AP EAMCET 2021 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Gujarati

(C) હાઇડ્રોકાર્બન '$X$' સોડામાઇડ $(NaNH_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,જે સૂચવે છે કે '$X$' એ ટર્મિનલ આલ્કાઇન છે.
ટર્મિનલ આલ્કાઇનનું ઓઝોનોલિસિસ અને ત્યારબાદ ઓક્સિડેટિવ વર્કઅપ ($O_3$ અને $Zn/H_2O_2$ અથવા $H_2O_2$) કરવાથી ટ્રિપલ બોન્ડ તૂટીને કાર્બોક્સિલિક એસિડ અને ફોર્મિક એસિડ $(HCOOH)$ મળે છે.
ઉત્પાદનોમાંથી એક પ્રકાશીય સક્રિય હોવા માટે,આલ્કાઇલ ગ્રુપમાંથી બનતા કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં કાઇરલ કેન્દ્ર હોવું આવશ્યક છે.
$3-Methylpent-1-yne$ $(CH_3CH_2CH(CH_3)C \equiv CH)$ થી શરૂ કરતા:
$CH_3CH_2CH(CH_3)C \equiv CH \xrightarrow{O_3, H_2O_2} CH_3CH_2CH(CH_3)COOH + HCOOH$.
$2-Methylbutanoic acid$ $(CH_3CH_2CH(CH_3)COOH)$ માં $C-2$ સ્થાન પર કાઇરલ કાર્બન હોય છે,જે તેને પ્રકાશીય સક્રિય બનાવે છે.

(C) પગલું $1$: $2, 3-$ડાયબ્રોમોબ્યુટેન ગરમીની હાજરીમાં $Zn / Cu$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ડીબ્રોમિનેશન દ્વારા $trans-$બ્યુટ$-2-$ઈન બનાવે છે.
પગલું $2$: $trans-$બ્યુટ$-2-$ઈન $O_3$ અને ત્યારબાદ $Zn / H_2O$ સાથે રિડક્ટિવ ઓઝોનોલિસિસ પ્રક્રિયા આપે છે.
પગલું $3$: દ્વિબંધ તૂટીને એસીટાલ્ડિહાઈડ $(CH_3CHO)$ ના બે અણુઓ બનાવે છે.
આમ,અંતિમ નીપજ $2 \ CH_3CHO$ છે.

(A) બેન્ઝીનનું મોલર દળ $= 78 \ g/mol$.
બેન્ઝીનના મોલ $= \frac{7.8 \ g}{78 \ g/mol} = 0.1 \ mol$.
પ્રક્રિયા: $C_6H_6 + CH_3COCl \xrightarrow{AlCl_3} C_8H_8O + HCl$.
સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ,$1 \ mol$ બેન્ઝીન $1 \ mol$ $C_8H_8O$ આપે છે.
તેથી,$0.1 \ mol$ બેન્ઝીન સૈદ્ધાંતિક રીતે $0.1 \ mol$ $C_8H_8O$ આપે.
$C_8H_8O$ નું મોલર દળ $= (8 \times 12) + (8 \times 1) + (1 \times 16) = 120 \ g/mol$.
સૈદ્ધાંતિક ઉપજ $= 0.1 \ mol \times 120 \ g/mol = 12 \ g$.
ટકાવારી ઉપજ $= \frac{\text{પ્રાયોગિક ઉપજ}}{\text{સૈદ્ધાંતિક ઉપજ}} \times 100 = \frac{8.4 \ g}{12 \ g} \times 100 = 70\%$.

(C) બેન્ઝીનનું આણ્વીય સૂત્ર $C_6H_6$ છે.
બેન્ઝીનના સંપૂર્ણ દહન માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$C_6H_6(l) + \frac{15}{2} O_2(g) \rightarrow 6 CO_2(g) + 3 H_2O(l)$
પ્રક્રિયાના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) પરથી,$1 \text{ mole}$ બેન્ઝીન $6 \text{ moles}$ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ ઉત્પન્ન કરે છે.
$CO_2$ નું મોલર દળ $12 + (2 \times 16) = 44 \ g/mol$ છે.
તેથી,$6 \text{ moles}$ $CO_2$ નું દળ $6 \times 44 \ g = 264 \ g$ થાય.
આમ,બેન્ઝીનના એક મોલના સંપૂર્ણ દહનથી $264 \ g$ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ઉત્પન્ન થાય છે.

(A) જ્યારે બેન્ઝીન $500 \ K$ તાપમાને અલ્ટ્રાવાયોલેટ $(UV)$ પ્રકાશની હાજરીમાં વધારાના ક્લોરિન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે યોગશીલ પ્રક્રિયા થાય છે.
બેન્ઝીન વલયની વિસ્થાનિકૃત $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન સિસ્ટમ તૂટી જાય છે અને છ કાર્બન પરમાણુઓમાંથી દરેક પર એક ક્લોરિન પરમાણુ જોડાય છે.
આના પરિણામે $1,2,3,4,5,6-\text{હેક્ઝાક્લોરોસાયક્લોહેક્ઝેન}$ બને છે,જેને સામાન્ય રીતે બેન્ઝીન હેક્ઝાક્લોરાઇડ $(BHC)$ અથવા ગેમેક્સિન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેથી,$(P) = \text{બેન્ઝીન હેક્ઝાક્લોરાઇડ}$.

(C) એસિડિકતા એ હાઇડ્રોજન દાતાની વૃત્તિના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
તે $H-X$ બંધની બંધ વિયોજન એન્થાલ્પી પર આધાર રાખે છે,જ્યાં $X = O, S, Se, Te$ છે.
સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં,બંધ લંબાઈમાં વધારો થવાને કારણે હાઇડ્રાઇડ્સની બંધ વિયોજન ઉર્જા ઘટે છે,જેનાથી $H^+$ આયનો મુક્ત કરવાનું સરળ બને છે.
તેથી,સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં એસિડિક પ્રબળતા વધે છે.
આમ,આપેલા હાઇડ્રાઇડ્સના એસિડિક ગુણધર્મનો સાચો ક્રમ $H_2Te > H_2Se > H_2S > H_2O$ છે.

(A) જે ધાતુ ઓક્સાઇડ મંદ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી $H_2O_2$ આપે છે તે $BaO_2$ છે કારણ કે તેમાં પેરોક્સાઇડ આયન $(O_2^{2-})$ હોય છે.
જ્યારે બેરિયમ પેરોક્સાઇડ મંદ સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે બેરિયમ સલ્ફેટ અને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ આપે છે:
$BaO_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 + H_2O_2$

(B) $H_2 O_2$ એ $50 \%$ ઠંડા $H_2 SO_4$ ના દ્રાવણના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.
ઉચ્ચ પ્રવાહ ઘનતા પર $HSO_4^-$ આયનોનું વિદ્યુતવિભાજન પેરોક્સિડાયસલ્ફેટ $(H_2 S_2 O_8)$ બનાવે છે,જેનું જળવિભાજન હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ આપે છે.
પ્રક્રિયા:
$2 HSO_4^- \xrightarrow{\text{Electrolysis}} HO_3 SOOSO_3 H + 2 e^-$.
$HO_3 SOOSO_3 H + 2 H_2 O \rightarrow 2 H_2 SO_4 + H_2 O_2$.

