AIIMS 2019 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Hindi

(C) यह अभिक्रिया एल्कीन पर $HCl$ के मार्कोवनिकोव योग का पालन करती है।
$1$. $H^+$ आयन द्वि-आबंध के अंतिम कार्बन पर आक्रमण करके सबसे अधिक स्थिर कार्बोकेशन बनाता है।
$2$. निर्मित मध्यवर्ती $3^{\circ}$ बेंजिलिक कार्बोकेशन $(C_6H_5-CH^+-CH_2-CH_3)$ है,जो फेनिल वलय के साथ अनुनाद द्वारा अत्यधिक स्थिर होता है।
$3$. इसके बाद $Cl^-$ आयन इस कार्बोकेशन पर आक्रमण करके अंतिम उत्पाद बनाता है: $1$-क्लोरो-$1$-फेनिलप्रोपेन $(C_6H_5-CH(Cl)-CH_2-CH_3)$.

(A) पीने के पानी में नाइट्रेट की अधिकता से मेथेमोग्लोबिनेमिया (ब्लू बेबी सिंड्रोम) हो सकता है।

(A) $S-S$ बंध लंबाई सल्फर की ऑक्सीकरण अवस्था और सल्फर परमाणुओं पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों (lone pairs) के बीच प्रतिकर्षण पर निर्भर करती है।
$S_2O_4^{2-}$ में,प्रत्येक सल्फर परमाणु पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है,जिससे दो सल्फर परमाणुओं के बीच महत्वपूर्ण $L.P.-L.P.$ प्रतिकर्षण होता है,जो $S-S$ बंध लंबाई को बढ़ाता है।
$S_2O_5^{2-}$ में,एक सल्फर पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है और दूसरे पर नहीं,जिसके परिणामस्वरूप $S_2O_4^{2-}$ की तुलना में कम प्रतिकर्षण होता है।
$S_2O_6^{2-}$ में,दोनों सल्फर परमाणु उच्च ऑक्सीकरण अवस्था में होते हैं और उनके पास $S-S$ प्रतिकर्षण में भाग लेने के लिए कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म नहीं होता है,जिसके परिणामस्वरूप सबसे छोटी $S-S$ बंध लंबाई प्राप्त होती है।
अतः,$S-S$ बंध लंबाई का सही क्रम $I > II > III$ है।

(C) $4p$ इलेक्ट्रॉन के लिए,मुख्य क्वांटम संख्या $n=4$ और दिगंशीय क्वांटम संख्या $l=1$ है।
चुंबकीय क्वांटम संख्या $m$ का मान $-l$ से $+l$ तक हो सकता है,जिसका अर्थ है कि $l=1$ के लिए $m$ का मान $-1, 0, +1$ हो सकता है।
$l=1$ के लिए $m=2$ संभव नहीं है क्योंकि $m$ को $|m| \leq l$ शर्त को पूरा करना चाहिए।
इसलिए,$n=4, l=1, m=2, m_{s}=+\frac{1}{2}$ सेट संभव नहीं है।

(C) एन्थैल्पी में परिवर्तन को $\Delta H = \Delta U + \Delta(PV)$ के रूप में परिभाषित किया जाता है।
दिया गया है $\Delta U = 30.0 \, L \, atm$.
प्रारंभिक अवस्था: $P_1 = 2.0 \, atm$,$V_1 = 3.0 \, L$.
अंतिम अवस्था: $P_2 = 4.0 \, atm$,$V_2 = 5.0 \, L$.
$\Delta(PV) = P_2 V_2 - P_1 V_1 = (4.0 \times 5.0) - (2.0 \times 3.0) = 20.0 - 6.0 = 14.0 \, L \, atm$.
अतः,$\Delta H = 30.0 + 14.0 = 44.0 \, L \, atm$.

(B) जल का स्वतः-आयनन एक ऊष्माशोषी प्रक्रिया है।
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,तापमान में वृद्धि करने पर साम्यावस्था अग्र दिशा में विस्थापित हो जाती है।
इसलिए,तापमान बढ़ने के साथ जल का आयनिक गुणनफल $(K_w = [H^+][OH^-])$ बढ़ता है।
$298 \ K$ पर,$K_w = 1 \times 10^{-14}$ होता है।
चूंकि $393 \ K > 298 \ K$,इसलिए $393 \ K$ पर $K_w$ का मान $1 \times 10^{-14}$ से अधिक होगा।

(B) $o-$नाइट्रोफिनोल में,$-OH$ समूह निकटवर्ती नाइट्रो समूह के साथ अंतःअणुक हाइड्रोजन बंध बनाता है।
यह $-OH$ समूह को पानी के अणुओं के साथ अंतर-अणुक हाइड्रोजन बंध बनाने के लिए अनुपलब्ध बना देता है।
परिणामस्वरूप,$o-$नाइट्रोफिनोल पानी में $m-$ और $p-$नाइट्रोफिनोल की तुलना में कम घुलनशील होता है,जो पानी के साथ अंतर-अणुक हाइड्रोजन बंध बनाते हैं।

(A) आइसोइलेक्ट्रॉनिक स्पीशीज के लिए,जैसे-जैसे ऋण आवेश बढ़ता है,आयनिक त्रिज्या बढ़ती है और जैसे-जैसे धन आवेश बढ़ता है,त्रिज्या घटती है।
दी गई सभी स्पीशीज $(C^{4-}, N^{3-}, O^{2-}, Mg^{2+})$ $10$ इलेक्ट्रॉनों वाली आइसोइलेक्ट्रॉनिक हैं।
इनमें से,$C^{4-}$ पर सबसे अधिक ऋण आवेश है,जिसके परिणामस्वरूप सबसे अधिक अंतर-इलेक्ट्रॉनिक प्रतिकर्षण और सबसे कम प्रभावी नाभिकीय आकर्षण होता है।
इसलिए,$C^{4-}$ की आयनिक त्रिज्या अधिकतम है।

(C) सबसे हल्का खोजने के लिए,हम प्रत्येक विकल्प के लिए द्रव्यमान की गणना करते हैं:
$1$. $0.2 \ mol$ $H_2$ का द्रव्यमान $= 0.2 \ mol \times 2 \ g/mol = 0.4 \ g$.
$2$. $6.023 \times 10^{23}$ $N_2$ के अणु $1 \ mol$ के बराबर होते हैं। $1 \ mol$ $N_2$ का द्रव्यमान $= 1 \ mol \times 28 \ g/mol = 28 \ g$.
$3$. $0.1 \ g$ सिल्वर का द्रव्यमान $0.1 \ g$ दिया गया है।
$4$. $0.1 \ mol$ $O_2$ का द्रव्यमान $= 0.1 \ mol \times 32 \ g/mol = 3.2 \ g$.
द्रव्यमानों की तुलना करने पर: $0.1 \ g < 0.4 \ g < 2.8 \ g < 3.2 \ g$.
अतः,$0.1 \ g$ सिल्वर सबसे हल्का है।

(B) ग्राहम के विसरण नियम के अनुसार,विसरण की दर $(r)$ मोलर द्रव्यमान $(M)$ के वर्गमूल के व्युत्क्रमानुपाती होती है: $r \propto \frac{1}{\sqrt{M}}$.
सबसे पहले,दिए गए यौगिकों के मोलर द्रव्यमान की गणना करें:
$M(CO_{2}) = 44 \ g/mol$
$M(SO_{2}) = 64 \ g/mol$
$M(SO_{3}) = 80 \ g/mol$
$M(PCl_{3}) = 137.5 \ g/mol$
चूंकि विसरण की दर मोलर द्रव्यमान के वर्गमूल के व्युत्क्रमानुपाती होती है,इसलिए विसरण की दर का क्रम मोलर द्रव्यमान के क्रम का उल्टा होगा:
$M(CO_{2}) < M(SO_{2}) < M(SO_{3}) < M(PCl_{3})$
अतः,विसरण की दर का क्रम: $CO_{2} > SO_{2} > SO_{3} > PCl_{3}$ है।

(C) द्वि-आबंध पर ज्यामितीय समावयवता होने के लिए,द्वि-आबंध के प्रत्येक कार्बन परमाणु को दो अलग-अलग समूहों से जुड़ा होना चाहिए।
$I$: कार्बन परमाणु दो समान मिथाइल समूहों $(a, a)$ से जुड़ा है,इसलिए ज्यामितीय समावयवता संभव नहीं है।
$II$: दोनों कार्बन अलग-अलग समूहों से जुड़े हैं,इसलिए यह ज्यामितीय समावयवता दर्शाता है।
$III$: कार्बन परमाणु दो समान मिथाइल समूहों से जुड़ा है,इसलिए ज्यामितीय समावयवता संभव नहीं है।
$IV$: दोनों कार्बन अलग-अलग समूहों से जुड़े हैं,इसलिए यह ज्यामितीय समावयवता दर्शाता है।
अतः,$I$ और $III$ स्थानों पर ज्यामितीय समावयवता संभव नहीं है।

