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

(C) $C_2$ का आण्विक कक्षक विन्यास $\sigma 1s^2 \sigma^* 1s^2 \sigma 2s^2 \sigma^* 2s^2 \pi 2p_x^2 = \pi 2p_y^2$ है।
$C_2$ अणु में,संयोजी इलेक्ट्रॉन केवल $\pi$ आबंधी आण्विक कक्षकों में स्थित होते हैं।
अतः,$C_2$ अणु में केवल $\pi$-बंध होते हैं।

(C) शून्य ओवरलैप तब होता है जब ऑर्बिटल्स की समरूपता प्रभावी अंतःक्रिया की अनुमति नहीं देती है।
विशेष रूप से,$z$-अक्ष पर $s$-ऑर्बिटल (जो गोलाकार रूप से सममित है) और $p_x$-ऑर्बिटल का ओवरलैप शून्य नेट ओवरलैप देता है क्योंकि $p_x$-ऑर्बिटल के धनात्मक और ऋणात्मक लोब एक-दूसरे के प्रभाव को रद्द कर देते हैं।
इसी तरह,$p_x$-ऑर्बिटल और $p_y$-ऑर्बिटल के बीच का ओवरलैप भी उनके लंबवत अभिविन्यास के कारण शून्य होता है।

(A) स्थिरता आबंध कोटि (bond order) के सीधे समानुपाती होती है। आबंध कोटि की गणना इस प्रकार है:
$(i)$ $N_2^{-}$: कुल इलेक्ट्रॉन $= 15$. $B$.$O$. $= 2.5$.
$(ii)$ $C_2$: कुल इलेक्ट्रॉन $= 12$. $B$.$O$. $= 2.0$.
$(iii)$ $Ne_2$: आबंधी और प्रति-आबंधी इलेक्ट्रॉन समान हैं। $B$.$O$. $= 0$. अतः,$Ne_2$ का अस्तित्व नहीं है।
$(iv)$ $O_2^{2-}$: कुल इलेक्ट्रॉन $= 18$. $B$.$O$. $= 1.0$.
आबंध कोटि का सही क्रम: $N_2^{-} (2.5) > C_2 (2.0) > O_2^{2-} (1.0) > Ne_2 (0)$.
अतः,स्थिरता का सही क्रम $N_2^{-} > C_2 > O_2^{2-} > Ne_2$ है।

(B) पूर्णतः आयनिक बंध के लिए द्विध्रुव आघूर्ण की गणना $\mu_{calc} = q \times d$ के रूप में की जाती है।
दी गई बंध लंबाई $d = 150 \ pm = 150 \times 10^{-12} \ m$ है।
इलेक्ट्रॉन का आवेश $q = 1.6 \times 10^{-19} \ C$ है।
$\mu_{calc} = 150 \times 10^{-12} \ m \times 1.6 \times 10^{-19} \ C = 2.4 \times 10^{-29} \ C \cdot m$।
प्रतिशत आयनिक लक्षण $= \frac{\mu_{observed}}{\mu_{calc}} \times 100$ है।
दिया गया $\mu_{observed} = 1.5 \times 10^{-29} \ C \cdot m$ है।
प्रतिशत आयनिक लक्षण $= \frac{1.5 \times 10^{-29}}{2.4 \times 10^{-29}} \times 100 = 62.5\%$।
अतः, सही विकल्प $B$ है।

(B) फजान के नियम के अनुसार,एक आयनिक बंध का सहसंयोजक गुण धनायन की ध्रुवीकरण शक्ति (polarising power) पर निर्भर करता है।
छोटे धनायनों में उच्च ध्रुवीकरण शक्ति होती है,जिससे अधिक सहसंयोजक गुण प्राप्त होता है।
दिए गए समूह-$15$ के ट्राईहैलाइड्स में,केंद्रीय धातु धनायन का आकार समूह में नीचे जाने पर बढ़ता है $(N < P < Sb < Bi)$।
चूंकि $Bi^{3+}$ दिए गए विकल्पों में सबसे बड़ा धनायन है,इसलिए इसकी ध्रुवीकरण शक्ति सबसे कम है।
अतः,$BiF_3$ सबसे कम सहसंयोजक गुण प्रदर्शित करता है और प्रकृति में सबसे अधिक आयनिक है।