(C) જૂના સીસાના ચિત્રો વાતાવરણમાં રહેલા $H_2S$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને લેડ સલ્ફાઈડ $(PbS)$ બનવાને કારણે કાળા પડી જાય છે.
તેનો રંગ $H_2O_2$ વડે ધોઈને પુનઃસ્થાપિત કરવામાં આવે છે,જે કાળા $PbS$ નું સફેદ લેડ સલ્ફેટ $(PbSO_4)$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે.
પ્રક્રિયા: $PbS(s) + 4H_2O_2(aq) \rightarrow PbSO_4(s) + 4H_2O(l)$.
આ પ્રક્રિયામાં,$H_2O_2$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે,રિડક્શનકર્તા તરીકે નહીં.
તેથી,વિધાન $(A)$ સાચું છે,પરંતુ કારણ $(R)$ ખોટું છે.

(A) જ્યારે બેઇઝ પ્રોટોન $(H^{+})$ સ્વીકારે છે ત્યારે સંયુગ્મી એસિડ બને છે.
$NH_{3} + H^{+} \rightarrow NH_{4}^{+}$
$HCO_{3}^{-} + H^{+} \rightarrow H_{2}CO_{3}$
$H_{2}O + H^{+} \rightarrow H_{3}O^{+}$
$HSO_{4}^{-} + H^{+} \rightarrow H_{2}SO_{4}$
તેથી,સાચી જોડ $(a$ $\rightarrow iii), (b$ $\rightarrow i), (c$ $\rightarrow ii), (d$ $\rightarrow iv)$ છે.

(D) એસિડ પ્રોટોન ગુમાવીને જે એનાયન બનાવે છે તેને તેનો સંયુગ્મી બેઇઝ કહેવામાં આવે છે.
બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી સિદ્ધાંત મુજબ,પ્રબળ એસિડ નિર્બળ સંયુગ્મી બેઇઝ બનાવે છે અને નિર્બળ એસિડ પ્રબળ સંયુગ્મી બેઇઝ બનાવે છે.
આપેલા હેલાઇડ આયનો $(F^{-}, Cl^{-}, Br^{-}, I^{-})$ માટે,તેમના સંબંધિત એસિડ $HF, HCl, HBr$ અને $HI$ છે.
આ હાઇડ્રોહેલિક એસિડ્સમાં $HI$ સૌથી પ્રબળ એસિડ છે અને $HF$ સૌથી નિર્બળ એસિડ છે.
તેથી,$HF$ સૌથી નિર્બળ એસિડ હોવાથી,તેનો સંયુગ્મી બેઇઝ $F^{-}$ સૌથી પ્રબળ સંયુગ્મી બેઇઝ છે.

(D) બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી એસિડ એ પ્રોટોન ($H^{+}$ આયન) દાતા છે,જ્યારે બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી બેઇઝ એ પ્રોટોન ($H^{+}$ આયન) સ્વીકારનાર છે.
$HSO_4^{-} + H_2O \rightleftharpoons H_2SO_4 + OH^{-}$ (બ્રોન્સ્ટેડ બેઇઝ તરીકે વર્તે છે)
$HSO_4^{-} + H_2O \rightleftharpoons SO_4^{2-} + H_3O^{+}$ (બ્રોન્સ્ટેડ એસિડ તરીકે વર્તે છે)
આમ,$HSO_4^{-}$ એ બ્રોન્સ્ટેડ એસિડ અને બ્રોન્સ્ટેડ બેઇઝ બંને તરીકે વર્તે છે.

(A) $HCl$ જેવા પ્રબળ એસિડ માટે,તે પાણીમાં સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામે છે: $HCl \rightarrow H^{+} + Cl^{-}$.
$HCl$ ની આપેલી સાંદ્રતા $= 0.10 \ M$ છે,તેથી $[H^{+}] = 0.10 \ M = 10^{-1} \ M$.
દ્રાવણનો $pH$ આ રીતે ગણવામાં આવે છે: $pH = -\log[H^{+}] = -\log(10^{-1}) = 1$.
$25^{\circ}C$ તાપમાને સંબંધનો ઉપયોગ કરતા: $pH + pOH = 14$.
તેથી,$pOH = 14 - pH = 14 - 1 = 13$.

(D) એસિટિક એસિડની વિયોજન પ્રક્રિયા: $CH_3COOH \rightleftharpoons CH_3COO^{-} + H^{+}$
આપેલ સાંદ્રતા $c = 0.1 \ M$ અને વિયોજન અંશ $\alpha = 0.0132$ છે.
હાઇડ્રોજન આયનોની સાંદ્રતા $[H^{+}] = c \times \alpha$ દ્વારા મળે છે.
$[H^{+}] = 0.1 \times 0.0132 = 0.00132 \ M$.
$pH$ ની ગણતરી $pH = -\log[H^{+}]$ સૂત્ર દ્વારા થાય છે.
$pH = -\log(0.00132) = -\log(1.32 \times 10^{-3}) = 3 - \log(1.32) \approx 3 - 0.12 = 2.88$.
આમ,દ્રાવણનો $pH$ $2.88$ છે.

(C) $pH$ માપક્રમ $0$ થી $14$ સુધીનો હોય છે. $pH > 7$ ધરાવતા પદાર્થો બેઝિક હોય છે અને ઊંચું $pH$ મૂલ્ય વધુ બેઝિકતા સૂચવે છે.
$1 \ M$ $HCl$ એ પ્રબળ એસિડ છે $(pH \approx 0)$.
નિસ્યંદિત $H_2O$ તટસ્થ છે $(pH = 7)$.
$1 \ M$ $aq$ $NH_3$ એ નિર્બળ બેઝ છે $(pH \approx 11.6)$.
$1 \ M$ $NaOH$ એ પ્રબળ બેઝ છે $(pH = 14)$.
તેથી,$1 \ M$ $NaOH$ નો $pH$ સૌથી વધુ છે.

(B) એસિડિક બફર એ એવું દ્રાવણ છે જે $pH$ માં થતા ફેરફારનો પ્રતિકાર કરે છે અને તે નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઝ સાથેના તેના ક્ષારના મિશ્રણથી બનાવવામાં આવે છે.
$HCOOH$ (નિર્બળ એસિડ) અને $HCOOK$ (ક્ષાર) એસિડિક બફર બનાવે છે.
$C_6H_5COOH$ (નિર્બળ એસિડ) અને $C_6H_5COONa$ (ક્ષાર) એસિડિક બફર બનાવે છે.
$HCN$ (નિર્બળ એસિડ) અને $KCN$ (ક્ષાર) એસિડિક બફર બનાવે છે.
$HClO_4$ એ પ્રબળ એસિડ છે અને $NaClO_4$ તેનો ક્ષાર છે. પ્રબળ એસિડ અને તેના ક્ષારનું મિશ્રણ બફર દ્રાવણ તરીકે કામ કરતું નથી કારણ કે બફર માટે $HA \rightleftharpoons H^+ + A^-$ સંતુલન જાળવવા માટે નિર્બળ એસિડની જરૂર હોય છે. તેથી,$HClO_4 \& NaClO_4$ એ એસિડિક બફર નથી.

