनिकोव के नियम का पालन करते हुए द्वि-आबंध पर $H$ और $OH$ को जोड़ती है,जिसमें कोई पुनर्विन्यास नहीं होता है।
एलिलबेन्जीन $(C_6H_5CH_2CH=CH_2)$ के लिए,द्वि-आबंध पार्श्व श्रृंखला के $C_2$ और $C_3$ कार्बन के बीच होता है।
मार्कोवनिकोव के नियम के अनुसार,$OH$ समूह अधिक प्रतिस्थापित कार्बन $(C_2)$ से जुड़ता है और $H$ परमाणु कम प्रतिस्थापित कार्बन $(C_3)$ से जुड़ता है।
अंतिम उत्पाद $1$-फेनिलप्रोपेन-$2$-ऑल है,जो $C_6H_5CH_2CH(OH)CH_3$ है।

(B) बेंजीन के सल्फोनेशन में,सांद्र $H_2SO_4$ (या फ्यूमिंग सल्फ्यूरिक एसिड,$H_2SO_4 + SO_3$) का उपयोग किया जाता है।
बेंजीन रिंग पर आक्रमण करने वाला इलेक्ट्रोफाइल सल्फर ट्राइऑक्साइड,$SO_3$ है।
सांद्र $H_2SO_4$ में भी,सक्रिय इलेक्ट्रोफिलिक प्रजाति $SO_3$ ही होती है।

(D) $trans-but-2-ene$ की $Br_2$ के साथ अभिक्रिया में $anti$ योग होता है।
$trans-but-2-ene$ में $Br_2$ का $anti$ योग होने पर एक $meso$ यौगिक (विशेष रूप से $2,3-dibromobutane$) प्राप्त होता है।
चूंकि उत्पाद एक $meso$ यौगिक है,इसलिए यह प्रकाशिक रूप से निष्क्रिय है और रेसमिक मिश्रण नहीं है।
अतः,कथन गलत है।
कारण भी गलत है क्योंकि $trans$ एल्कीन में $trans$ योग आवश्यक रूप से दो प्रकार के त्रिविम समावयवी नहीं बनाता है।
इसलिए,कथन और कारण दोनों गलत हैं।

(A) एसिटिलीन सोडामाइड $(NaNH_2)$ के साथ अभिक्रिया करके सोडियम एसिटिलाइड और अमोनिया बनाता है।
$CH\equiv CH + NaNH_2 \rightarrow HC\equiv C^{-}Na^{+} + NH_3$
यह अभिक्रिया इसलिए होती है क्योंकि एसिटिलीन में $sp$ संकरित कार्बन परमाणुओं में $50\%$ $s$-लक्षण होता है।
उच्च $s$-लक्षण के कारण,इलेक्ट्रॉन नाभिक द्वारा अधिक मजबूती से बंधे होते हैं,जिससे कार्बन परमाणु काफी अधिक विद्युत ऋणात्मक हो जाता है।
यह बढ़ी हुई विद्युत ऋणात्मकता टर्मिनल हाइड्रोजन परमाणु को अम्लीय बनाती है,जिससे इसे सोडामाइड से सोडियम आयन द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है।
अतः,कथन और कारण दोनों सही हैं,और कारण,कथन की सही व्याख्या है।

(B) सभी अणुओं में लघु-परास के लंदन परिक्षेपण बल (London dispersion forces) होते हैं,जो वान डर वाल्स बलों का एक प्रकार है।
जब अक्रिय गैसों को आयोडीन वाष्प में मिलाया जाता है,तो उनके बीच ये लघु-परास के लंदन परिक्षेपण बल मौजूद होते हैं।