(A) $s$-ऑर्बिटल के लिए चुंबकीय क्वांटम संख्या $m$ हमेशा $0$ होती है।
$Na$ $(Z=11)$ के लिए,इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{1}$ है। अंतिम इलेक्ट्रॉन $3s$ ऑर्बिटल में प्रवेश करता है,जिसके लिए $l=0$ है,इसलिए $m=0$ है।
$O$ $(Z=8)$ के लिए,विन्यास $1s^{2} 2s^{2} 2p^{4}$ है। अंतिम इलेक्ट्रॉन $2p$ ऑर्बिटल $(l=1)$ में प्रवेश करता है,जहाँ $m$ का मान $-1, 0, +1$ हो सकता है।
$Cl$ $(Z=17)$ के लिए,विन्यास $1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{2} 3p^{5}$ है। अंतिम इलेक्ट्रॉन $3p$ ऑर्बिटल $(l=1)$ में प्रवेश करता है,जहाँ $m$ का मान $-1, 0, +1$ हो सकता है।
$N$ $(Z=7)$ के लिए,विन्यास $1s^{2} 2s^{2} 2p^{3}$ है। अंतिम इलेक्ट्रॉन $2p$ ऑर्बिटल $(l=1)$ में प्रवेश करता है,जहाँ $m$ का मान $-1, 0, +1$ हो सकता है।
अतः,केवल $Na$ में ही अंतिम इलेक्ट्रॉन $s$-ऑर्बिटल में है जहाँ $m$ हमेशा $0$ होता है।

(A) अभिक्रिया के स्वतःप्रवर्तित होने के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $\Delta G^{\circ}$ का मान $0$ से कम होना चाहिए।
दिया गया समीकरण: $\Delta G^{\circ} = \Delta H^{\circ} - T \Delta S^{\circ}$.
साम्यावस्था पर,$\Delta G^{\circ} = 0$,इसलिए $T = \frac{\Delta H^{\circ}}{\Delta S^{\circ}}$.
दिए गए मान: $\Delta H^{\circ} = 179.1 \ kJ \ mol^{-1} = 179100 \ J \ mol^{-1}$ और $\Delta S^{\circ} = 160.2 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$.
इन मानों को समीकरण में रखने पर:
$T = \frac{179100 \ J \ mol^{-1}}{160.2 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}} \approx 1117.97 \ K$.
अतः,$1118 \ K$ से ऊपर के तापमान पर अभिक्रिया स्वतःप्रवर्तित होगी।

(B) जब एल्युमीनियम को तनु $H_{2}SO_{4}$ के साथ उपचारित किया जाता है:
$2Al + 3H_{2}SO_{4} \rightarrow Al_{2}(SO_{4})_{3} + 3H_{2}$
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$2 \text{ मोल } Al$ से $3 \text{ मोल } H_{2}$ उत्पन्न होते हैं।
जब एल्युमीनियम को $NaOH$ के साथ उपचारित किया जाता है:
$2Al + 2NaOH + 6H_{2}O \rightarrow 2Na[Al(OH)_{4}] + 3H_{2}$
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$2 \text{ मोल } Al$ से $3 \text{ मोल } H_{2}$ उत्पन्न होते हैं।
चूंकि दोनों स्थितियों में समान द्रव्यमान $(2 \ g)$ एल्युमीनियम का उपयोग किया गया है,इसलिए $Al$ के मोलों की संख्या समान है।
अतः,उत्सर्जित हाइड्रोजन के आयतन का अनुपात $3:3$ अर्थात $1:1$ है।

(C) इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया की अभिक्रियाशीलता एरोमैटिक वलय के इलेक्ट्रॉन घनत्व पर निर्भर करती है।
इलेक्ट्रॉन दाता समूह $(EDG)$ इलेक्ट्रॉन घनत्व बढ़ाते हैं,जबकि इलेक्ट्रॉन खींचने वाले समूह $(EWG)$ इसे कम करते हैं।
$(a)$ टॉल्यूइन $(-CH_3)$: $+I$ और अतिसंयुग्मन प्रभाव (सक्रियकारी)।
$(b)$ एनीसोल $(-OCH_3)$: $+M$ प्रभाव बहुत मजबूत है (अत्यधिक सक्रियकारी)।
$(c)$ क्लोरोबेंजीन $(-Cl)$: $-I$ प्रभाव $+M$ प्रभाव पर हावी रहता है (निष्क्रियकारी)।
$(d)$ बेंजल्डिहाइड $(-CHO)$: $-M$ और $-I$ प्रभाव (अत्यधिक निष्क्रियकारी)।
सक्रियता का क्रम है: एनीसोल $(b)$ > टॉल्यूइन $(a)$ > क्लोरोबेंजीन $(c)$ > बेंजल्डिहाइड $(d)$।
अतः,सही क्रम $b > a > c > d$ है।

(D) यह अभिक्रिया कम तापमान $(-80^{\circ}C)$ पर संयुग्मित डायीन $(2\text{-methylbuta-1,3-diene})$ पर $HBr$ का इलेक्ट्रोफिलिक योग है,जो काइनेटिक उत्पाद $(1,2\text{-addition})$ को प्राथमिकता देता है।
$1$. $HBr$ से प्रोटॉन $(H^+)$ टर्मिनल डबल बॉन्ड पर हमला करके सबसे स्थिर कार्बोकेशन बनाता है।
$2$. $C_1$ स्थिति पर प्रोटोनेशन से तृतीयक एलाइलिक कार्बोकेशन बनता है,जो $C_4$ स्थिति पर प्रोटोनेशन से बनने वाले द्वितीयक एलाइलिक कार्बोकेशन से अधिक स्थिर होता है।
$3$. इसके बाद ब्रोमाइड आयन $(Br^-)$ $C_2$ स्थिति पर स्थित तृतीयक कार्बोकेशन पर हमला करके $1,2\text{-addition}$ उत्पाद बनाता है।
$4$. अंतिम उत्पाद $A$,$2\text{-bromo-2-methylbut-3-ene}$ है।

(C) सामान्य तौर पर,अधिकांश अणुओं के लिए एंटी-स्टैगर्ड (anti-staggered) संरूपण सबसे अधिक स्थिर होता है क्योंकि इसमें त्रिविम बाधा (steric hindrance) न्यूनतम होती है। हालाँकि,ethane-$1,2$-diol के लिए,गॉश (gauche) संरूपण एंटी-स्टैगर्ड रूप से अधिक स्थिर होता है। इसका कारण दो हाइड्रॉक्सिल $(-OH)$ समूहों के बीच अंतःआणविक हाइड्रोजन बंधन का निर्माण है,जो गॉश संरूपण को स्थिर करता है। इस अंतःआणविक हाइड्रोजन बंधन को दर्शाने वाली संरचना संदर्भ छवि में दी गई है।

(D) पानी में आयनिक यौगिकों की घुलनशीलता उनकी जालक ऊर्जा (lattice energy) और जलयोजन ऊर्जा (hydration energy) पर निर्भर करती है।
फजान के नियम के अनुसार,जिन यौगिकों में सहसंयोजक गुण अधिक होता है,उनकी पानी जैसे ध्रुवीय विलायकों में घुलनशीलता कम होती है।
$Mg^{2+}$ आयन के छोटे आकार और उच्च आवेश घनत्व के कारण $MgS$ में सहसंयोजक गुण अधिक होता है,जो $S^{2-}$ आयन को काफी हद तक ध्रुवित करता है।
इसलिए,दिए गए विकल्पों में से $MgS$ सबसे कम घुलनशील है।

(D) $C_{2}H_{5}OH_{(l)}$ की संभवन अभिक्रिया इस प्रकार है:
$2C_{(s)} + 3H_{2(g)} + \frac{1}{2} O_{2(g)} \rightarrow C_{2}H_{5}OH_{(l)}$
इसे प्राप्त करने के लिए,हम अभिक्रियाओं पर यह संक्रिया करेंगे: $2 \times (I) + 3 \times (II) + (III)$.
$\Delta H_f = 2 \times (-393) + 3 \times (-287.3) + 1366.8$
$\Delta H_f = -786 - 861.9 + 1366.8$
$\Delta H_f = -1647.9 + 1366.8 = -281.1 \, kJ \, mol^{-1}$.