(C) બફર દ્રાવણ નિર્બળ એસિડ અને તેના ક્ષાર અથવા નિર્બળ બેઇઝ અને તેના ક્ષારના મિશ્રણથી બને છે.
$LiOH$ એ પ્રબળ બેઇઝ છે,જ્યારે $HNO_3$ અને $HBr$ પ્રબળ એસિડ છે.
$HNO_2$ એ નિર્બળ એસિડ છે અને $NaNO_2$ એ નિર્બળ એસિડ $(HNO_2)$ અને પ્રબળ બેઇઝ $(NaOH)$ ના સંયોજનથી બનેલો ક્ષાર છે.
તેથી,જોડી $(HNO_2 + NaNO_2)$ એ એસિડિક બફર બનાવે છે.

(B) $AgBr$ નો દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ $5 \times 10^{-10}$ છે.
વિયોજન પ્રક્રિયા માટે: $AgBr_{(s)} \rightleftharpoons Ag^{+}_{(aq)} + Br^{-}_{(aq)}$.
$K_{sp}$ નું સૂત્ર $K_{sp} = [Ag^{+}][Br^{-}]$ છે.
$0.2 \ M$ $NaBr$ દ્રાવણમાં,સામાન્ય આયન અસરને કારણે $Br^{-}$ આયનોની સાંદ્રતા $0.2 \ M$ છે.
ધારો કે $AgBr$ ની દ્રાવ્યતા $s$ છે.
તેથી $[Ag^{+}] = s$ અને $[Br^{-}] = 0.2 + s \approx 0.2$ ($s$ ખૂબ નાનું હોવાથી).
$5 \times 10^{-10} = s \times 0.2$.
$s = \frac{5 \times 10^{-10}}{0.2} = 25 \times 10^{-10} \ M$.

(D) $Ag_2CO_3$ નું વિયોજન: $Ag_2CO_3(s) \rightleftharpoons 2Ag^{+}(aq) + CO_3^{2-}(aq)$.
ધારો કે દ્રાવ્યતા $S$ છે. જો $S = 1.20 \times 10^{-4} \ mol \ L^{-1}$ હોય,તો $K_{sp} = 4S^3$.
$K_{sp} = 4 \times (1.20 \times 10^{-4})^3 = 4 \times 1.728 \times 10^{-12} = 6.912 \times 10^{-12} \approx 6.90 \times 10^{-12}$.

(B) ક્ષાર $AB_4$ માટે,વિયોજન નીચે મુજબ છે:
$AB_{4(s)} \rightleftharpoons A^{4+}_{(aq)} + 4B^{-}_{(aq)}$
જો $S$ એ મોલર દ્રાવ્યતા હોય,તો:
$[A^{4+}] = S$
$[B^{-}] = 4S$
દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $K_{sp}$ નીચે મુજબ છે:
$K_{sp} = [A^{4+}][B^{-}]^4$
$K_{sp} = (S)(4S)^4$
$K_{sp} = S \cdot 256S^4$
$K_{sp} = 256S^5$
$S^5 = \frac{K_{sp}}{256}$
$S = \left(\frac{K_{sp}}{256}\right)^{1/5}$

(C) આદર્શ વાયુ સમીકરણ $PV = nRT$ પરથી.
$n = \frac{m}{M}$ હોવાથી,$PV = \frac{m}{M}RT$,જ્યાં $m$ એ દળ છે અને $M$ એ મોલર દળ છે.
આ સૂચવે છે કે $m = \frac{PVM}{RT}$,તેથી $m \propto \frac{P}{T}$.
ધારો કે $m_1 = 6 \ g$,$P_1 = P$,અને $T_1 = 400 \ K$.
ધારો કે $m_2$ એ અંતિમ દળ છે,$P_2 = \frac{P}{2}$,અને $T_2 = 300 \ K$.
ગુણોત્તર $\frac{m_2}{m_1} = \frac{P_2}{P_1} \times \frac{T_1}{T_2}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$\frac{m_2}{6} = \frac{P/2}{P} \times \frac{400}{300} = \frac{1}{2} \times \frac{4}{3} = \frac{2}{3}$.
તેથી,$m_2 = 6 \times \frac{2}{3} = 4 \ g$.
બહાર નીકળેલા ઓક્સિજનનું દળ $\Delta m = m_1 - m_2 = 6 \ g - 4 \ g = 2 \ g$ છે.

(C) આપેલ છે: કારનું દળ $m = 500 \ kg$,વળાંકની ત્રિજ્યા $r = 50 \ m$,અને વેગ $v = 36 \ km/h$.
સૌ પ્રથમ,વેગને $SI$ એકમ $(m/s)$ માં ફેરવો:
$v = 36 \times \frac{5}{18} = 10 \ m/s$.
કેન્દ્રગામી બળનું સૂત્ર $F = \frac{mv^2}{r}$ છે.
સૂત્રમાં કિંમતો મૂકતા:
$F = \frac{500 \times (10)^2}{50}$
$F = \frac{500 \times 100}{50}$
$F = 10 \times 100 = 1000 \ N$.
તેથી,કાર પર લાગતું કેન્દ્રગામી બળ $1000 \ N$ છે.

(A) એમ્પિયરના સર્કિટલ નિયમ મુજબ,અક્ષથી $r$ અંતરે ચુંબકીય ક્ષેત્ર $\vec{B}$ એ $\oint \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu_0 I_{\text{enclosed}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કેબલની બહારના બિંદુ માટે $(r > R_{\text{outer}})$,કુલ બંધિત પ્રવાહ $I_{\text{enclosed}} = I_{\text{inner}} + I_{\text{outer}}$ છે.
પ્રવાહો સમાન અને વિરુદ્ધ દિશામાં હોવાથી,$I_{\text{inner}} = I$ અને $I_{\text{outer}} = -I$ થાય.
તેથી,$I_{\text{enclosed}} = I + (-I) = 0$.
બંધિત પ્રવાહ શૂન્ય હોવાથી,કેબલની બહાર ચુંબકીય ક્ષેત્ર $\vec{B}$ શૂન્ય છે.

(C) આપેલ છે કે,તારની લંબાઈ $= L$. તારમાંથી વહેતો પ્રવાહ $= I$. ધારો કે તાર દ્વારા બનતા વર્તુળાકાર લૂપની ત્રિજ્યા $R$ છે.
તેથી,પરિઘ $2 \pi R = L$,જે આપણને $R = \frac{L}{2 \pi}$ આપે છે.
તારના એક નાના ખંડ $AB$ નો વિચાર કરો જેની લંબાઈ $\Delta l$ છે અને તે કેન્દ્ર $O$ પર $\Delta \theta$ ખૂણો આંતરે છે. આમ,$\Delta l = R \Delta \theta$.
આ નાના ખંડ $AB$ પર લાગતું ચુંબકીય બળ $F = I B \Delta l = I B R \Delta \theta$ છે,જે ત્રિજ્યાવર્તી દિશામાં બહારની તરફ લાગે છે.
ધારો કે તારમાં ઉદ્ભવતું તણાવબળ $T$ છે. ખંડના છેડાઓ પર તણાવબળના ઘટકો $T \cos(\Delta \theta / 2)$ એકબીજાને નાબૂદ કરે છે.
તણાવબળનો ત્રિજ્યાવર્તી ઘટક $2 T \sin(\Delta \theta / 2)$ છે.
સંતુલન સ્થિતિ માટે,ચુંબકીય બળ એ તણાવબળના ત્રિજ્યાવર્તી ઘટક દ્વારા સંતુલિત થવું જોઈએ:
$2 T \sin(\Delta \theta / 2) = F = I B R \Delta \theta$.
જ્યારે $\Delta \theta$ ખૂબ નાનો હોય,ત્યારે $\sin(\Delta \theta / 2) \approx \Delta \theta / 2$.
તેથી,$2 T (\Delta \theta / 2) = I B R \Delta \theta$,જેનું સાદું રૂપ આપતા $T = I B R$ મળે છે.
$R = \frac{L}{2 \pi}$ ની કિંમત તણાવબળના સમીકરણમાં મૂકતા,આપણને $T = I B (\frac{L}{2 \pi}) = \frac{I B L}{2 \pi}$ મળે છે.