(D) फजान के नियमों के अनुसार,आयनिक बंध का सहसंयोजक गुण धनायन का आकार घटने और धनायन पर आवेश बढ़ने के साथ बढ़ता है।
सहसंयोजक गुण का सही क्रम $NaCl < LiCl < MgCl_2 < BeCl_2$ है।
दिए गए कथन में,$NaCl < MgCl_2 < BeCl_2 < LiCl$ क्रम गलत है क्योंकि $LiCl$ को $NaCl$ और $MgCl_2$ के बीच होना चाहिए।
इसलिए,$A$ असत्य है और $R$ सत्य है।

(B) फजान के नियम के अनुसार,आयनिक बंध का सहसंयोजक गुण ऋणायन (anion) के आकार में वृद्धि और धनायन (cation) के आकार में कमी के साथ बढ़ता है।
दिए गए यौगिकों में,$Al^{3+}$ सबसे छोटा धनायन है,जिसकी ध्रुवीकरण शक्ति (polarizing power) सबसे अधिक है।
ऋणायनों ($Cl^{-}$ और $I^{-}$) में,आयोडाइड आयन $(I^{-})$ क्लोराइड आयन $(Cl^{-})$ से बड़ा है।
इसलिए,$AlI_3$ में धनायन द्वारा ऋणायन के इलेक्ट्रॉन क्लाउड का अधिकतम ध्रुवीकरण होता है,जिसके परिणामस्वरूप सबसे अधिक सहसंयोजक गुण प्राप्त होता है।

(C) धातु ऑक्साइड सामान्यतः प्रकृति में क्षारीय होते हैं।
$Na_2O$,$MgO$,और $CaO$ क्षारीय ऑक्साइड हैं।
$As_2O_3$ और $ZnO$ उभयधर्मी (amphoteric) प्रकृति के होते हैं।
$Mn_2O_3$ क्षारीय है,जबकि $N_2O$ और $N_2O_5$ अम्लीय ऑक्साइड हैं।
अतः,कुल $3$ क्षारीय ऑक्साइड हैं।

(D) समूह-$2$ के तत्व क्षारीय मृदा धातुएं हैं और समूह-$17$ के तत्व हैलोजन (अधातुएं) हैं।
जब कोई धातु किसी अधातु के साथ अभिक्रिया करती है,तो धातु से अधातु में इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण होता है,जिसके परिणामस्वरूप आयनिक बंध का निर्माण होता है।
आयनिक यौगिक आमतौर पर आयनों के बीच मजबूत स्थिर वैद्युत आकर्षण बलों के कारण कमरे के तापमान पर क्रिस्टलीय ठोस के रूप में मौजूद होते हैं।
इसलिए,बनने वाला यौगिक एक क्रिस्टलीय ठोस होने की संभावना है।