(C) एक विलगित निकाय (isolated system) को ऐसे निकाय के रूप में परिभाषित किया जाता है जो अपने परिवेश के साथ ऊर्जा या पदार्थ का आदान-प्रदान नहीं कर सकता है।
एक विलगित निकाय के लिए,कुल आंतरिक ऊर्जा स्थिर रहती है,इसलिए $ \Delta U = 0 $।
ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम के अनुसार,एक विलगित निकाय में स्वतःप्रवर्तित प्रक्रिया के लिए,निकाय की कुल एन्ट्रॉपी बढ़नी चाहिए,इसलिए $ \Delta S_{total} > 0 $।
ध्यान दें कि $ \Delta G $ आमतौर पर स्थिर तापमान और दबाव पर प्रणालियों के लिए परिभाषित किया जाता है,जो एक विलगित निकाय पर उसी तरह लागू नहीं होता है; हालाँकि,एक विलगित निकाय में स्वतःप्रवर्तितता के लिए प्राथमिक मानदंड $ \Delta S > 0 $ है।

(D) एक फोटॉन की ऊर्जा $E_{photon} = \frac{hc}{\lambda}$ द्वारा दी जाती है।
कुल ऊर्जा $E = n \times E_{photon} = \frac{nhc}{\lambda}$,जहाँ $n$ फोटॉनों की संख्या है।
दिया गया है:
$E = 3 \times 10^{-18} \, J$
$\lambda = 660 \, nm = 660 \times 10^{-9} \, m$
$h = 6.6 \times 10^{-34} \, J \cdot s$
$c = 3 \times 10^{8} \, m/s$
$n$ के लिए सूत्र:
$n = \frac{E \times \lambda}{h \times c}$
मान रखने पर:
$n = \frac{3 \times 10^{-18} \times 660 \times 10^{-9}}{6.6 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^{8}}$
$n = 10$
अतः,उत्सर्जित फोटॉनों की संख्या $10$ है।

(C) डाइमिथाइल एमाइन एक दुर्बल क्षार है: $(CH_3)_2NH + H_2O \rightleftharpoons (CH_3)_2NH_2^+ + OH^-$
दिया गया है: $C = 0.05 \ M$,$K_b = 5 \times 10^{-4}$,और $[OH^-]_{NaOH} = 0.1 \ M$.
सम-आयन प्रभाव के कारण,$OH^-$ की सांद्रता $NaOH$ द्वारा निर्धारित होती है,इसलिए $[OH^-] \approx 0.1 \ M$.
$K_b$ के लिए व्यंजक: $K_b = \frac{[(CH_3)_2NH_2^+][OH^-]}{[(CH_3)_2NH]} = \frac{C\alpha \times 0.1}{C(1-\alpha)} \approx 0.1 \alpha$.
$5 \times 10^{-4} = 0.1 \alpha \implies \alpha = 5 \times 10^{-3}$.
प्रतिशत वियोजन $= \alpha \times 100 = 5 \times 10^{-3} \times 100 = 0.5 \% = 5 \times 10^{-1} \%$.

(C) सीमांत अभिकर्मक वह अभिकारक है जो अभिक्रिया में पूरी तरह से समाप्त हो जाता है और उत्पाद की मात्रा को सीमित करता है।
अभिक्रिया $A + B \rightarrow AB$ के लिए,रससमीकरणमितीय अनुपात $1:1$ है।
सीमांत अभिकर्मक ज्ञात करने के लिए,हम $A$ और $B$ के परमाणुओं की संख्या की तुलना करते हैं।
जिस अभिकारक के परमाणुओं की संख्या कम होती है (जब रससमीकरणमितीय गुणांक $1$ हो) वह सीमांत अभिकर्मक होता है।
विकल्प $C$ में,हमारे पास $A$ के $50$ परमाणु और $B$ के $30$ परमाणु हैं।
चूंकि $30 < 50$,इसलिए $B$ सीमांत अभिकर्मक है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(A) $K_{2}Cr_{2}O_{7}$ अम्लीय माध्यम में एक प्रबल ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।
यह सल्फाइट आयनों $(SO_{3}^{2-})$ को सल्फेट आयनों $(SO_{4}^{2-})$ में ऑक्सीकृत कर सकता है।
संतुलित आयनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$Cr_{2}O_{7}^{2-} + 3SO_{3}^{2-} + 8H^{+} \rightarrow 2Cr^{3+} + 3SO_{4}^{2-} + 4H_{2}O$
अन्य आयन जैसे $CO_{3}^{2-}$,$SO_{4}^{2-}$ और $NO_{3}^{-}$ या तो पहले से ही अपनी उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था में हैं या मानक स्थितियों में डाइक्रोमेट के साथ रेडॉक्स अभिक्रिया नहीं करते हैं।

(D) यह अभिक्रिया जल में $1-$आयोडो$-2-$मिथाइलसाइक्लोहेक्सेन की सोलवोलिसिस अभिक्रिया है।
$1$. लीविंग ग्रुप $I^-$ निकलकर $C-2$ स्थिति पर द्वितीयक कार्बोकेशन बनाता है।
$2$. यह द्वितीयक कार्बोकेशन $1,2-$हाइड्राइड शिफ्ट के माध्यम से $C-1$ स्थिति पर अधिक स्थिर तृतीयक कार्बोकेशन बनाता है।
$3$. जल एक न्यूक्लियोफाइल के रूप में कार्य करता है और तृतीयक कार्बोकेशन पर आक्रमण करके एक ऑक्सोनियम आयन मध्यवर्ती बनाता है।
$4$. अंत में,डीप्रोटोनेशन द्वारा $1-$मिथाइलसाइक्लोहेक्सेनॉल प्राप्त होता है।
विकल्पों की तुलना करने पर:
- विकल्प $A$ ऑक्सोनियम आयन मध्यवर्ती है।
- विकल्प $B$ प्रारंभिक द्वितीयक कार्बोकेशन है।
- विकल्प $C$ तृतीयक कार्बोकेशन है।
- विकल्प $D$ एक प्राथमिक कार्बोकेशन है,जो अत्यधिक अस्थिर है और इस तंत्र में बनने की अपेक्षा नहीं है।

(D) $1$. मुख्य क्रियात्मक समूह $(-OH)$ युक्त सबसे लंबी कार्बन श्रृंखला की पहचान करें। श्रृंखला में $6$ कार्बन हैं,इसलिए मूल एल्केन हेक्सेन है।
$2$. श्रृंखला को उस सिरे से क्रमांकित करें जो मुख्य क्रियात्मक समूह $(-OH)$ के करीब हो। इस प्रकार,$-OH$ समूह $2$ स्थिति पर है।
$3$. प्रतिस्थापियों की पहचान करें: $4$ स्थिति पर एक अमीनो $(-NH_2)$ समूह और $3$ स्थिति पर एक एथिल $(-CH_2CH_3)$ समूह है।
$4$. प्रतिस्थापियों को वर्णानुक्रम में व्यवस्थित करें: अमीनो,एथिल से पहले आता है।
$5$. इन्हें संयोजित करने पर,$IUPAC$ नाम $4-$अमीनो$-3-$एथिलहेक्सेन$-2-$ऑल है।

(B) अभिक्रिया इस प्रकार होती है:
$1$. प्रोपाइन $(CH_{3}-C \equiv CH)$ में $2 \text{ मोल}$ $HBr$ का योग मार्कोवनिकोव नियम के अनुसार होता है,जिससे जेमिनल डाइब्रोमाइड बनता है: $CH_{3}-C(Br)_{2}-CH_{3}$.
$2$. जेमिनल डाइब्रोमाइड का $H_{2}O$ के साथ जल-अपघटन करने पर ब्रोमीन परमाणु हाइड्रॉक्सिल समूहों द्वारा प्रतिस्थापित हो जाते हैं,जिससे जेमिनल डायोल (gem-diol) बनता है: $CH_{3}-C(OH)_{2}-CH_{3}$.
$3$. जेम-डायोल अस्थिर होते हैं और पानी का एक अणु खोकर कीटोन बनाते हैं: $CH_{3}-C(OH)_{2}-CH_{3} \rightarrow CH_{3}-C(=O)-CH_{3} + H_{2}O$.
अतः,अंतिम उत्पाद एसीटोन $(CH_{3}-C(=O)-CH_{3})$ है।

(A) $H_2O_2$ को जलयोजित बेरियम पेरोक्साइड $(BaO_2 \cdot 8H_2O)$ पर तनु सल्फ्यूरिक अम्ल की अभिक्रिया द्वारा तैयार किया जाता है।
रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$BaO_2 \cdot 8H_2O_{(s)} + H_2SO_{4(aq)} \rightarrow BaSO_{4(s)} + H_2O_{2(aq)} + 8H_2O_{(l)}$.