(B) જ્યારે કોઈ પદાર્થ વર્તુળાકાર માર્ગ પર અચળ ઝડપ $v$ થી ગતિ કરે છે,ત્યારે તે કેન્દ્રગામી પ્રવેગ અનુભવે છે જે કેન્દ્ર તરફ હોય છે,જોકે તેની રેખીય ઝડપ અચળ રહે છે.
પદાર્થ પર લાગતું કેન્દ્રગામી બળ $F$ હંમેશા કેન્દ્ર તરફ હોય છે અને સ્થાનાંતર $s$ હંમેશા વર્તુળના સ્પર્શકની દિશામાં હોય છે,તેથી બળ અને સ્થાનાંતર વચ્ચેનો ખૂણો $\theta = 90^{\circ}$ હોય છે.
થયેલું કાર્ય $W$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$W = F \cdot s = F s \cos \theta$
અહીં $\theta = 90^{\circ}$ હોવાથી,$\cos 90^{\circ} = 0$ થાય છે.
તેથી,$W = F s (0) = 0$.
આમ,પદાર્થ પર કોઈ કાર્ય થતું નથી.

(A) Time-period in spring-block system is given by, $T = 2 \pi \sqrt{\frac{m}{k}} $
If mass is doubled, $T^{\prime} = 2 \pi \sqrt{\frac{2m}{k}} $ $ \Rightarrow \quad T^{\prime} = \sqrt{2} T $
Hence, time period becomes $ \sqrt{2} $ times, if the mass of the block is doubled.
$ (A \rightarrow 4) $
(B) For spring, $ \mathrm{PE} = \frac{1}{2} k x^2 $
If spring constant is increased 4 times, PE becomes 4 times.
$ (B \rightarrow 3) $
(C) Speed of the block, $ v = \omega A $
Hence, velocity of the block becomes twice when amplitude of the oscillation is doubled.
$ (C \rightarrow 2) $
(D) Energy of the oscillation, $ E = \frac{1}{2} m \omega^2 a^2 $
$ \begin{aligned} & & E^{\prime} = \frac{1}{2} m \omega^{\prime 2} a^2 \\ \Rightarrow & E^{\prime} & = \frac{1}{2} m(2 \omega)^2 a^2 = \frac{4}{2} m \omega^2 a^2 \quad \left( \because \omega^{\prime} = 2 \omega \right) \\ \Rightarrow & E^{\prime} & = 4 E \end{aligned} $
Energy of the oscillation becomes 4 times when angular frequency is doubled.
$ (D \rightarrow 1) $

(A) જ્યારે બોરેક્સ $(Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O)$ ને પાણીમાં ઓગાળવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું જળવિભાજન થઈને ઓર્થોબોરિક એસિડ અને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ બને છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Na_2B_4O_7 + 7H_2O \rightarrow 2NaOH + 4H_3BO_3$
$NaOH$ એ પ્રબળ બેઇઝ હોવાથી,પરિણામી દ્રાવણ સ્વભાવે આલ્કલાઇન હોય છે.

(A) ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ એ ઇલેક્ટ્રોન ઉણપ ધરાવતો અણુ છે.
તેની રચનામાં,ચાર ટર્મિનલ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ અને બે બોરોન પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં હોય છે.
બે બ્રિજિંગ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ આ સમતલની ઉપર અને નીચે હોય છે.
ટર્મિનલ $B-H$ બંધો એ સામાન્ય $2-$કેન્દ્રિત$-2-$ઇલેક્ટ્રોન $(2c-2e)$ બંધો છે જેનો બંધકોણ $120^{\circ}$ $(x)$ છે.
બ્રિજિંગ $B-H-B$ બંધો એ $3-$કેન્દ્રિત$-2-$ઇલેક્ટ્રોન $(3c-2e)$ બંધો છે,જે સામાન્ય રીતે બનાના-બોન્ડ અથવા ટાઉ-બોન્ડ તરીકે ઓળખાય છે.
બ્રિજિંગ $H-B-H$ બંધકોણ $(y)$ $97^{\circ}$ છે.

(B) $H_3BO_3$ એ નિર્બળ મોનોબેઝિક લુઈસ એસિડ છે. તે પાણીમાં સીધા $H^{+}$ આયનો આપતું નથી.
તેના બદલે,તે પાણીના અણુમાંથી $OH^{-}$ આયન સ્વીકારીને લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે.
આ પ્રક્રિયા પાણીના અણુમાંથી પ્રોટોન $(H^{+})$ મુક્ત કરે છે,જેનાથી દ્રાવણની એસિડિકતા વધે છે.
પ્રક્રિયા: $B(OH)_3 + 2H_2O \rightarrow [B(OH)_4]^{-} + H_3O^{+}$.
તેથી,$H_3BO_3$ ને એસિડ ગણવામાં આવે છે કારણ કે તેનો અણુ પાણીમાંથી $OH^{-}$ સ્વીકારે છે અને પ્રોટોન મુક્ત કરે છે.

(A) $BCl_3$ નો આણ્વિય આકાર ત્રિકોણીય સમતલીય છે કારણ કે બોરોન $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે જેમાં ત્રણ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે અને કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી.
$BCl_3 \cdot NH_3$ સંયોજનમાં,બોરોન પરમાણુ $NH_3$ ના નાઇટ્રોજન પરમાણુ સાથે સવર્ગ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે.
સવર્ગ સહસંયોજક બંધ બન્યા પછી,બોરોન પરમાણુ ચાર પરમાણુઓ (ત્રણ $Cl$ અને એક $N$) થી ઘેરાયેલું હોય છે,જે $sp^3$ સંકરણમાં પરિણમે છે.
તેથી,$BCl_3 \cdot NH_3$ નો આકાર સમચતુષ્ફલકીય છે.

(B) બોરોન સંયોજનો ઘણીવાર લુઈસ એસિડ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે કારણ કે તેમની પાસે ખાલી $p$-ઓર્બિટલ હોય છે જે ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારી શકે છે.
બોરોન લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે કારણ કે તેની સંયોજકતા કક્ષામાં માત્ર $3$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,જેનાથી તેનું અષ્ટક અપૂર્ણ રહે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$B_2H_6$ એ ઇલેક્ટ્રોનની ઉણપ ધરાવતું સંયોજન છે.
બોરોનની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $B (Z=5) = [He] 2s^2 2p^1$ છે.
આના પરિણામે $BF_3$ જેવા સંયોજનોમાં મધ્યસ્થ પરમાણુની સંયોજકતા કક્ષામાં કુલ $6$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,જે અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે જરૂરી $8$ ઇલેક્ટ્રોન કરતા ઓછા છે.