(A) अणु का परिणामी द्विध्रुव आघूर्ण $(\mu)$ उसकी सममिति और उसके बंधों की ध्रुवीयता पर निर्भर करता है।
पैरा-प्रतिस्थापित बेंजीन व्युत्पन्न के लिए,यदि दो प्रतिस्थापी समान हैं,तो दो $C-X$ बंधों के द्विध्रुव आघूर्ण परिमाण में समान और दिशा में विपरीत होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप शुद्ध द्विध्रुव आघूर्ण $\mu = 0$ होता है।
$(i)$ $1,4-\text{डाइक्लोरोबेंजीन}$: दो $C-Cl$ बंध द्विध्रुव एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं,इसलिए $\mu = 0$ है।
(ii) $1,4-\text{डाइसाइनोबेंजीन}$: दो $C-CN$ बंध द्विध्रुव एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं,इसलिए $\mu = 0$ है।
(iii) $1,4-\text{डाइहाइड्रॉक्सीबेंजीन}$ (हाइड्रोक्विनोन): $-OH$ समूहों के मुक्त घूर्णन के कारण,अणु ऐसे विन्यास अपना सकते हैं जहाँ बंध द्विध्रुव एक-दूसरे को निरस्त नहीं करते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $\mu \neq 0$ होता है।
(iv) $1,4-\text{डाइमरकैप्टोबेंजीन}$: हाइड्रोक्विनोन की तरह,$-SH$ समूह घूम सकते हैं,जिससे परिणामी द्विध्रुव आघूर्ण शून्य नहीं होता है,$\mu \neq 0$ है।
अतः,अणुओं $(iii)$ और $(iv)$ के लिए परिणामी द्विध्रुव आघूर्ण $\mu \neq 0$ है।

(D) . द्विध्रुव आघूर्ण $(\mu)$ केंद्रीय परमाणु $(N)$ और आसपास के परमाणुओं के बीच विद्युत ऋणात्मकता के अंतर,साथ ही बंध द्विध्रुव और एकाकी युग्म (lone pair) द्विध्रुव की दिशा पर निर्भर करता है।
$NH_3$ में,$N-H$ बंधों के द्विध्रुव और एकाकी युग्म द्विध्रुव एक ही दिशा में होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप एक बड़ा शुद्ध द्विध्रुव आघूर्ण $(\mu = 1.46 \ D)$ प्राप्त होता है।
$NF_3$ में,$F$ की विद्युत ऋणात्मकता $N$ से अधिक होती है,इसलिए बंध द्विध्रुव नाइट्रोजन परमाणु से दूर इंगित करते हैं,जो एकाकी युग्म द्विध्रुव की दिशा का विरोध करते हैं,जिसके परिणामस्वरूप एक छोटा शुद्ध द्विध्रुव आघूर्ण $(\mu = 0.24 \ D)$ प्राप्त होता है।
$NCl_3$ और $NBr_3$ में भी $NH_3$ की तुलना में कम द्विध्रुव आघूर्ण होते हैं क्योंकि विद्युत ऋणात्मकता का अंतर कम होता है और अणुओं की ज्यामिति भिन्न होती है।
इसलिए,$NH_3$ का द्विध्रुव आघूर्ण अधिकतम है।

(B) द्विध्रुव आघूर्ण $(\mu)$ एक सदिश राशि है जो बंधों की ध्रुवीयता और अणु की ज्यामिति पर निर्भर करती है।
$CO_2$ और $N_2O$ रैखिक अणु हैं जिनमें सममित आवेश वितरण होता है,जिसके परिणामस्वरूप शुद्ध द्विध्रुव आघूर्ण $\mu = 0 \ D$ होता है।
$NH_3$ की ज्यामिति त्रिकोणीय पिरामिडीय है जिसमें नाइट्रोजन परमाणु पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) होता है। $N-H$ बंधों के द्विध्रुव आघूर्ण और एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म एक-दूसरे को प्रबलित करते हैं,जिससे इसका द्विध्रुव आघूर्ण लगभग $1.47 \ D$ हो जाता है।
$SO_2$ में सल्फर परमाणु पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म की उपस्थिति के कारण इसकी ज्यामिति मुड़ी हुई ($V$-आकार की) होती है। $S=O$ बंधों के द्विध्रुव एक-दूसरे को निरस्त नहीं करते हैं,जिसके परिणामस्वरूप लगभग $1.63 \ D$ का शुद्ध द्विध्रुव आघूर्ण प्राप्त होता है।
मानों की तुलना करने पर,दिए गए विकल्पों में $SO_2$ का द्विध्रुव आघूर्ण सबसे अधिक है।