(C) कथन सही है क्योंकि $F$ आवर्त सारणी में सबसे अधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व है।
कारण गलत है क्योंकि $F$ की इलेक्ट्रॉन बंधुता $Cl$ से कम होती है।
इसका कारण $F$ परमाणु का छोटा आकार है,जिसके कारण इसके $2p$ उपकोश में इलेक्ट्रॉनों के बीच तीव्र अंतः-इलेक्ट्रॉनिक प्रतिकर्षण होता है,जिससे $Cl$ की तुलना में इसमें अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन जोड़ना कम अनुकूल हो जाता है।

(C) कॉपर सल्फेट के विलयन को जिंक के पात्र में संग्रहित नहीं किया जाता है क्योंकि $Zn$,$Cu$ से अधिक अभिक्रियाशील है और इसके जलीय विलयन से $Cu$ को विस्थापित करने की प्रवृत्ति रखता है।
रासायनिक अभिक्रिया: $Zn_{(s)} + CuSO_{4(aq)} \to ZnSO_{4(aq)} + Cu_{(s)}$.
$Zn$,$CuSO_4$ के साथ संकुल नहीं बनाता है। दिया गया कारण वैज्ञानिक रूप से गलत है। अतः,कथन सही है,लेकिन कारण गलत है।

$(A)$ $N_2$ अणु में $N \equiv N$ त्रि-बंध होता है, जबकि $O_2$ अणु में $O = O$ द्वि-बंध होता है।
$N \equiv N$ त्रि-बंध की बंध वियोजन ऊर्जा $O = O$ द्वि-बंध की तुलना में काफी अधिक होती है, जो $N_2$ को सामान्य परिस्थितियों में रासायनिक रूप से अक्रिय या कम अभिक्रियाशील बनाती है।
उच्च बंध कोटि के कारण $N_2$ की बंध लंबाई $(109.8 \ pm)$ वास्तव में $O_2$ $(121 \ pm)$ की तुलना में छोटी होती है।
चूंकि उच्च बंध वियोजन ऊर्जा (छोटे, मजबूत त्रि-बंध का परिणाम) $N_2$ की कम अभिक्रियाशीलता का कारण है, इसलिए कारण कथन की सही व्याख्या करता है।
अतः, $A$ और $R$ दोनों सही हैं और $R$, $A$ की सही व्याख्या है।

(C) $NaCl$ क्रिस्टल में $Na^{+}$ और $Cl^{-}$ आयन स्थिर वैद्युत आकर्षण बलों द्वारा मजबूती से बंधे होते हैं।
जब लवण घुलता है,तो ये आयन क्रिस्टल जालक को छोड़कर विलयन में चले जाते हैं,जिससे वे अधिक स्वतंत्रता (बढ़ी हुई एन्ट्रॉपी) प्राप्त कर लेते हैं।
ऊष्मागतिकीय रूप से,किसी प्रक्रिया के स्वतःस्फूर्त होने के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन,$\Delta G = \Delta H - T\Delta S$,ऋणात्मक होना चाहिए।
$NaCl$ के घुलने के लिए,एन्थैल्पी परिवर्तन $\Delta H$ धनात्मक (ऊष्माशोषी) होता है,लेकिन एन्ट्रॉपी परिवर्तन $\Delta S$ धनात्मक होता है,जिससे $T\Delta S$ पद बड़ा और धनात्मक हो जाता है।
चूंकि $T\Delta S > \Delta H$,इसलिए $\Delta G$ का मान ऋणात्मक हो जाता है,जिससे प्रक्रिया स्वतःस्फूर्त हो जाती है।
कारण कथन दावा करता है कि $\Delta H$ उच्च धनात्मक है और $T\Delta S$ निम्न ऋणात्मक मान है,जो गलत है क्योंकि इस प्रक्रिया के लिए $T\Delta S$ वास्तव में धनात्मक है।
अतः,कथन सही है,लेकिन कारण गलत है।