(D) क्रांतिक तापमान $(T_c)$ के नीचे,समतापी वक्र (isotherms) एक स्पष्ट क्षेत्र दिखाते हैं जहाँ गैस और तरल अवस्थाएँ सह-अस्तित्व में होती हैं। इस क्षेत्र में,संघनन प्रक्रिया के दौरान जैसे-जैसे आयतन घटता है,दबाव स्थिर रहता है। इसके परिणामस्वरूप $P-V$ समतापी वक्र में एक विशिष्ट क्षैतिज या लगभग क्षैतिज खंड दिखाई देता है,जैसा कि दी गई आकृति (विकल्प $D$) में दिखाया गया है।

(A) दी गई क्षार धातुओं के ज्वाला रंग इस प्रकार हैं:
$Li$ (लिथियम): गहरा लाल (क्रिमसन) ज्वाला $(\lambda \approx 670 \ nm)$
$Na$ (सोडियम): सुनहरी पीली ज्वाला $(\lambda \approx 589 \ nm)$
$K$ (पोटेशियम): बैंगनी ज्वाला $(\lambda \approx 404 \ nm)$
$Cs$ (सीज़ियम): नीली ज्वाला $(\lambda \approx 455 \ nm)$
चूंकि तरंग दैर्ध्य $(\lambda)$ उत्सर्जित प्रकाश की ऊर्जा के व्युत्क्रमानुपाती होती है,इसलिए सबसे कम ऊर्जा वाला रंग अधिकतम तरंग दैर्ध्य के अनुरूप होता है।
दिए गए विकल्पों में से,$Li$ का गहरा लाल रंग सबसे लंबी तरंग दैर्ध्य वाला है।

(B) विद्युत ऋणात्मकता $(E.N.)$ आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर बढ़ती है और समूह में ऊपर से नीचे जाने पर घटती है। फ्लोरीन $(F)$ सबसे अधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व है $(E.N. = 4.0)$,जबकि क्षार धातुओं का $E.N.$ मान सबसे कम होता है।
दिए गए युग्मों की तुलना:
$1$. $Li$ $(1.0)$ और $F$ $(4.0)$: अंतर = $3.0$
$2$. $Na$ $(0.9)$ और $F$ $(4.0)$: अंतर = $3.1$
$3$. $Na$ $(0.9)$ और $Br$ $(2.8)$: अंतर = $1.9$
$4$. $Na$ $(0.9)$ और $Cl$ $(3.0)$: अंतर = $2.1$
अतः,$Na \& F$ युग्म में विद्युत ऋणात्मकता का अंतर अधिकतम है।

(A) $P_4O_{10}$ की संरचना में चार फास्फोरस परमाणुओं की चतुष्फलकीय (tetrahedral) व्यवस्था होती है।
प्रत्येक फास्फोरस परमाणु तीन ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ $P-O-P$ सेतु (bridges) द्वारा और एक टर्मिनल ऑक्सीजन परमाणु के साथ $P=O$ द्वि-बंध द्वारा जुड़ा होता है।
संरचना में बंधों की गणना करने पर:
$1$. कुल $P-O-P$ बंध = $6$ हैं।
$2$. कुल $P=O$ बंध = $4$ हैं।
$3$. कुल $P-P$ बंध = $0$ हैं।
अतः,सही क्रम $P-O-P (6) > P=O (4) > P-P (0)$ है।

(A) दी गई अभिक्रिया $A_{2} \rightleftharpoons 2A$ है जहाँ $\Delta H > 0$ (ऊष्माशोषी) है।
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,ऊष्माशोषी अभिक्रिया के लिए तापमान में वृद्धि करने से साम्य अग्र दिशा में विस्थापित होता है,जिससे उत्पाद $A$ की लब्धि बढ़ जाती है।
इसके अतिरिक्त,अभिकारक $A_{2}$ की सांद्रता बढ़ाने से साम्य अग्र दिशा में विस्थापित होता है,जो $A$ की लब्धि को और अधिक बढ़ाता है।
अतः,तापमान और अभिकारक की सांद्रता दोनों में वृद्धि करने से मोनोमर $A$ की लब्धि बढ़ जाएगी।

(A) दुर्बल अम्ल और दुर्बल क्षार के लवण की $pH$ का सूत्र है:
$pH = \frac{1}{2}(pK_w + pK_a - pK_b)$
दिया गया है:
$pK_w = 14$
$pK_a = 4$
$pK_b = 5$
मान रखने पर:
$pH = \frac{1}{2}(14 + 4 - 5)$
$pH = \frac{1}{2}(13)$
$pH = 6.5$

(A) $n^{th}$ कक्षा की त्रिज्या $r_n = 0.529 \times \frac{n^2}{Z} \ \mathring{A}$ द्वारा दी जाती है।
$H$ परमाणु के लिए,$Z = 1$ और $n = 1$,इसलिए $r_H = 0.529 \times \frac{1^2}{1} = 0.529 \ \mathring{A}$.
$Be^{3+}$ आयन के लिए,$Z = 4$. मान लीजिए कक्षा संख्या $n$ है।
दिया गया है $r_H = r_{Be^{3+}}$,इसलिए $0.529 \times \frac{1^2}{1} = 0.529 \times \frac{n^2}{4}$.
$1 = \frac{n^2}{4} \implies n^2 = 4 \implies n = 2$.
कक्षा की ऊर्जा $E_n = -13.6 \times \frac{Z^2}{n^2} \ \text{eV}$ द्वारा दी जाती है।
$Be^{3+}$ के लिए,$Z = 4$ और $n = 2$,इसलिए $E = -13.6 \times \frac{4^2}{2^2} = -13.6 \times \frac{16}{4} = -13.6 \times 4 = -54.4 \ \text{eV}$.

(C) $PCl_5$: बंध युग्म $(bp)$ = $5$,एकाकी युग्म $(lp)$ = $0$. कुल = $5$. संकरण = $sp^3d$. आकृति = त्रिकोणीय द्विपिरामिडीय।
$BrF_5$: बंध युग्म $(bp)$ = $5$,एकाकी युग्म $(lp)$ = $1$. कुल = $6$. संकरण = $sp^3d^2$. आकृति = वर्ग पिरामिडीय।
$IF_7$: बंध युग्म $(bp)$ = $7$,एकाकी युग्म $(lp)$ = $0$. कुल = $7$. संकरण = $sp^3d^3$. आकृति = पंचकोणीय द्विपिरामिडीय।
अतः,सही कथन यह है कि निम्नलिखित में से एक $(BrF_5)$ वर्ग पिरामिडीय है।

(D) रूपांतरण $CH_2=CH-CH_2-CHO \to CH_3-CH_2-CH_2-CH_2OH$ में कार्बन-कार्बन द्वि-आबंध $(C=C)$ और एल्डिहाइड समूह $(-CHO)$ दोनों का अपचयन शामिल है।
$LiAlH_4$,$NaBH_4$,और $Na + C_2H_5OH$ चयनात्मक अपचायक हैं जो एल्डिहाइड समूह को प्राथमिक अल्कोहल में अपचयित करते हैं लेकिन पृथक $C=C$ द्वि-आबंधों को अपचयित नहीं करते हैं।
$H_2 / Ni$ का उपयोग करके उत्प्रेरकीय हाइड्रोजनीकरण (catalytic hydrogenation) एल्कीन और एल्डिहाइड दोनों कार्यात्मक समूहों को क्रमशः एल्केन और प्राथमिक अल्कोहल में अपचयित करने के लिए उपयुक्त विधि है।

(D) दिए गए संक्रमण तत्वों के लिए सहसंयोजक त्रिज्याएँ इस प्रकार हैं:
$Ni = 125 \text{ pm}$
$Cu = 128 \text{ pm}$
$Zn = 137 \text{ pm}$
$Mn = 137 \text{ pm}$
इन मानों की तुलना करने पर, दिए गए विकल्पों में से $Ni$ की सहसंयोजक त्रिज्या सबसे कम है।

(D) नाइट्रिक एसिड $(HNO_3)$ एक प्रबल ऑक्सीकरण एजेंट है। दिए गए अधातुओं में से,$P$,$S$,और $I_2$ को सांद्र $HNO_3$ द्वारा उनके संबंधित ऑक्सोएसिड्स ($H_3PO_4$,$H_2SO_4$,और $HIO_3$) में ऑक्सीकृत किया जाता है। क्लोरीन $(Cl_2)$ नाइट्रिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है क्योंकि $HNO_3$ एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है और $Cl_2$ पहले से ही ऐसी स्थिति में है जिसे $HNO_3$ द्वारा आसानी से ऑक्सीकृत नहीं किया जा सकता है। इस प्रकार,दूसरों की तुलना में क्लोरीन सबसे धीमी गति से प्रतिक्रिया करता है।