(A) एक अणु में स्थायी द्विध्रुव आघूर्ण होता है यदि उसका कुल द्विध्रुव आघूर्ण $\mu_{net} \neq 0$ हो।
$(i)$ $CH_2Cl_2$ (डाइक्लोरोमीथेन) की ज्यामिति चतुष्फलकीय होती है जहाँ बंध द्विध्रुव एक-दूसरे को निरस्त नहीं करते हैं,इसलिए $\mu_{net} \neq 0$ है।
$(ii)$ $trans-1,2-dichloroethene$ एक सममित अणु है जहाँ बंध द्विध्रुव एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं,इसलिए $\mu_{net} = 0$ है।
$(iii)$ $CCl_4$ (कार्बन टेट्राक्लोराइड) एक अत्यधिक सममित चतुष्फलकीय अणु है जहाँ चारों $C-Cl$ बंध द्विध्रुव एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं,इसलिए $\mu_{net} = 0$ है।
$(iv)$ $Br-C \equiv C-Br$ ($1$,$2$-डाइब्रोमोइथाइन) एक रेखीय,सममित अणु है जहाँ बंध द्विध्रुव एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं,इसलिए $\mu_{net} = 0$ है।
अतः,केवल यौगिक $(i)$ में स्थायी द्विध्रुव आघूर्ण है।

(A) द्विध्रुव आघूर्ण केंद्रीय परमाणु और आसपास के परमाणुओं के बीच विद्युत ऋणात्मकता के अंतर और आणविक ज्यामिति पर निर्भर करता है।
$NH_3$ में,$N$ और $H$ के बीच विद्युत ऋणात्मकता का अंतर महत्वपूर्ण है। तीन $N-H$ बंधों और $N$ पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) का द्विध्रुव आघूर्ण एक ही दिशा में होता है,जिससे कुल द्विध्रुव आघूर्ण अधिक $(1.47 \ D)$ प्राप्त होता है।
$NCl_3$ में,$N$ $(3.04)$ और $Cl$ $(3.16)$ की विद्युत ऋणात्मकता लगभग समान है। तीन $N-Cl$ बंधों का द्विध्रुव आघूर्ण एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म की विपरीत दिशा में होता है,जिससे कुल द्विध्रुव आघूर्ण कम $(0.6 \ D)$ हो जाता है।
$CS_2$ की ज्यामिति रैखिक $(S=C=S)$ है,इसलिए यह एक अध्रुवीय अणु है और इसका कुल द्विध्रुव आघूर्ण $0 \ D$ है।
$C_2H_6$ (एथेन) एक अध्रुवीय हाइड्रोकार्बन है जिसका कुल द्विध्रुव आघूर्ण $0 \ D$ है।
अतः,दिए गए विकल्पों में से $NH_3$ का द्विध्रुव आघूर्ण अधिकतम है।

(A) हाइड्रोजन बंधन की शक्ति परमाणु की विद्युत ऋणात्मकता और प्रति अणु बनने वाले हाइड्रोजन बंधों की संख्या पर निर्भर करती है।
$H_2O_2$ में दो हाइड्रोजन परमाणु और ऑक्सीजन परमाणुओं पर दो एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होते हैं,जो हाइड्रोजन बंधन का एक व्यापक नेटवर्क बनाने की अनुमति देते हैं।
$H_2O$ भी मजबूत हाइड्रोजन बंधन बनाता है,लेकिन $H_2O_2$ अपनी संरचना के कारण अंतर-आणविक हाइड्रोजन बंधन की उच्च सीमा प्रदर्शित करता है।
$HF$ मजबूत हाइड्रोजन बंधन बनाता है लेकिन यह दाता/स्वीकर्ता साइटों की संख्या से सीमित है।
$H_2S$ महत्वपूर्ण हाइड्रोजन बंधन नहीं बनाता है क्योंकि सल्फर की विद्युत ऋणात्मकता कम होती है।
अतः,सही क्रम $H_2O_2 > H_2O > HF > H_2S$ है।