(B) पोर्टलैंड सीमेंट के संघटन में आमतौर पर निम्नलिखित मुख्य घटक शामिल होते हैं:
$1$. ट्राइकैल्शियम सिलिकेट $(Ca_3SiO_5)$: $50-70\%$
$2$. डाइकैल्शियम सिलिकेट $(Ca_2SiO_4)$: $20-30\%$
$3$. ट्राइकैल्शियम एल्युमिनेट $(Ca_3Al_2O_6)$: $5-10\%$
$4$. टेट्राकैल्शियम एल्युमिनोफेराइट $(Ca_4Al_2Fe_2O_{10})$: $5-15\%$
दिए गए विकल्पों की तुलना करने पर,$Ca_3SiO_5$ (ट्राइकैल्शियम सिलिकेट) सबसे अधिक मात्रा में उपस्थित होता है।

(A) चेन ट्रांसफर एजेंट वे पदार्थ होते हैं जो बढ़ती हुई पॉलीमर श्रृंखला के साथ प्रतिक्रिया करके उसकी वृद्धि को रोकते हैं,जिससे एक नई श्रृंखला शुरू होती है।
यह प्रक्रिया पॉलीमर के औसत आणविक द्रव्यमान को सीमित करती है।
दिए गए विकल्पों में से,$CCl_4$ रेडिकल पॉलीमराइजेशन में चेन ट्रांसफर एजेंट के रूप में कार्य करता है क्योंकि $C-Cl$ बंधन अपेक्षाकृत कमजोर होता है और यह आसानी से होमोलाइटिक विदलन (homolytic cleavage) से गुजरकर बढ़ती हुई रेडिकल श्रृंखला में क्लोरीन परमाणु को स्थानांतरित कर सकता है।

(B) $hcp$ (हेक्सागोनल क्लोज़ पैकिंग) संरचना में,प्रत्येक परमाणु अपनी परत में $6$ परमाणुओं के साथ,ऊपर की परत में $3$ परमाणुओं के साथ और नीचे की परत में $3$ परमाणुओं के साथ संपर्क में होता है।
अतः,निकटतम स्पर्श करने वाले पड़ोसियों की कुल संख्या $6 + 3 + 3 = 12$ है।
इस प्रकार,समन्वय संख्या $12$ है।

(C) दिया गया है: $p_{benzene}^o = 0.850 \ bar$,$p_{solution} = 0.845 \ bar$,$W_{benzene} = 39.0 \ g$,$M_{benzene} = 78 \ g/mol$,$w_{solid} = 0.5 \ g$.
अवाष्पशील विलेय के लिए राउल्ट के नियम का उपयोग करते हुए: $\frac{p^o - p}{p^o} = \frac{n_{solid}}{n_{solid} + n_{benzene}} \approx \frac{n_{solid}}{n_{benzene}}$ (तनु विलयनों के लिए)।
$n_{benzene} = \frac{39.0 \ g}{78 \ g/mol} = 0.5 \ mol$.
$\frac{0.850 - 0.845}{0.850} = \frac{0.5 / M_{solid}}{0.5}$.
$\frac{0.005}{0.850} = \frac{0.5}{M_{solid} \times 0.5} = \frac{1}{M_{solid}}$.
$M_{solid} = \frac{0.850}{0.005} = 170 \ g/mol$.

(D) क्वथनांक में उन्नयन का सूत्र $\Delta T_b = i \times K_b \times m$ है।
चूंकि प्रत्येक यौगिक का $1 \ mol$,$1 \ L$ विलयन में घोला गया है,इसलिए मोललता $(m)$ सभी के लिए समान है।
अतः,$\Delta T_b$ वांट हॉफ गुणांक $(i)$ के सीधे समानुपाती है।
वांट हॉफ गुणांक $(i)$ वियोजन की मात्रा $(\alpha)$ पर निर्भर करता है।
प्रबल अम्ल पानी में अधिक पूर्ण रूप से वियोजित होते हैं। हाइड्रोजन हैलाइड्स के लिए अम्लीय सामर्थ्य का क्रम $HI > HBr > HCl > HF$ है।
इसका कारण यह है कि बंध वियोजन ऊर्जा का क्रम $HI < HBr < HCl < HF$ है।
चूंकि $HI$ की बंध वियोजन ऊर्जा सबसे कम है,इसलिए यह सबसे आसानी से वियोजित होता है,जिससे विलयन में आयनों की संख्या सबसे अधिक हो जाती है।
इस प्रकार,$HI$ के लिए $i$ अधिकतम है,जिसके परिणामस्वरूप सबसे बड़ा $\Delta T_b$ मान प्राप्त होता है।