(C) कार्बन ब्लैक,चारकोल,कोक और ग्राफीन कार्बन के रूप या अपररूप हैं। इनमें से,$Coke$ का उपयोग मुख्य रूप से लौह अयस्क के अपचयन (reduction) द्वारा स्टील बनाने के लिए किया जाता है।

(A) सायनोजन गैस का आणविक सूत्र $(CN)_{2}$ है।
सायनोजन गैस $N \equiv C - C \equiv N$ सूत्र के साथ एक रैखिक संरचना रखती है।
इस अणु में,दोनों कार्बन परमाणु $sp$ संकरित होते हैं।
इसे स्यूडोहेलोजन के रूप में वर्गीकृत किया गया है क्योंकि इसका रासायनिक व्यवहार हैलोजन के समान होता है।
इसलिए,यह कथन कि इसकी संरचना बेंट होती है,गलत है।

(A) एक संकुल प्रकाशिक रूप से अक्रिय होता है यदि उसमें सममिति का तल या व्युत्क्रमण का केंद्र मौजूद हो।
$1$. $[RhCl(CO)(PPh_3)(NH_3)]$ एक वर्ग समतलीय (square planar) संकुल है। सभी वर्ग समतलीय संकुल प्रकाशिक रूप से अक्रिय होते हैं क्योंकि उनमें सममिति का तल मौजूद होता है।
$2$. $[Fe(C_2O_4)_3]^{3-}$ एक अष्टफलकीय संकुल है जो प्रकाशिक रूप से सक्रिय है।
$3$. $[Fe(en)_2Cl_2]$ के cis और trans समावयवी संभव हैं,जिनमें से cis-समावयवी प्रकाशिक रूप से सक्रिय है।
$4$. $[Pd(en)_2Cl_2]$ भी एक वर्ग समतलीय संकुल है,लेकिन $[RhCl(CO)(PPh_3)(NH_3)]$ प्रकाशिक अक्रियता का एक स्पष्ट उदाहरण है।

(A) जैसे-जैसे लिगेंड की प्रबलता बढ़ती है,क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा $(\Delta_{0})$ बढ़ती है।
दिए गए लिगेंड्स के लिए स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रेणी का क्रम: $CN^{-} > NH_3 > H_2O > Cl^{-}$ है।
चूंकि अवशोषित प्रकाश की ऊर्जा तरंगदैर्घ्य के व्युत्क्रमानुपाती होती है $(\lambda \propto \frac{1}{\Delta_{0}})$,इसलिए एक प्रबल लिगेंड क्षेत्र बड़ी $\Delta_{0}$ और छोटी तरंगदैर्घ्य उत्पन्न करता है।
अतः,तरंगदैर्घ्य का बढ़ता क्रम: $[Co(CN)_6]^{3-} < [Co(NH_3)_6]^{3+} < [Co(NH_3)_5(H_2O)]^{3+} < [Co(NH_3)_5Cl]^{2+}$ है।

(D) क्वथनांक में उन्नयन का सूत्र है: $\Delta T_{b} = i \times K_{b} \times m$.
$NaCl$ के लिए,वॉट हॉफ गुणांक $i = 2$ है।
मोललता $m$ का सूत्र है: $m = \frac{W_{NaCl} \times 1000}{M_{NaCl} \times W_{H_2O(g)}}$.
दिया गया है $\Delta T_{b} = 1 \,K$,$K_{b} = 0.52 \,K \cdot kg/mol$,$M_{NaCl} = 58.5 \,g/mol$,और $W_{H_2O} = 500 \,g$.
मान रखने पर: $1 = 2 \times 0.52 \times \frac{W_{NaCl} \times 1000}{58.5 \times 500}$.
$W_{NaCl}$ के लिए हल करने पर: $W_{NaCl} = \frac{1 \times 58.5 \times 500}{2 \times 0.52 \times 1000} = 28.125 \,g$.

(A) हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड पर होने वाली अभिक्रिया: $H_{2}(g) \rightarrow 2H^{+}(aq) + 2e^{-}$.
दिया गया $pH = 10$,अतः $[H^{+}] = 10^{-10} \, M$.
$H_{2}$ गैस का दाब,$P_{H_{2}} = 1 \, atm$.
ऑक्सीकरण विभव के लिए नर्न्स्ट समीकरण का उपयोग करने पर:
$E_{ox} = E^{\circ}_{ox} - \frac{0.0591}{n} \log \frac{[H^{+}]^{2}}{P_{H_{2}}}$
चूंकि $S.H.E$ के लिए $E^{\circ}_{ox} = 0 \, V$ और $n = 2$ है:
$E_{ox} = 0 - \frac{0.0591}{2} \log \frac{(10^{-10})^{2}}{1}$
$E_{ox} = -0.02955 \times \log(10^{-20})$
$E_{ox} = -0.02955 \times (-20) = 0.591 \, V$.
दो दशमलव स्थानों तक पूर्णांकित करने पर,विभव $0.59 \, V$ है।

(C) $NH_3$ की अपघटन अभिक्रिया: $2NH_3 \rightarrow N_2 + 3H_2$ है।
चूंकि यह शून्य कोटि की अभिक्रिया है,अभिक्रिया की दर दर स्थिरांक $k = 2 \times 10^{-4} \ mol \ L^{-1} \ s^{-1}$ के बराबर है।
अभिक्रिया की दर: $\text{Rate} = \frac{d[N_2]}{dt} = \frac{1}{3} \frac{d[H_2]}{dt} = k$.
अतः,$N_2$ के प्रकट होने की दर $\frac{d[N_2]}{dt} = k = 2 \times 10^{-4} \ mol \ L^{-1} \ s^{-1}$ है।
$H_2$ के प्रकट होने की दर $\frac{d[H_2]}{dt} = 3k = 3 \times (2 \times 10^{-4}) = 6 \times 10^{-4} \ mol \ L^{-1} \ s^{-1}$ है।

(D) दिया गया है कि वेग स्थिरांक दोगुना हो जाता है,$K_{2} = 2 K_{1}$।
आर्हेनियस समीकरण का उपयोग करने पर:
$\log \frac{K_{2}}{K_{1}} = \frac{E_{a}}{2.303 \times R} \left(\frac{T_{2} - T_{1}}{T_{1} \times T_{2}}\right)$
मान रखने पर:
$\log(2) = \frac{E_{a}}{2.303 \times 8.314} \left(\frac{400 - 300}{300 \times 400}\right)$
$0.3010 = \frac{E_{a}}{19.147} \times \frac{1}{1200}$
$E_{a} = 0.3010 \times 19.147 \times 1200 \approx 6914 \, J \, mol^{-1} \approx 6.91 \, kJ \, mol^{-1}$।
दिए गए विकल्पों के अनुसार सही उत्तर $6.88 \, kJ \, mol^{-1}$ है।

(D) संक्रमण धातु आयनों का रंग अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण होता है जो $d-d$ संक्रमण की अनुमति देते हैं।
इलेक्ट्रॉनिक विन्यास:
$Zn^{2+} (Z=30): [Ar] 3d^{10} 4s^0$ (सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित हैं,इसलिए यह रंगहीन है)।
$Ni^{2+} (Z=28): [Ar] 3d^8 4s^0$ ($2$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं,इसलिए यह रंगीन है)।
$Cr^{3+} (Z=24): [Ar] 3d^3 4s^0$ ($3$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं,इसलिए यह रंगीन है)।
अतः,केवल $Zn^{2+}$ रंगहीन है,जबकि $Ni^{2+}$ और $Cr^{3+}$ रंगीन हैं।

(D) $1$. लिगेंड्स की पहचान करें: इसमें $5$ एमीन $(NH_3)$ लिगेंड और $1$ नाइट्रिटो$-N$ $(NO_2^-)$ लिगेंड हैं।
$2$. केंद्रीय धातु परमाणु $(Co)$ की ऑक्सीकरण अवस्था निर्धारित करें: मान लें कि ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है। $NH_3$ पर आवेश $0$,$NO_2^-$ पर $-1$ और $Cl^-$ पर $-1$ है। संकुल का कुल आवेश $0$ है। अतः,$x + 5(0) + 1(-1) + 2(-1) = 0$,जिससे $x - 3 = 0$ प्राप्त होता है,इसलिए $x = +3$ है।
$3$. संकुल का नामकरण: लिगेंड्स को वर्णानुक्रम में नामित किया जाता है (नाइट्रिटो$-N$ से पहले एमीन)। धातु कोबाल्ट है जिसके बाद कोष्ठक में रोमन अंकों में ऑक्सीकरण अवस्था लिखी जाती है। प्रति-आयन क्लोराइड है।
$4$. सही नाम पेंटाएमीन नाइट्रिटो$-N$-कोबाल्ट$(III)$ क्लोराइड है।