(C) $NaBH_4$ એ એક મંદ રિડક્શનકર્તા છે. જ્યારે સોડિયમ બોરોહાઇડ્રાઇડ આયોડિન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે ડાયબોરેન,સોડિયમ આયોડાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે. આ પ્રક્રિયામાં ડાયબોરેન મેળવવા માટે ડાયગ્લાઇમમાં સોડિયમ બોરોહાઇડ્રાઇડનું આયોડિન દ્વારા ઓક્સિડેશન થાય છે. આ પદ્ધતિ $B_2H_6$ ના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં સામાન્ય છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$2NaBH_4 + I_2 \xrightarrow{\text{Diglyme}} B_2H_6 + 2NaI + H_2$

(C) $AlF_3$ એ નિર્જળ $HF$ માં અદ્રાવ્ય છે કારણ કે તેમાં $Al^{3+}$ કેન્દ્ર સાથે પ્રક્રિયા કરવા માટે મુક્ત $F^-$ આયનોનો અભાવ હોય છે.
$KF$ ની હાજરીમાં,$KF$ વિયોજન પામીને $F^-$ આયનો આપે છે,જે $AlF_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને દ્રાવ્ય સંકીર્ણ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$AlF_3 + 3KF \rightarrow K_3[AlF_6]$
આ સંકીર્ણ $3K^+$ અને $[AlF_6]^{3-}$ માં વિયોજન પામે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $[AlF_6]^{3-}$ છે.

(D) સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ માંથી બેકિંગ સોડા $(NaHCO_3)$ બનાવવાની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Na_2CO_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow 2NaHCO_3$
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે $1 \text{ મોલ}$ $H_2O$ એ $1 \text{ મોલ}$ $CO_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
તેથી,$H_2O : CO_2$ નો મોલર ગુણોત્તર $1:1$ છે.

(C) તત્વનો સવર્ગ આંક સંયોજકતા કોષમાં ખાલી કક્ષકોની ઉપલબ્ધતા પર આધાર રાખે છે.
કાર્બન $2^{nd}$ આવર્તમાં છે અને તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $1s^2 2s^2 2p^2$ છે. તેમાં ખાલી $d$-કક્ષકો હોતી નથી,તેથી તેની મહત્તમ સહસંયોજકતા $4$ સુધી મર્યાદિત છે.
જર્મેનિયમ $4^{th}$ આવર્તમાં છે અને તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^2 4p^2$ છે.
ખાલી $d$-કક્ષકોની હાજરીને કારણે,જર્મેનિયમ તેનો સવર્ગ આંક $4$ કરતા વધારી શકે છે.

(B) ફુલરીન્સ એ કાર્બનના અપરરૂપો છે જે કાર્બન પરમાણુઓના ક્લસ્ટરો ધરાવે છે,જેમ કે $C_{60}$,$C_{70}$,$C_{76}$ અને $C_{84}$.
ફુલરીન્સનું સંશ્લેષણ નિષ્ક્રિય વાયુ (જેમ કે હિલિયમ અથવા આર્ગોન) ની હાજરીમાં ઓછા દબાણે ઇલેક્ટ્રિક આર્કમાં ગ્રેફાઇટને ગરમ કરીને કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,કાર્બનનું બાષ્પીભવન થાય છે અને તે વિવિધ ફુલરીન્સ ધરાવતી રાખ (soot) બનાવવા માટે ઘનીભૂત થાય છે.
$C_{60}$ (બકમિન્સ્ટરફુલરીન) એ મુખ્ય નીપજ છે,જ્યારે $C_{70}$ અલ્પ માત્રામાં મળે છે.

(B) જ્યારે સિલિકોન ટેટ્રાક્લોરાઈડ $(SiCl_4)$ પાણીના વધુ પ્રમાણ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તેનું સંપૂર્ણ જળવિભાજન થાય છે.
સિલિકોન પાસે ખાલી $d$-કક્ષકો હોય છે,જે પાણીના અણુને સિલિકોન પરમાણુ પર હુમલો કરવા દે છે,જેના પરિણામે ક્લોરિન પરમાણુઓનું હાઈડ્રોક્સિલ જૂથો દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$SiCl_4 + 4H_2O \rightarrow Si(OH)_4 + 4HCl$
તેથી,મુખ્ય નીપજ સિલિસિક એસિડ,$Si(OH)_4$ છે.

(A) $SiO_2$ એ સહસંયોજક ત્રિ-પરિમાણીય નેટવર્ક ઘન છે.
સિલિકા (સામાન્ય રીતે ક્વાર્ટઝ તરીકે ઓળખાય છે) એ $SiO_2$ છે,જેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે કાચ,સિરામિક્સ અને પીઝોઈલેક્ટ્રિક પદાર્થો બનાવવા માટે થાય છે.
સિલિકાનો સૌથી સામાન્ય ઉપયોગ પાણીના ફિલ્ટરેશનમાં થાય છે; તેના સમાન આકાર અને કદને કારણે,તે એક અસરકારક ફિલ્ટરેશન બેડ છે જે પાણીમાંથી અશુદ્ધિઓને દૂર કરે છે.
$SiO_2$ એ ઉચ્ચ $Si-O$ બંધ એન્થાલ્પીને કારણે ઓછી પ્રતિક્રિયાશીલ છે. તેથી,તે ખૂબ જ પ્રતિક્રિયાશીલ છે તે વિધાન ખોટું છે.

(B) પૃથ્વીના પોપડામાં સૌથી વધુ પ્રમાણમાં જોવા મળતા બે તત્વો ઓક્સિજન અને સિલિકોન છે. આ તત્વો દ્વારા બનતું સંયોજન $(A)$ સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ $(SiO_2)$ છે,જેનો ઉપયોગ બાંધકામમાં (જેમ કે રેતી અને કોંક્રિટમાં) વ્યાપકપણે થાય છે.
જ્યારે સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ $(SiO_2)$ ઊંચા તાપમાને કાર્બન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે રિડક્શન પ્રક્રિયા અનુભવે છે:
$SiO_2 + 3C \xrightarrow{\Delta} SiC + 2CO$
અહીં,$(B)$ એ કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ છે,જે એક ઝેરી,સ્થિર દ્વિપરમાણ્વીય વાયુ છે.

(A) સિલિકોન્સનો ઉપયોગ ગ્રીસ (લુબ્રિકન્ટ્સ) તરીકે અને તેમની નિષ્ક્રિય પ્રકૃતિ અને જૈવ સુસંગતતાને કારણે સર્જિકલ ઇમ્પ્લાન્ટમાં થાય છે.
ઝિઓલાઇટ્સનો ઉપયોગ ઉદ્દીપક તરીકે (દા.ત.,$ZSM-5$) અને પાણીને નરમ બનાવવા માટે આયન એક્સચેન્જર તરીકે થાય છે.
તેથી,સાચી જોડી છે:
$A$ (સિલિકોન્સ) $\rightarrow$ $(ii)$ ગ્રીસ,$(iii)$ સર્જિકલ ઇમ્પ્લાન્ટમાં.
$B$ (ઝિઓલાઇટ્સ) $\rightarrow$ $(i)$ ઉદ્દીપક તરીકે,$(iv)$ આયન એક્સચેન્જર તરીકે.
સાચો કોડ $A-(ii, iii), B-(i, iv)$ છે.