(B) एक उत्प्रेरक कम सक्रियण ऊर्जा $(E_a)$ के साथ एक वैकल्पिक अभिक्रिया पथ प्रदान करता है।
सक्रियण ऊर्जा को कम करके,यह उन अणुओं की संख्या को बढ़ाता है जिनके पास ऊर्जा अवरोध को पार करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है,जिससे अग्र और पश्च दोनों अभिक्रियाओं की दर समान रूप से बढ़ जाती है।
यह साम्य स्थिरांक या अभिक्रिया की समग्र क्रियाविधि को नहीं बदलता है।

(D) प्रगलन (smelting) की प्रक्रिया में,धातु ऑक्साइड को कार्बन या कार्बन मोनोऑक्साइड $(CO)$ द्वारा अपचयित किया जाता है।
$ZnO$ के लिए: $ZnO + C \to Zn + CO$।
$FeO$ के लिए: $FeO + C \to Fe + CO$।
$Zn, Fe, Pb,$ और $Sn$ जैसी धातुएं आमतौर पर उनके ऑक्साइड अयस्कों से कार्बन अपचयन (प्रगलन) द्वारा प्राप्त की जाती हैं। $FeO$ और $ZnO$ दोनों कार्बन द्वारा अपचयित होने वाले ऑक्साइड के मानक उदाहरण हैं।

(C) $XeF_6$ का पूर्ण जल-अपघटन $XeO_3$ देता है।
$XeF_6 + 3H_2O \to XeO_3 + 6HF$

(A) पृथ्वी की पपड़ी का $47\%$ से थोड़ा अधिक भाग ऑक्सीजन से बना है। पृथ्वी की पपड़ी के अधिकांश सामान्य चट्टानी घटक लगभग सभी ऑक्साइड हैं।

(A) दिए गए विकल्पों में से,$CuSO_{4(aq)}$ और $KCN$ अभिक्रिया करके एक अस्थिर कॉपर $(II)$ साइनाइड बनाते हैं,जो तेजी से विघटित होकर कॉपर $(I)$ साइनाइड और साइनोजन गैस देता है।
रासायनिक समीकरण इस प्रकार हैं:
$2CuSO_{4(aq)} + 4KCN \to 2Cu(CN)_2 + 2K_2SO_4$
$2Cu(CN)_2 \to 2CuCN + (CN)_2 \uparrow$ (साइनोजन)

(C) कथन सही है क्योंकि ओजोन $(O_3)$ वास्तव में ऑक्सीजन का एक अपररूप है।
कारण गलत है। यद्यपि द्रव ऑक्सीजन हल्के नीले रंग की होती है,लेकिन यह अपनी ट्रिपलेट अवस्था में अपने एंटीबॉन्डिंग आणविक कक्षकों में दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण अनुचुंबकीय होती है। अपनी सिंगलेट अवस्था में,सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित होते हैं,जिससे यह प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) हो जाती है,अनुचुंबकीय नहीं।

(D) दिए गए रेडियोधर्मी समस्थानिकों में से $Co-60$ का उपयोग कैंसर-रोधी के रूप में किया जाता है।
यह $\beta$-कणों और उच्च-ऊर्जा गामा किरणों का उत्सर्जन करता है,जिसके कारण इसका उपयोग विकिरण चिकित्सा (radiation therapy) में किया जाता है।