(D) मोलर आयनिक चालकता विलयन में उत्पन्न आयनों की संख्या के सीधे समानुपाती होती है।
$(i)$ $[Pt(NH_3)_5 Cl]Cl_3 \rightarrow [Pt(NH_3)_5 Cl]^{3+} + 3Cl^-$ ($4$ आयन)
$(ii)$ $[Pt(NH_3)_4 Cl_2]Cl_2 \rightarrow [Pt(NH_3)_4 Cl_2]^{2+} + 2Cl^-$ ($3$ आयन)
$(iii)$ $[Pt(NH_3)_3 Cl_3]Cl \rightarrow [Pt(NH_3)_3 Cl_3]^+ + Cl^-$ ($2$ आयन)
$(iv)$ $[Pt(NH_3)_2 Cl_4]$ एक उदासीन संकुल है और आयनों में वियोजित नहीं होता है ($0$ आयन)।
अतः,मोलर आयनिक चालकता का क्रम $(iv) < (iii) < (ii) < (i)$ है।

(D) $S_{N}1$ अभिक्रिया के प्रति अभिक्रियाशीलता लिविंग ग्रुप $(Cl^-)$ के निकलने के बाद बनने वाले कार्बोनियम आयन (कार्बोकेशन) मध्यवर्ती के स्थायित्व पर निर्भर करती है।
$1$. $MeCOCH_{2}Cl$ के लिए,$MeCOCH_{2}^+$ कार्बोकेशन इलेक्ट्रॉन-आकर्षक कार्बोनिल समूह द्वारा अस्थिर हो जाता है।
$2$. साइक्लोप्रोपिल क्लोराइड के लिए,साइक्लोप्रोपिल धनायन अत्यधिक अस्थिर होता है क्योंकि इसमें महत्वपूर्ण कोण तनाव (angle strain) होता है।
$3$. $C_{6}H_{5}CH_{2}CH_{2}Cl$ के लिए,$C_{6}H_{5}CH_{2}CH_{2}^+$ कार्बोकेशन एक प्राथमिक कार्बोकेशन है,जो अपेक्षाकृत अस्थिर होता है।
$4$. $MeOCH_{2}Cl$ के लिए,बनने वाला कार्बोकेशन $MeOCH_{2}^+$ है। यह कार्बोकेशन ऑक्सीजन परमाणु पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) द्वारा अनुनाद (resonance) द्वारा स्थिर होता है: $Me-O-CH_{2}^+ \leftrightarrow Me-O^+=CH_{2}$। यह संरचना अत्यधिक स्थिर है क्योंकि प्रत्येक परमाणु का अष्टक पूर्ण है।
इसलिए,$MeOCH_{2}Cl$ $S_{N}1$ अभिक्रिया के प्रति सबसे अधिक अभिक्रियाशील है।

(B) $DIBAL-H$ (डाईआइसोब्यूटाइल एल्युमीनियम हाइड्राइड) एक चयनात्मक अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करता है। यह एस्टर $(-COOR)$ और नाइट्राइल $(-CN)$ दोनों को एल्डिहाइड $(-CHO)$ में अपचयित करने में सक्षम है। दिए गए सबस्ट्रेट में,एस्टर समूह $(-COOCH_3)$ और नाइट्राइल समूह $(-CN)$ दोनों एल्डिहाइड समूह $(-CHO)$ में अपचयित हो जाते हैं। अतः,सही विकल्प $(B)$ है।

(C) $S_{N}1$ अभिक्रिया की दर लिविंग ग्रुप $(Cl^-)$ के निकलने के बाद बनने वाले कार्बोनियम आयन (कार्बोकेशन) मध्यवर्ती की स्थिरता पर निर्भर करती है।
$(i)$ एलाइलिक कार्बोकेशन बनाता है,जो अनुनाद (resonance) द्वारा स्थिर होता है।
(ii) द्वितीयक $(2^{\circ})$ साइक्लोहेक्सिल कार्बोकेशन बनाता है।
(iii) तृतीयक $(3^{\circ})$ कार्बोकेशन बनाता है।
इन कार्बोकेशन की स्थिरता की तुलना करने पर:
$1$. एलाइलिक कार्बोकेशन (i से) अनुनाद के कारण अत्यधिक स्थिर है।
$2$. तृतीयक कार्बोकेशन (iii से) प्रेरणिक प्रभाव और अतिसंयुग्मन के कारण स्थिर है।
$3$. द्वितीयक कार्बोकेशन (ii से) तीनों में सबसे कम स्थिर है।
अतः,कार्बोकेशन की स्थिरता का क्रम $i > iii > ii$ है। इसलिए,$S_{N}1$ अभिक्रियाशीलता का सही क्रम $i > iii > ii$ है।

(C) $(i)$ $N$-मेथिलऐनिलीन: मेथिल समूह का $+I$ प्रभाव ऐनिलीन की तुलना में क्षारीयता को बढ़ाता है।
$(ii)$ $p$-मेथॉक्सीऐनिलीन: $-OCH_3$ समूह का $+M$ प्रभाव क्षारीयता को काफी बढ़ा देता है,जिससे यह $N$-मेथिलऐनिलीन से अधिक क्षारीय हो जाता है।
$(iii)$ बेन्जिलऐमीन: $-NH_2$ समूह सीधे बेन्जीन वलय से नहीं जुड़ा है,इसलिए एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म अनुनाद में शामिल नहीं होता है। यह सबसे अधिक क्षारीय है।
$(iv)$ ऐनिलीन: $-NH_2$ समूह पर स्थित एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बेन्जीन वलय के साथ अनुनाद में शामिल होता है,जिससे यह सबसे कम क्षारीय हो जाता है।
अतः,सही क्रम $iii > ii > i > iv$ है।

(A) थैलिक अम्ल और एथिलएमीन $(C_2H_5NH_2)$ के बीच गर्म $(\Delta)$ करने पर होने वाली अभिक्रिया में एमाइड बंधन का निर्माण होता है।
प्रारंभ में,अम्ल-क्षार अभिक्रिया एक लवण बनाती है,जो आगे गर्म करने पर निर्जलीकरण के माध्यम से चक्रीय इमाइड,$N$-एथिलथैलिमाइड बनाती है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
थैलिक अम्ल + $C_2H_5NH_2 \xrightarrow{\Delta} N$-एथिलथैलिमाइड + $2H_2O$.

(A) स्टार्च एक पॉलीसैकराइड है।
जब यह आयोडीन विलयन के साथ अभिक्रिया करता है,तो यह एक संकुल बनाता है जो नीला-काला रंग देता है।
इसलिए,स्टार्च जैसे पॉलीसैकराइड की उपस्थिति का पता लगाने के लिए आयोडीन परीक्षण का उपयोग किया जाता है।

(B) दिया गया समीकरण $\ln k = 10 - \frac{69 \, kJ}{RT} \cdots (i)$ है।
इसे आरेनियस समीकरण $\ln k = \ln A - \frac{E_a}{RT}$ से तुलना करने पर,$E_a = 69 \, kJ/mol = 69000 \, J/mol$ प्राप्त होता है।
दो तापमानों $T_1 = 300 \, K$ और $T_2$ के लिए,दर स्थिरांक $k_2 = 2k_1$ है।
आरेनियस समीकरण का उपयोग करने पर: $\ln \frac{k_2}{k_1} = \frac{E_a}{R} \left( \frac{1}{T_1} - \frac{1}{T_2} \right)$.
मान रखने पर: $\ln 2 = \frac{69000}{8.314} \left( \frac{1}{300} - \frac{1}{T_2} \right)$.
$0.693 = 8300 \left( \frac{T_2 - 300}{300 T_2} \right)$.
$T_2$ के लिए हल करने पर: $T_2 \approx 307.7 \, K$ प्राप्त होता है।