(C) નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ એક પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે. તે સામાન્ય રીતે ઉત્પન્ન થયેલા $H_2$ વાયુનું પાણીમાં ઓક્સિડેશન કરે છે અને પોતે નાઈટ્રોજન ઓક્સાઈડમાં રિડક્શન પામે છે.
જોકે,મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ અને મેંગેનીઝ $(Mn)$ ખૂબ જ મંદ નાઈટ્રિક એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઈડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે.
$Mg + 2HNO_3 \text{ (ખૂબ જ મંદ)} \rightarrow Mg(NO_3)_2 + H_2 \uparrow$

(B) ઓઝોન અણુ $(O_3)$ બે કેનોનિકલ બંધારણો વચ્ચે સંસ્પંદન દર્શાવે છે.
દરેક સંસ્પંદન બંધારણમાં,મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ બે ટર્મિનલ ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે એક સિંગલ બોન્ડ અને એક ડબલ બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલ હોય છે.
સિંગલ બોન્ડમાં $1 \sigma$ બંધ હોય છે અને ડબલ બોન્ડમાં $1 \sigma$ અને $1 \pi$ બંધ હોય છે.
તેથી,કુલ $\sigma$ બંધની સંખ્યા $2$ છે અને કુલ $\pi$ બંધની સંખ્યા $1$ છે.
કોણીય ઓઝોન અણુમાં બંધકોણ આશરે $117^{\circ}$ હોય છે.

(B) કેલ્શિયમ ધાતુની પાણી સાથેની પ્રતિક્રિયા: $Ca + 2H_2O \longrightarrow Ca(OH)_2 + H_2(g)$.
કેલ્શિયમ હાઇડ્રાઇડની પાણી સાથેની પ્રતિક્રિયા: $CaH_2 + 2H_2O \longrightarrow Ca(OH)_2 + 2H_2(g)$.
બંને પ્રતિક્રિયાઓ જળવિભાજન પર નીપજ તરીકે $H_2$ વાયુ આપે છે.

(D) સાચો વિકલ્પ $(d)$ છે. ક્લોરિન પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇપોક્લોરસ એસિડ $(HOCl)$ બનાવે છે,જે અસ્થિર છે અને વિઘટન પામીને નવજાત ઓક્સિજન $([O])$ આપે છે.
$Cl_2 + H_2O \longrightarrow HCl + HOCl$
$HOCl \longrightarrow HCl + [O]$
આ નવજાત ઓક્સિજન ક્લોરિન પાણીના બ્લીચિંગ અને ઓક્સિડાઇઝિંગ ગુણધર્મો માટે જવાબદાર છે.

(C) પાણીની હાજરીમાં આયોડિન અને ક્લોરિનની પ્રક્રિયા એક ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા છે,જેમાં આયોડિનનું ઓક્સિડેશન આયોડિક એસિડ $(HIO_3)$ માં થાય છે અને ક્લોરિનનું રિડક્શન હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ માં થાય છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$I_2 + 5Cl_2 + 6H_2O \longrightarrow 2HIO_3 + 10HCl$
આપેલ પ્રક્રિયા $I_2 + 5Cl_2 + 6H_2O \longrightarrow X + Y$ સાથે સરખાવતા,$X$ એ $HIO_3$ છે અને $Y$ એ $HCl$ છે.

(B) ઓક્સોએસિડની એસિડિકતા મધ્યસ્થ પરમાણુના ઓક્સિડેશન આંક અને વિદ્યુતઋણતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. $HClO_4$ માં $Cl$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+7$ છે,જ્યારે $H_2SO_4$ માં $S$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+6$ છે. ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન આંક મજબૂત ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક અસરો તરફ દોરી જાય છે,જે $O-H$ બંધને વધુ ધ્રુવીય બનાવે છે અને તોડવાનું સરળ બનાવે છે.
$2$. $Cl$ એ $S$ કરતા વધુ વિદ્યુતઋણ છે,જે $O-H$ બંધ પર ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક અસર વધારે છે.
$4$. $Cl$ ના ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન આંક અને વિદ્યુતઋણતાને કારણે,$ClO_3$ જૂથ $SO_3$ જૂથ કરતા વધુ મજબૂત પ્રેરક અસર (inductive effect) દર્શાવે છે,જે $H^+$ ના મુક્ત થવાની પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે.
વિધાન $3$ એ આ એસિડનો ગુણધર્મ છે પરંતુ તે સમજાવતું નથી કે શા માટે $HClO_4$ એ $H_2SO_4$ કરતા વધુ પ્રબળ એસિડ છે.
તેથી,વિધાનો $1$,$2$ અને $4$ સાચા કારણો છે.

(B) આણ્વિય બ્રોમિન $(Br_2)$ ની $3$ મોલ આણ્વિય ફ્લોરિન $(F_2)$ સાથે પ્રક્રિયા થતા $2$ મોલ $BrF_3$ બને છે.
$BrF_3$ એ આંતર-હેલોજન સંયોજન છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા:
$Br_{2(g)} + 3F_{2(g)} \longrightarrow 2BrF_{3(g)}$
$BrF_3$ માં,મધ્યસ્થ બ્રોમિન પરમાણુ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. તે $3$ ફ્લોરિન પરમાણુઓ સાથે $3$ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે,જેમાં $3$ ઇલેક્ટ્રોન વપરાય છે.
બાકી રહેલા ઇલેક્ટ્રોન = $7 - 3 = 4$ ઇલેક્ટ્રોન,જે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બનાવે છે.
આમ,મધ્યસ્થ બ્રોમિન પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની કુલ સંખ્યા $2$ છે.

(A) પ્રથમ,$6$ પુરુષોને ગોળાકાર ટેબલની આસપાસ બેસાડો. $n$ વસ્તુઓને વર્તુળમાં ગોઠવવાની રીતોની સંખ્યા $(n-1)!$ છે. તેથી,$6$ પુરુષોને $(6-1)! = 5!$ રીતે બેસાડી શકાય.
$6$ પુરુષોની વચ્ચે $6$ ખાલી જગ્યાઓ બને છે જ્યાં $5$ સ્ત્રીઓને બેસાડી શકાય જેથી કોઈ પણ બે સ્ત્રીઓ સાથે ન બેસે.
આ $6$ જગ્યાઓમાં $5$ સ્ત્રીઓને ગોઠવવાની રીતોની સંખ્યા $P(6, 5) = 6!$ છે.
તેથી,કુલ રીતોની સંખ્યા $5! \times 6!$ છે.