(A) $SnI_4$ एक नारंगी रंग का ठोस है।
यह रंग चार्ज ट्रांसफर (आवेश स्थानांतरण) की घटना के कारण उत्पन्न होता है।
$SnI_4$ में,प्रकाश के अवशोषण पर आयोडाइड आयन $(I^-)$ से टिन केंद्र $(Sn^{4+})$ में एक इलेक्ट्रॉन स्थानांतरित होता है,जिसे लिगैंड-टू-मेटल चार्ज ट्रांसफर $(LMCT)$ के रूप में जाना जाता है।
दृश्य स्पेक्ट्रम के नीले क्षेत्र में प्रकाश का यह अवशोषण यौगिक को नारंगी रंग का बनाता है।

(A) लैंथेनाइड आयनों में,$4f$ इलेक्ट्रॉन $5s$ और $5p$ इलेक्ट्रॉनों द्वारा बाहरी क्षेत्र से अच्छी तरह से परिरक्षित होते हैं। इसलिए,इलेक्ट्रॉन की कक्षीय गति का चुंबकीय प्रभाव समाप्त नहीं होता है। परिणामस्वरूप,चुंबकीय आघूर्ण की गणना स्पिन और कक्षीय दोनों योगदानों को ध्यान में रखकर की जानी चाहिए।
चुंबकीय आघूर्ण $\mu = g\sqrt{J(J+1)}$ द्वारा दिया जाता है।
$Dy^{3+}$ $([Xe]4f^9)$ के लिए,$4f$ उपकोश आधे से अधिक भरा हुआ है। ऐसे मामलों में,स्पिन और कक्षीय कोणीय संवेग जुड़कर एक उच्च कुल कोणीय संवेग $J$ देते हैं,जिसके परिणामस्वरूप लैंथेनॉइड्स में सबसे अधिक चुंबकीय आघूर्ण प्राप्त होता है।
अतः,कथन और कारण दोनों सही हैं और कारण,कथन की सही व्याख्या है।

(A) धातु कार्बोनिल में,धातु के भरे हुए $d$-कक्षकों और $CO$ लिगेंड के खाली $\pi^*$-प्रतिबंधी (antibonding) कक्षकों के अतिव्यापन से $\pi$-बंध बनता है।
यह बैक-बॉन्डिंग $CO$ के प्रतिबंधी कक्षक में इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाती है,जो मुक्त $CO$ की तुलना में $C-O$ बंध को कमजोर कर देता है।
परिणामस्वरूप,$C-O$ बंध क्रम घट जाता है और बंध लंबाई बढ़ जाती है।
अतः,कथन और कारण दोनों सही हैं और कारण,कथन की सही व्याख्या है।

(D) फेरोसीन,$Fe(\eta^5-C_5H_5)_2$,ऑर्गेनोमेटैलिक यौगिक का एक उत्कृष्ट उदाहरण है।
इसकी संरचना सैंडविच प्रकार की होती है जिसमें $Fe$ परमाणु दो समानांतर साइक्लोपेंटाडाइनाइल वलयों के बीच स्थित होता है।
साइक्लोपेंटाडाइनाइल वलयों में $\pi$-इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण के कारण,सभी $Fe-C$ बंधों की लंबाई समान होती है।
इसे सबसे पहले खोजे गए सैंडविच यौगिकों में से एक माना जाता है,जिसने ऑर्गेनोमेटैलिक रसायन विज्ञान को काफी प्रभावित किया है।
अतः,दिए गए सभी कथन सत्य हैं।

(D) निकेल डाइमिथाइलग्लाइऑक्सिम,जिसे $[Ni(DMG)_2]$ के रूप में दर्शाया जाता है,एक वर्ग समतलीय समन्वय यौगिक है।
यह एक उदासीन,गैर-आयनिक संकुल है जो पानी में अघुलनशील है और इसका उपयोग $Ni^{2+}$ आयनों के गुरुत्वमितीय (gravimetric) आकलन के लिए किया जाता है।