(D) $CFSE$ (क्रिस्टल क्षेत्र स्थिरीकरण ऊर्जा) धातु की ऑक्सीकरण अवस्था,लिगेंड की प्रकृति और $d$-इलेक्ट्रॉन विन्यास पर निर्भर करती है।
$1$. $K_{3}[Fe(CN)_{6}]$ में,$Fe$ $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में है ($d^{5}$ विन्यास)। $CN^{-}$ एक प्रबल लिगेंड है,जो निम्न-स्पिन $t_{2g}^{5}e_{g}^{0}$ विन्यास देता है। $CFSE = -2.0 \Delta_{o}$।
$2$. $K_{3}[Co(Ox)_{3}]$ में,$Co$ $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में है ($d^{6}$ विन्यास)। $Ox^{2-}$ एक मध्यम प्रबल लिगेंड है,जो निम्न-स्पिन $t_{2g}^{6}e_{g}^{0}$ विन्यास देता है। $CFSE = -2.4 \Delta_{o}$।
$3$. $K_{3}[CoF_{6}]$ में,$Co$ $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में है ($d^{6}$ विन्यास)। $F^{-}$ एक दुर्बल लिगेंड है,जो उच्च-स्पिन $t_{2g}^{4}e_{g}^{2}$ विन्यास देता है। $CFSE = -0.4 \Delta_{o}$।
$4$. $K_{3}[Co(CN)_{6}]$ में,$Co$ $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में है ($d^{6}$ विन्यास)। $CN^{-}$ एक प्रबल लिगेंड है,जो निम्न-स्पिन $t_{2g}^{6}e_{g}^{0}$ विन्यास देता है। $CFSE = -2.4 \Delta_{o}$।
मानों की तुलना करने पर,$[Co(CN)_{6}]^{3-}$ और $[Co(Ox)_{3}]^{3-}$ के $CFSE$ मान सबसे अधिक हैं। चूँकि $CN^{-}$,$Ox^{2-}$ की तुलना में अधिक प्रबल लिगेंड है,इसलिए $[Co(CN)_{6}]^{3-}$ के लिए $\Delta_{o}$ का मान काफी अधिक होता है,जिससे इसका $CFSE$ अधिकतम हो जाता है।

(A) जब अमोनिया $(NH_3)$ अतिरिक्त ब्लीचिंग पाउडर $(CaOCl_2)$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो इसका ऑक्सीकरण होकर डाईनाइट्रोजन गैस $(N_2)$ प्राप्त होती है।
संतुलित रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$3 CaOCl_2 + 2 NH_3 \rightarrow 3 CaCl_2 + N_2 + 3 H_2O$

(A) सामान्य अभिक्रिया $aA + bB \rightarrow cC + dD$ के लिए,अभिक्रिया की दर इस प्रकार दी जाती है:
दर $= -\frac{1}{a} \frac{d[A]}{dt} = -\frac{1}{b} \frac{d[B]}{dt} = \frac{1}{c} \frac{d[C]}{dt} = \frac{1}{d} \frac{d[D]}{dt}$.
दी गई अभिक्रिया $A + 2 B \rightarrow C + D$ के लिए,रससमीकरणमितीय गुणांक $a=1$ और $b=2$ हैं।
इन मानों को प्रतिस्थापित करने पर,अभिक्रिया की दर है:
दर $= -\frac{1}{1} \frac{d[A]}{dt} = -\frac{1}{2} \frac{d[B]}{dt}$.
अतः,सही व्यंजक $\frac{-d[A]}{dt} = \frac{-1}{2} \frac{d[B]}{dt}$ है।

(A) $FCC$ इकाई सेल में,$8$ चतुष्फलकीय रिक्तियाँ होती हैं जो प्रत्येक कोने से बॉडी डायगोनल पर $\frac{a}{4}$ की दूरी पर स्थित होती हैं।
प्रत्येक बॉडी डायगोनल की लंबाई $\sqrt{3}a$ होती है।
निकटतम दो चतुष्फलकीय रिक्तियों के बीच की दूरी,एक ही बॉडी डायगोनल पर स्थित दो रिक्तियों के बीच की दूरी है,जो $\frac{a}{4} + \frac{a}{4} = \frac{a}{2}$ है।

(A) $CO$ लिगेंड $2$-इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में कार्य करता है,जबकि $NO$ लिगेंड $3$-इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में कार्य करता है।
$Fe(CO)_5$ के लिए: कुल संयोजी इलेक्ट्रॉन = $8 + (5 \times 2) = 18$। $18$ इलेक्ट्रॉन बनाए रखते हुए $CO$ को $NO$ से बदलने के लिए,हम $3$ $CO$ ($6$ $e^-$) को $2$ $NO$ ($6$ $e^-$) से बदलते हैं,जिससे $Fe(CO)_2(NO)_2$ प्राप्त होता है।
$Cr(CO)_6$ के लिए: कुल संयोजी इलेक्ट्रॉन = $6 + (6 \times 2) = 18$। $18$ इलेक्ट्रॉन बनाए रखते हुए $CO$ को $NO$ से बदलने के लिए,हम $6$ $CO$ ($12$ $e^-$) को $4$ $NO$ ($12$ $e^-$) से बदलते हैं,जिससे $Cr(NO)_4$ प्राप्त होता है।
अतः,प्रतिस्थापित $CO$ लिगेंडों की संख्या क्रमशः $3$ और $6$ है।

(B) लोहे के विभिन्न रूपों में लोहे की मात्रा इस प्रकार है:
$1$. कास्ट आयरन: इसमें लगभग $93-95 \%$ लोहा होता है।
$2$. पिग आयरन: इसमें लगभग $93-95 \%$ लोहा होता है।
$3$. रॉट आयरन: इसमें लगभग $99.5-99.9 \%$ लोहा होता है,जो इसे व्यावसायिक लोहे का सबसे शुद्ध रूप बनाता है।
$4$. स्टेनलेस स्टील: इसमें क्रोमियम और निकल के साथ लगभग $70-80 \%$ लोहा होता है।
अतः,रॉट आयरन में लोहे की मात्रा अधिकतम होती है।

(A) विलयन की मोलरता $(M)$ का सूत्र है: $M = \frac{\% \ w/w \times d \times 10}{M_{solute}}$.
यहाँ,भारानुसार प्रतिशत $(\% \ w/w)$ $63$ है,घनत्व $(d)$ $5.4 \ g/mL$ है,और $HNO_3$ का मोलर द्रव्यमान $(M_{solute})$ $1 + 14 + (3 \times 16) = 63 \ g/mol$ है।
सूत्र में मान रखने पर:
$M = \frac{63 \times 5.4 \times 10}{63} = 54 \ M$.

(C) $K_{2}Cr_{2}O_{7}$ एक प्रबल ऑक्सीकारक है जिसका उपयोग रेडॉक्स अनुमापन में किया जाता है।
इसे अम्ल मिलाकर $K_{2}CrO_{4}$ से तैयार किया जाता है।
इसका रंग नारंगी होता है।
हालाँकि,यह अम्ल और क्षार दोनों में स्थिर नहीं है; यह अम्लीय माध्यम में $Cr_{2}O_{7}^{2-}$ (डाइक्रोमेट) के रूप में मौजूद होता है और क्षारीय माध्यम में $CrO_{4}^{2-}$ (क्रोमेट) में परिवर्तित हो जाता है।
अतः,यह कथन कि यह अम्ल और क्षार दोनों में स्थिर है,गलत है।

(A) सबसे पहले,मोलर चालकता $(\lambda_{m})$ की गणना करें: $\lambda_{m} = \frac{1000 \times \kappa}{M}$
$\lambda_{m} = \frac{1000 \times 10^{-3}}{0.05} = 20 \, S \, cm^{2} \, mol^{-1}$
इसके बाद,वियोजन की मात्रा $(\alpha)$ ज्ञात करें: $\alpha = \frac{\lambda_{m}}{\lambda_{m}^{\infty}} = \frac{20}{500} = 0.04$
अंत में,वियोजन स्थिरांक $(K_{a})$ की गणना करें: $K_{a} = C \alpha^{2}$
$K_{a} = 0.05 \times (0.04)^{2} = 0.05 \times 0.0016 = 8 \times 10^{-5}$

(B) स्पिन-ओनली चुंबकीय आघूर्ण का सूत्र $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ है,जहाँ $n$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या है।
दिया गया है $\mu = 1.73 \ BM$,इसलिए $1.73 = \sqrt{n(n+2)}$.
दोनों पक्षों का वर्ग करने पर,$3 = n(n+2)$,जिससे $n^2 + 2n - 3 = 0$ प्राप्त होता है।
$n$ के लिए हल करने पर,$(n+3)(n-1) = 0$ मिलता है,अतः $n = 1$ ($n$ ऋणात्मक नहीं हो सकता)।
वेनेडियम $(V)$ की परमाणु संख्या $23$ है और इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^3 4s^2$ है।
$n=1$ के लिए,वेनेडियम आयन में एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होना चाहिए।
$VCl_4$ में,वेनेडियम $+4$ ऑक्सीकरण अवस्था में है $(V^{4+})$।
$V^{4+}$ का विन्यास $[Ar] 3d^1$ है,जिसमें $1$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है।
अतः,सही सूत्र $VCl_4$ है।