(B) ત્રિકોણનું મધ્યકેન્દ્ર $C = \left(\frac{3 + 1 + 2}{3}, \frac{-1 + 3 + 4}{3}\right) = (2, 2)$.
રેખાઓ $x + 3y = 1$ અને $3x - y = -1$ નો ઉકેલ મેળવતા,છેદબિંદુ $P = \left(-\frac{1}{5}, \frac{2}{5}\right)$ મળે છે.
$C(2, 2)$ અને $P\left(-\frac{1}{5}, \frac{2}{5}\right)$ માંથી પસાર થતી રેખાનું સમીકરણ $8x - 11y + 6 = 0$ છે.
વિકલ્પ $(-9, -6)$ આ સમીકરણનું સમાધાન કરે છે: $8(-9) - 11(-6) + 6 = -72 + 66 + 6 = 0$.

(B) અક્ષોને $\theta = 45^{\circ}$ ના ખૂણે ફેરવવામાં આવતા,આપણે $(x, y)$ ને $(x \cos 45^{\circ} - y \sin 45^{\circ}, x \sin 45^{\circ} + y \cos 45^{\circ})$ એટલે કે $(\frac{x-y}{\sqrt{2}}, \frac{x+y}{\sqrt{2}})$ વડે બદલીએ છીએ. આપેલ સમીકરણ $3x^2 + 3y^2 + 2xy = 2$ માં આ કિંમતો મૂકતા:
$3(\frac{x-y}{\sqrt{2}})^2 + 3(\frac{x+y}{\sqrt{2}})^2 + 2(\frac{x-y}{\sqrt{2}})(\frac{x+y}{\sqrt{2}}) = 2$
$\frac{3}{2}(x^2 + y^2 - 2xy) + \frac{3}{2}(x^2 + y^2 + 2xy) + \frac{2}{2}(x^2 - y^2) = 2$
$\frac{3}{2}(2x^2 + 2y^2) + (x^2 - y^2) = 2$
$3x^2 + 3y^2 + x^2 - y^2 = 2$
$4x^2 + 2y^2 = 2$
$2$ વડે ભાગતા,આપણને $2x^2 + y^2 = 1$ મળે છે.

(B) પ્રક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. એનિલીનનું $(CH_3CO)_2O$ અને પિરિડિન સાથે એસિટિલેશન $-NH_2$ સમૂહનું રક્ષણ કરે છે,જેથી એસિટાનિલાઈડ બને છે.
$2$. $CH_3CO_2H$ માં $Br_2$ સાથે ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન $-NHCOCH_3$ સમૂહની અવકાશી અવરોધને કારણે પેરા-સ્થાન પર થાય છે,જે $p$-બ્રોમોએસિટાનિલાઈડ આપે છે.
$3$. $NaOH(aq)$ સાથે જળવિભાજન એસિટિલ સમૂહને દૂર કરીને $p$-બ્રોમોએનિલીન પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે.
$4$. $0-5 \ ^\circ C$ તાપમાને $HNO_2$ સાથે ડાયઝોટાઈઝેશન $-NH_2$ સમૂહને ડાયઝોનિયમ ક્ષાર,$-N_2^+Cl^-$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.
$5$. $CuCl/HCl$ સાથે સેન્ડમેયર પ્રક્રિયા ડાયઝોનિયમ સમૂહને ક્લોરિન પરમાણુ દ્વારા બદલે છે,જેના પરિણામે $1$-બ્રોમો-$4$-ક્લોરોબેન્ઝીન મળે છે.

(C) જલીય $NaOH$ ની હાજરીમાં ફિનોલની $CHCl_3$ સાથેની પ્રક્રિયાને $Reimer-Tiemann$ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$CHCl_3$ એ $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ડાયક્લોરોકાર્બીન મધ્યવર્તી $(:CCl_2)$ બનાવે છે.
આ ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બીન ફિનોક્સાઇડ આયન પર ઓર્થો સ્થાન પર હુમલો કરે છે.
બનેલ મધ્યવર્તી સંયોજનનું જળવિભાજન થતા સેલિસિલલ્ડિહાઇડ ($2$-હાઇડ્રોક્સિબેન્ઝાલ્ડિહાઇડ) તેના ક્ષાર સ્વરૂપે મળે છે,જે સોડિયમ $2-$ફોર્મિલફિનોલેટ છે.

(D) પગલું $(i)$ અને $(ii)$: આલ્કલાઇન $KMnO_4$ સાથે સ્ટાયરીન $(C_6H_5CH=CH_2)$ નું ઓક્સિડેશન અને ત્યારબાદ એસિડિક વર્કઅપ $(H_3O^+)$ કરવાથી બેન્ઝોઈક એસિડ $(C_6H_5COOH)$ બને છે.
પગલું $(iii)$: બેન્ઝોઈક એસિડમાં $-COOH$ સમૂહ હોય છે,જે નિષ્ક્રિય કરનાર અને મેટા-નિર્દેશક સમૂહ છે. તેથી,$Br_2/FeBr_3$ સાથેની ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયામાં બ્રોમીન પરમાણુ મેટા સ્થાન પર જોડાશે.
અંતિમ નીપજ $m$-બ્રોમોબેન્ઝોઈક એસિડ છે.

(C) પ્રક્રિયા નીચે મુજબ આગળ વધે છે:
$1$. પ્રથમ પગલું એ પેરોક્સાઈડ,$(C_6H_5CO)_2O_2$ ની હાજરીમાં મિથાઈલીન સાયક્લોહેક્ઝેન સાથે $HBr$ નું એન્ટી-માર્કોવનીકોવ યોગશીલ છે. આનાથી (સાયક્લોહેક્ઝાઈલ મિથાઈલ) બ્રોમાઈડ,$C_6H_{11}CH_2Br$ મળે છે.
$2$. બીજું પગલું $KCN$ સાથે ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે,જ્યાં બ્રોમાઈડ આયન સાયનાઈડ સમૂહ દ્વારા બદલાય છે,જે સાયક્લોહેક્ઝાઈલ એસિટોનાઈટ્રાઈલ,$C_6H_{11}CH_2CN$ આપે છે.
$3$. ત્રીજું પગલું નાઈટ્રાઈલ સમૂહનું એસિડ-ઉદ્દીપકીય જળવિભાજન છે અને ત્યારબાદ ગરમ કરતા,તે $-CN$ સમૂહને કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ,$-COOH$ માં રૂપાંતરિત કરે છે. અંતિમ નીપજ સાયક્લોહેક્ઝાઈલ એસિટિક એસિડ,$C_6H_{11}CH_2COOH$ છે.

(A) પ્રક્રિયા નીચે મુજબ થાય છે:
$(i)$ $CH_3OH$ એ $KI$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CH_3I$ બનાવે છે.
(ii) $CH_3I$ એ સૂકા ઈથરમાં $Mg$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $CH_3MgI$ બનાવે છે.
(iii) $CH_3MgI$ એ $1$-ઈન્ડેનોન ($2,3$-ડાયહાઈડ્રો-$1H$-ઈન્ડેન-$1$-ઓન) ના કાર્બોનિલ સમૂહ પર ન્યુક્લિયોફિલિક યોગશીલ પ્રક્રિયા કરે છે.
(iv) ત્યારબાદ $H_2O$ સાથે જળવિભાજન કરવાથી $1$-મિથાઈલ-$2,3$-ડાયહાઈડ્રો-$1H$-ઈન્ડેન-$1$-ઓલ મળે છે.
$(v)$ $358 \ K$ તાપમાને $20\% H_3PO_4$ નો ઉપયોગ કરીને આલ્કોહોલનું નિર્જલીકરણ કરવાથી વધુ સ્થાયી સંયુગ્મિત આલ્કીન,$1$-મિથાઈલ-$1H$-ઈન્ડીન મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.