(C) $Cu^{2+}$ ($3d^9$ विन्यास) लिगेंड की प्रकृति की परवाह किए बिना समान चुंबकीय आघूर्ण और ज्यामिति वाले संकुल बनाता है।
$Cu^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^9$ है। $3d$ उपकोश में एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है।
चूंकि $3d$ उपकोश लगभग पूरी तरह से भरा हुआ है,इसलिए आने वाले लिगेंड $3d$ कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का कोई युग्मन या पुनर्वितरण नहीं कर सकते हैं। इसलिए,लिगेंड प्रबल हो या दुर्बल,अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या $1$ ही रहती है (चुंबकीय आघूर्ण $\mu = \sqrt{1(1+2)} = \sqrt{3} \approx 1.73 \ BM$)।
इसके अलावा,$Cu^{2+}$ संकुलों की ज्यामिति आमतौर पर लिगेंडों की संख्या द्वारा निर्धारित होती है,जो एक निश्चित समन्वय संख्या के लिए स्थिर रहती है।

(B) संकुल का रंग उस प्रकाश के पूरक रंग का होता है जिसे वह अवशोषित करता है।
चूंकि लाल प्रकाश अवशोषित होता है,इसलिए संकुल नीला-हरा दिखाई देगा।
दिए गए विकल्पों में से,$[Cu(NH_3)_4]^{2+}$ एक प्रसिद्ध गहरे नीले रंग का संकुल है,जो लाल रंग के अवशोषण के अनुरूप है।

(A) जलीय विलयन में $[Cu(H_2O)_6]^{2+}$ संकुल नीले रंग का होता है।
जब $HCl$ मिलाया जाता है,तो $Cl^-$ लिगेंड एक $H_2O$ अणु को प्रतिस्थापित करके $[CuCl(H_2O)_5]^+$ बनाता है।
यह प्रतिस्थापन क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा में परिवर्तन लाता है,जिसके परिणामस्वरूप रंग नीले से हरे/पीले-हरे रंग में बदल जाता है।

(C) अभिक्रिया अनुक्रम इस प्रकार है:
$1$. $Toluene$ का ऑक्सीकरण $([O])$ होकर $Benzoic \ acid$ $(A)$ बनता है।
$2$. $Benzoic \ acid$ की $SOCl_2$ के साथ अभिक्रिया से $Benzoyl \ chloride$ $(B)$ बनता है।
$3$. $Benzoyl \ chloride$ की $NaN_3$ के साथ अभिक्रिया से $Benzoyl \ azide$ $(C)$ बनता है।
$4$. $Benzoyl \ azide$ को गर्म करने पर $Curtius \ rearrangement$ के माध्यम से $N_2$ गैस निकलती है और $Phenyl \ isocyanate$ $(D)$ प्राप्त होता है।
अतः,$D$ $Phenyl \ isocyanate$ है।

(A) सांद्र $H_2SO_4$ की उपस्थिति में क्लोरल $(CCl_3CHO)$ की क्लोरोबेंजीन के साथ अभिक्रिया $DDT$ ($p,p'$-डाइक्लोरोडाइफेनिलट्राइक्लोरोइथेन) बनाती है।
इस अभिक्रिया में क्लोरोबेंजीन के दो अणुओं और क्लोरल के एक अणु का संघनन होता है,जिसके परिणामस्वरूप पानी का एक अणु बाहर निकलता है।
यह अभिक्रिया एक इलेक्ट्रॉनरागी (इलेक्ट्रोफिलिक) एरोमैटिक प्रतिस्थापन है,जहाँ प्रोटोनेटेड क्लोरल एक इलेक्ट्रोफाइल के रूप में कार्य करता है और क्लोरोबेंजीन वलय पर आक्रमण करता है।
चूंकि कथन और कारण दोनों सही हैं और कारण,अभिक्रिया की क्रियाविधि की सही व्याख्या करता है,इसलिए विकल्प $A$ सही उत्तर है।