(A) आइसोइलेक्ट्रिक पॉइंट $(pI)$ वह $pH$ है जिस पर अमीनो एसिड ज़्विटर आयन के रूप में मौजूद होता है,यानी $H_3N^{+}-CH(R)-COO^{-}$.
$pI$ से कम $pH$ मानों पर,$H^{+}$ आयनों की सांद्रता अधिक होती है।
यह कार्बोक्सिलेट समूह $(COO^{-})$ के प्रोटोनेशन की ओर ले जाता है,जिससे यह कार्बोक्सिलिक एसिड समूह $(COOH)$ में परिवर्तित हो जाता है।
चूंकि दिया गया $pH$ $(1.0)$ $pI$ $(6.0)$ से काफी कम है,इसलिए अमीनो एसिड मुख्य रूप से अपने धनायनित रूप $H_3N^{+}-CH(R)-COOH$ में मौजूद रहेगा।

(D) $NaBH_4$ (सोडियम बोरोहाइड्राइड) एक चयनात्मक अपचायक (selective reducing agent) है जो विशेष रूप से एल्डिहाइड और कीटोन को उनके संबंधित अल्कोहल में अपचयित करता है।
यह सामान्य परिस्थितियों में एस्टर या कार्बन-कार्बन द्वि-आबंध $(C=C)$ को अपचयित नहीं करता है।
दिए गए अभिकारक में,साइक्लोहेक्सिन वलय पर एक कीटोन समूह और पार्श्व श्रृंखला पर एक एस्टर समूह $(-COOCH_3)$ है।
इसलिए,$NaBH_4$ चयनात्मक रूप से कीटोन को द्वितीयक अल्कोहल $(-OH)$ में अपचयित करेगा,जबकि एस्टर और द्वि-आबंध अपरिवर्तित रहेंगे।
अतः,उत्पाद $X$ विकल्प $D$ में दर्शाई गई संरचना है।

(A) यह अभिक्रिया इपोक्साइड के अम्ल-उत्प्रेरित वलय-उद्घाटन (ring opening) को दर्शाती है।
$H_2SO_4$ जैसे अम्ल उत्प्रेरक की उपस्थिति में,इपोक्साइड ऑक्सीजन प्रोटोनेट हो जाता है,जिससे इपोक्साइड वलय न्यूक्लियोफिलिक हमले के लिए अधिक सक्रिय हो जाता है।
चूंकि अभिक्रिया अम्लीय परिस्थितियों में होती है,इसलिए न्यूक्लियोफाइल $(CH_3OH)$ इपोक्साइड के अधिक प्रतिस्थापित कार्बन परमाणु पर हमला करता है क्योंकि संक्रमण अवस्था में उस स्थिति पर महत्वपूर्ण कार्बोकेशन गुण विकसित होता है।
अतः,अभिकर्मक $X$,अम्ल उत्प्रेरक $(H_2SO_4)$ की उपस्थिति में $CH_3OH$ है।

(B) जब कैल्शियम एसीटेट को गर्म किया जाता है (शुष्क आसवन),तो यह तापीय अपघटन के माध्यम से एसीटोन और कैल्शियम कार्बोनेट बनाता है।
$(CH_3COO)_2Ca \xrightarrow{\Delta} CH_3COCH_3 + CaCO_3$

(B) डायज़ो-कपलिंग अभिक्रिया एक इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है। डायज़ोनियम आयन की कपलिंग के प्रति अभिक्रियाशीलता डायज़ोनियम धनायन की इलेक्ट्रोफिलिक प्रकृति पर निर्भर करती है।
बेंजीन रिंग पर प्रतिस्थापी (substituent) की इलेक्ट्रॉन-आकर्षित करने की क्षमता जितनी अधिक होगी,डायज़ोनियम समूह की इलेक्ट्रोफिलिक प्रकृति उतनी ही अधिक होगी,जिससे अभिक्रियाशीलता बढ़ जाएगी।
प्रतिस्थापियों के प्रभाव इस प्रकार हैं:
$(I)$ $-NMe_2$: प्रबल $+M$ प्रभाव (प्रबल इलेक्ट्रॉन-दाता).
$(II)$ $-NO_2$: प्रबल $-M$ प्रभाव (प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक).
$(III)$ $-OCH_3$: $+M$ प्रभाव (इलेक्ट्रॉन-दाता).
$(IV)$ $-CH_3$: $+I$ प्रभाव (दुर्बल इलेक्ट्रॉन-दाता).
अतः,इलेक्ट्रॉन-आकर्षित करने का क्रम है: $-NO_2 > -CH_3 > -OCH_3 > -NMe_2$.
इसलिए,अभिक्रियाशीलता का क्रम है: $(I) < (III) < (IV) < (II)$.

(B) एसिटानिलाइड $(C_6H_5NHCOCH_3)$ का नाइट्रीकरण एक इलेक्ट्रॉनरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है। एसिटामिडो समूह $(-NHCOCH_3)$ एक सक्रियणकारी और ऑर्थो/पैरा-निर्देशी समूह है। बड़े एसिटामिडो समूह के त्रिविम बाधा (steric hindrance) के कारण,पैरा-आइसोमर मुख्य उत्पाद के रूप में प्राप्त होता है।
$1$. सांद्र $HNO_3 / H_2SO_4$ के साथ एसिटानिलाइड का नाइट्रीकरण करने पर मुख्य उत्पाद के रूप में $p-$नाइट्रोएसिटानिलाइड प्राप्त होता है।
$2$. इसके बाद $p-$नाइट्रोएसिटानिलाइड का क्षारीय जल-अपघटन करने पर एसिटाइल समूह हट जाता है और $p-$नाइट्रोएनिलीन प्राप्त होता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$C_6H_5NHCOCH_3$ $\xrightarrow{HNO_3/H_2SO_4} p-NO_2-C_6H_4-NHCOCH_3$ $\xrightarrow{OH^-/H_2O} p-NO_2-C_6H_4-NH_2$.

(D) कठोर व्यायाम के दौरान,मांसपेशियों में ऊर्जा की मांग ऑक्सीजन की आपूर्ति से अधिक हो जाती है।
इन अवायवीय स्थितियों में,शरीर $NAD^{+}$ को पुनर्जीवित करने और एटीपी उत्पादन के लिए ग्लाइकोलाइसिस जारी रखने के लिए पायरुविक एसिड को लैक्टिक एसिड में परिवर्तित करता है।
मांसपेशियों के ऊतकों में $L^{-}$-लैक्टिक एसिड का यह संचय मांसपेशियों की थकान और दर्द का कारण बनता है।
यह प्रक्रिया इस प्रकार है: $\text{Glucose}$ $\rightarrow \text{Pyruvic acid}$ $\rightarrow \text{Lactic acid}$.

(C) प्रोटीन की प्राथमिक संरचना में,अमीनो अम्ल एक विशिष्ट क्रम में व्यवस्थित होते हैं।
ये अमीनो अम्ल एक-दूसरे से पेप्टाइड बंध नामक सहसंयोजक बंधों द्वारा जुड़े होते हैं,जो एक अमीनो अम्ल के कार्बोक्सिल समूह $(-COOH)$ और अगले अमीनो अम्ल के अमीनो समूह $(-NH_2)$ के बीच संघनन अभिक्रिया द्वारा बनते हैं।

(D) दी गई संरचना $Nylon-6,6$ की पुनरावृत्ति इकाई को दर्शाती है।
यह हेक्सामेथिलीन डायमीन $(H_2N(CH_2)_6NH_2)$ और एडिपिक एसिड $(HOOC(CH_2)_4COOH)$ के संघनन बहुलकीकरण द्वारा बनता है।
चूंकि यह दो अलग-अलग मोनोमर्स से बनता है,इसलिए इसे सहबहुलक (copolymer) के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

(A) दिया गया बहुलक पॉलीआइसोब्यूटिलीन है,जो $2$-मिथाइलप्रोपीन (आइसोब्यूटिलीन) के बहुलकीकरण द्वारा बनता है।
एकलक की संरचना $CH_3-C(CH_3)=CH_2$ है।

(B) दी गई संरचना $2$-एसीटॉक्सीबेन्जोइक एसिड है,जिसे सामान्यतः $aspirin$ के रूप में जाना जाता है।
$Aspirin$ एक प्रसिद्ध दवा है जो $analgesic$ (दर्द निवारक) और $antipyretic$ (ज्वरनाशक) के रूप में कार्य करती है।
इसमें एंटी-इंफ्लेमेटरी गुण भी होते हैं,लेकिन दिए गए विकल्पों में से,$analgesic$ इसके प्राथमिक उपयोग के लिए सबसे मानक वर्गीकरण है।

(A) अयस्क और गैंग (अशुद्धियों) के घनत्व के बीच अंतर पर आधारित अयस्क को सांद्रित करने की विधि को $Levigation$ या $Gravity$ $Separation$ या $Hydraulic$ $Washing$ कहा जाता है। इस प्रक्रिया में,चूर्णित अयस्क को पानी की धारा के साथ धोया जाता है,जहाँ हल्की गैंग के कण बह जाते हैं और भारी अयस्क के कण पीछे रह जाते हैं।