(C) પ્રતિક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. ટોલ્યુઈન $UV$ પ્રકાશની હાજરીમાં $Br_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝિલિક સ્થાન પર મુક્ત-મૂલક વિસ્થાપન અનુભવે છે,જે બેન્ઝાઈલ બ્રોમાઈડ $(C_6H_5CH_2Br)$ બનાવે છે.
$2$. બેન્ઝાઈલ બ્રોમાઈડ શુષ્ક ઈથરમાં $Mg$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક,બેન્ઝાઈલમેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ $(C_6H_5CH_2MgBr)$ બનાવે છે.
$3$. ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક ફોર્માલ્ડિહાઈડ $(CH_2O)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે અને ત્યારબાદ એસિડિક જળવિભાજન $(H_3O^+)$ દ્વારા $2$-ફિનાઈલઈથેનોલ $(C_6H_5CH_2CH_2OH)$ બનાવે છે.
$4$. અંતે,$2$-ફિનાઈલઈથેનોલ $PBr_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઈડ્રોક્સિલ જૂથને બ્રોમિન પરમાણુ દ્વારા બદલે છે,જે $(2$-બ્રોમોઈથાઈલ$)$બેન્ઝીન $(C_6H_5CH_2CH_2Br)$ આપે છે.

(B) પ્રક્રિયા નીચે મુજબ આગળ વધે છે:
$1$. બ્રોમોસાયક્લોહેક્સિન $Mg$ સાથે શુષ્ક ઈથરમાં પ્રક્રિયા કરીને સાયક્લોહેક્સિલમેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ (ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક) બનાવે છે.
$2$. ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $CO_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે અને ત્યારબાદ એસિડિક વર્કઅપ $(H_3O^+)$ દ્વારા સાયક્લોહેક્સિન કાર્બોક્સિલિક એસિડ બનાવે છે.
$3$. સાયક્લોહેક્સિન કાર્બોક્સિલિક એસિડ $SOCl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સાયક્લોહેક્સિન કાર્બોનિલ ક્લોરાઈડ બનાવે છે.
$4$. અંતે,સાયક્લોહેક્સિન કાર્બોનિલ ક્લોરાઈડની ડાયમિથાઈલકેડમિયમ,$(CH_3)_2Cd$ સાથેની પ્રક્રિયાથી મુખ્ય નીપજ તરીકે સાયક્લોહેક્સિલ મિથાઈલ કીટોન મળે છે. એસિડ ક્લોરાઈડમાંથી કીટોન બનાવવા માટેની આ એક પ્રમાણિત પદ્ધતિ છે.

(B) પગલું $(i)$: બેન્ઝીન નિર્જળ $FeBr_3$ ની હાજરીમાં $Br_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન દ્વારા બ્રોમોબેન્ઝીન બનાવે છે.
પગલું (ii): બ્રોમોબેન્ઝીન $CH_3Cl$ અને નિર્જળ $AlCl_3$ સાથે ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન પ્રક્રિયા આપે છે. $-Br$ સમૂહ ઓર્થો/પેરા નિર્દેશક હોવાથી,મુખ્ય નીપજ $p$-બ્રોમોટોલ્યુઈન મળે છે.
પગલું (iii): $p$-બ્રોમોટોલ્યુઈન સૂકા ઈથરમાં $Mg$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક,$p$-ટોલિલમેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ $(CH_3-C_6H_4-MgBr)$ બનાવે છે.
પગલું (iv) અને $(v)$: ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક એસિટાલડીહાઈડ $(CH_3CHO)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે અને ત્યારબાદ જળવિભાજન $(H_2O)$ દ્વારા દ્વિતીયક આલ્કોહોલ બનાવે છે. ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકનો ન્યુક્લિયોફિલિક કાર્બન એસિટાલડીહાઈડના કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે $1-(4-\text{methylphenyl})\text{ethanol}$ મળે છે.

(D) પગલું $1$: ફિનોલ ઝિંક ડસ્ટ $(Zn)$ સાથે ગરમ $(\Delta)$ કરવાથી રિડક્શન પામે છે,જેના પરિણામે બેન્ઝીન બને છે.
$C_6H_5OH Zn \xrightarrow{\Delta} C_6H_6 ZnO$
પગલું $2$: ત્યારબાદ બેન્ઝીન નિર્જળ ફેરિક ક્લોરાઈડ $(FeCl_3)$ અને ક્લોરિન $(Cl_2)$ ની હાજરીમાં ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન (ક્લોરિનેશન) પ્રક્રિયા દ્વારા ક્લોરોબેન્ઝીન બનાવે છે.
$C_6H_6 Cl_2 \xrightarrow{\text{anhyd. } FeCl_3} C_6H_5Cl HCl$
તેથી,મુખ્ય નીપજ ક્લોરોબેન્ઝીન છે.

(A) પ્રક્રિયા નીચે મુજબ આગળ વધે છે:
$(i)$ ફિનોલ $NaOH$ અને $CH_3I$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને વિલિયમસન ઈથર સંશ્લેષણ દ્વારા એનિલ (મેથોક્સિબેન્ઝીન) બનાવે છે.
(ii) એનિલ નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં પ્રોપિયોનાઈલ ક્લોરાઈડ $(CH_3CH_2COCl)$ સાથે ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ એસિલેશન પ્રક્રિયા આપે છે. $-OCH_3$ સમૂહ ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક હોવાથી અને પેરા-સ્થાન અવકાશીય રીતે ઓછું અવરોધિત હોવાથી,મુખ્ય નીપજ $p-\text{methoxypropiophenone}$ બને છે.
(iii) $NaBH_4$ સાથે કીટોન સમૂહનું રિડક્શન કરવાથી અનુરૂપ દ્વિતીયક આલ્કોહોલ,$1-(4-\text{methoxyphenyl})\text{propan}-1-\text{ol}$ મળે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) પ્રક્રિયા નીચે મુજબ આગળ વધે છે:
$(i)$ $Sn/HCl$ એ $-NO_2$ સમૂહનું $-NH_2$ સમૂહમાં રિડક્શન કરે છે,જેથી $p$-ટોલ્યુઈડિન બને છે.
(ii) $-NH_2$ સમૂહની હાજરીમાં $Br_2$ $(1 \ eq.)$ ઓર્થો-સ્થાન પર બ્રોમિનેશન કરે છે,જે $2$-બ્રોમો-$4$-મિથાઈલએનિલીન આપે છે.
(iii) $NaNO_2/HCl$ $(273-278 \ K)$ પર $-NH_2$ સમૂહને ડાયઝોનિયમ ક્ષાર $(-N_2^+Cl^-)$ માં ફેરવે છે.
(iv) $Cu_2Br_2/HBr$ (સેન્ડમેયર પ્રક્રિયા) ડાયઝોનિયમ સમૂહને $-Br$ પરમાણુ દ્વારા બદલે છે,જેના પરિણામે $1,2$-ડાયબ્રોમો-$4$-મિથાઈલબેન્ઝીન મળે છે.