(C) एल्किल क्लोराइड या एल्किल ब्रोमाइड की एसीटोन में $NaI$ के साथ अभिक्रिया करके एल्किल आयोडाइड बनाने की प्रक्रिया को $Finkelstein$ अभिक्रिया कहा जाता है।
रासायनिक समीकरण है: $R-X + NaI \xrightarrow{\text{acetone}} R-I + NaX$ (जहाँ $X = Cl, Br$ है)।
इस अभिक्रिया में,$NaI$ एसीटोन में घुलनशील है,जबकि $NaCl$ और $NaBr$ एसीटोन में अघुलनशील हैं।
चूंकि $NaCl$ या $NaBr$ अवक्षेपित हो जाते हैं,इसलिए $Le$ $Chatelier$ के सिद्धांत के अनुसार साम्यावस्था आगे की दिशा में स्थानांतरित हो जाती है,जिससे एल्किल आयोडाइड का निर्माण सुगम हो जाता है।
अतः,कथन सही है,लेकिन कारण गलत है क्योंकि यह घुलनशीलता के गुणों को उल्टा बताता है।

(A) ईथर की $HI$ के साथ अभिक्रिया में $C-O$ बंध का विदलन होता है।
पहले ईथर,$CH_3-O-C_2H_5$ के लिए,अभिक्रिया $S_N2$ क्रियाविधि का पालन करती है,जहाँ आयोडाइड आयन कम त्रिविम बाधा वाले एल्काइल समूह पर आक्रमण करता है,जिससे $CH_3I + C_2H_5OH$ प्राप्त होता है।
दूसरे ईथर,$(CH_3)_3C-O-CH_3$ के लिए,अभिक्रिया $S_N1$ क्रियाविधि का पालन करती है क्योंकि तृतीयक-ब्यूटाइल कार्बोनियम आयन अत्यधिक स्थिर होता है,जिससे $(CH_3)_3CI + CH_3OH$ का निर्माण होता है।

(C) यह अभिक्रिया फ्राइस पुनर्विन्यास (Fries rearrangement) है।
जब फेनिल एस्टर को निर्जलीय $AlCl_3$ जैसे लुईस अम्ल के साथ उपचारित किया जाता है,तो वे पुनर्विन्यासित होकर $o-$हाइड्रॉक्सीकीटोन और $p-$हाइड्रॉक्सीकीटोन का मिश्रण देते हैं।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$Phenyl \ acetate \xrightarrow{AlCl_3, \Delta} o-hydroxyacetophenone + p-hydroxyacetophenone$.

(B) जब बेंजोइक एसिड $(C_6H_5COOH)$ की अभिक्रिया लिथियम एल्युमिनियम हाइड्राइड $(LiAlH_4)$ के साथ कराई जाती है,तो यह एक प्रबल अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करता है।
यह कार्बोक्सिलिक एसिड समूह $(-COOH)$ को प्राथमिक अल्कोहल समूह $(-CH_2OH)$ में अपचयित कर देता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$C_6H_5COOH + 4[H] \xrightarrow{LiAlH_4} C_6H_5CH_2OH + H_2O$
अतः,प्राप्त उत्पाद बेंजाइल अल्कोहल है।

(A) एसीटामाइड $(CH_{3}CONH_{2})$ में,नाइट्रोजन परमाणु के पास एक लोन पेयर होता है जो $C=O$ समूह के साथ अनुनाद (resonance) में भाग लेता है। हालाँकि,एथिल एसीटोएसीटेट $(CH_{3}COCH_{2}COOC_{2}H_{5})$ में $-OC_{2}H_{5}$ समूह की तुलना में $-NH_{2}$ समूह अनुनाद द्वारा अधिक इलेक्ट्रॉन दाता है।
चूंकि नाइट्रोजन,ऑक्सीजन की तुलना में कम विद्युत ऋणात्मक है,इसलिए नाइट्रोजन पर मौजूद लोन पेयर कार्बोनिल सिस्टम में अधिक आसानी से दान किया जाता है,जिससे $C=O$ बंध के ऑक्सीजन परमाणु पर इलेक्ट्रॉन घनत्व बढ़ जाता है,जो $C=O$ बंध को अधिक ध्रुवीय बनाता है।
अतः,कथन और कारण दोनों सही हैं,और कारण,कथन की सही व्याख्या है।

(C) दिए गए कथनों में से केवल $(c)$ सत्य है। मिथाइल एमाइन नाइट्रस एसिड के साथ अभिक्रिया करके $N_2$ गैस मुक्त करता है:
$CH_3-NH_2 + HNO_2 \to CH_3OH + N_2 + H_2O$.
ट्राइमिथाइल एमाइन $KOH$ की उपस्थिति में हिन्सबर्ग अभिकर्मक $(C_6H_5SO_2Cl)$ के साथ अभिक्रिया नहीं करता है क्योंकि इसमें अम्लीय हाइड्रोजन का अभाव होता है और यह अघुलनशील रहता है।
डाइमिथाइल एमाइन हिन्सबर्ग अभिकर्मक के साथ अभिक्रिया करके सल्फोनामाइड बनाता है जो $KOH$ में अघुलनशील होता है।
एज़ो डाई आमतौर पर डायज़ोनियम लवणों की फिनोल या सुगंधित एमाइन के साथ युग्मन अभिक्रिया द्वारा बनती है,न कि साधारण द्वितीयक एमाइन द्वारा।

(D) सभी एलिफैटिक प्राथमिक एमीन नाइट्रस अम्ल $(NaNO_2 + HCl)$ के साथ अभिक्रिया करके अस्थाई एल्किल डायज़ोनियम लवण बनाते हैं,जो विघटित होकर $N_2$ गैस मुक्त करते हैं।
$RNH_2 + HONO \longrightarrow R-OH + N_2 + H_2O$
चूंकि दिए गए सभी विकल्प ($C_2H_5NH_2$,$CH_3NH_2$,और $(CH_3)_2CHNH_2$) एलिफैटिक प्राथमिक एमीन हैं,इसलिए ये सभी $N_2$ गैस मुक्त करेंगे।

(C) कथन सही है: बेंजीन डाइजोनियम लवण पानी के साथ उबालने पर फिनोल बनाते हैं और $N_2$ गैस मुक्त होती है।
कारण गलत है: डाइजोनियम लवण में $C-N$ बंध ध्रुवीय तो है,लेकिन यह अभिक्रिया इसलिए होती है क्योंकि $N_2$ समूह एक उत्कृष्ट लिविंग ग्रुप (leaving group) है,न कि केवल बंध की ध्रुवीयता के कारण।

(A) $\alpha$-अमीनो अम्ल में अम्लीय कार्बोक्सिल समूह $(-COOH)$ और क्षारीय अमीनो समूह $(-NH_2)$ दोनों होते हैं।
जलीय विलयन में,कार्बोक्सिल समूह एक प्रोटॉन $(H^{+})$ खो देता है और अमीनो समूह इसे स्वीकार कर लेता है,जिससे एक द्विध्रुवीय आयन बनता है जिसे ज़्विटर आयन या आंतरिक लवण कहा जाता है: $NH_2-CHR-COOH \rightleftharpoons NH_3^+-CHR-COO^-$.
यह इसलिए होता है क्योंकि अम्लीय और क्षारीय समूह एक-दूसरे के बहुत करीब होते हैं।
इसलिए,कथन और कारण दोनों सही हैं,और कारण कथन की सही व्याख्या है।