(A) $H_2SO_4$ के अणु अंतर-आणविक हाइड्रोजन बॉन्डिंग प्रदर्शित करते हैं,जिसके कारण अणुओं के बीच मजबूत आकर्षण होता है। यह क्वथनांक को बढ़ाता है और अम्ल को कम वाष्पशील बनाता है।

(C) मेथनॉल $(CH_3OH)$ में,अंतर-आणविक हाइड्रोजन बंधन मौजूद होता है। जब एक हाइड्रोजन परमाणु सीधे नाइट्रोजन,ऑक्सीजन या फ्लोरीन जैसे अत्यधिक विद्युत-ऋणात्मक परमाणु से जुड़ा होता है,तो यह अंतर-आणविक या अंतः-आणविक हाइड्रोजन बंध बनाता है। इसलिए,द्रव $CH_3OH$ को वाष्प में बदलने के लिए मेथनॉल अणुओं के बीच के अंतर-आणविक हाइड्रोजन बंधन को तोड़ना आवश्यक है।

(D) साम्यावस्था स्थिरांक $K_{p}$ और $K_{c}$ के बीच का संबंध निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है:
$K_{p} = K_{c}(RT)^{\Delta n_{g}}$
जहाँ $\Delta n_{g}$ गैसीय उत्पादों और गैसीय अभिकारकों के स्टोइकोमेट्रिक गुणांकों के योग के बीच का अंतर है।
अभिक्रिया $2A_{(g)} \rightleftharpoons B_{(g)} + C_{(g)}$ के लिए,गैसीय मोलों की संख्या में परिवर्तन:
$\Delta n_{g} = (1 + 1) - 2 = 0$
सूत्र में $\Delta n_{g} = 0$ रखने पर:
$K_{p} = K_{c}(RT)^{0}$
चूंकि $(RT)^{0} = 1$,इसलिए:
$K_{p} = K_{c}$

(C) अभिक्रिया $NO_{(g)} + \frac{1}{2} O_{2(g)} \rightleftharpoons NO_{2(g)}$ है।
सबसे पहले,अभिक्रिया का मानक एन्थैल्पी परिवर्तन ज्ञात करें: $\Delta_{r} H^{\circ} = \Delta_{f} H^{\circ}(NO_2) - \Delta_{f} H^{\circ}(NO) = 32.48 - 90.4 = -57.92 \ kJ \cdot mol^{-1} = -57920 \ J \cdot mol^{-1}$.
इसके बाद,मानक गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन ज्ञात करें: $\Delta G^{\circ} = \Delta H^{\circ} - T \Delta S^{\circ} = -57920 - (298 \times -70.8) = -36821.6 \ J \cdot mol^{-1}$.
अंत में,$\Delta G^{\circ} = -2.303 RT \log K$ सूत्र का उपयोग करने पर,$\log K \approx 6.45$,अतः $K \approx 3.162 \times 10^6$।

(B) दी गई अभिक्रिया $2 X_{(g)} + Y_{(g)} \rightleftharpoons 3 Z_{(g)}$ है।
साम्य स्थिरांक $(k)$ को उत्पादों की सांद्रता के गुणनफल और अभिकारकों की सांद्रता के गुणनफल के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है,जहाँ प्रत्येक को उनके रससमीकरणमितीय गुणांकों की घात के रूप में उठाया जाता है।
अभिक्रिया $aA + bB \rightleftharpoons cC + dD$ के लिए,साम्य स्थिरांक $k = \frac{[C]^c [D]^d}{[A]^a [B]^b}$ होता है।
दी गई अभिक्रिया के लिए,हमें $k = \frac{[Z]^3}{[X]^2 [Y]}$ प्राप्त होता है।

(B) माना $A$ की प्रारंभिक सांद्रता $a$ है और $B$ की $1.5a$ है।
साम्यावस्था पर,माना $D$ की सांद्रता $x$ है।
अभिक्रिया $A + 2B \rightleftharpoons 2C + D$ के स्टोइकोमेट्री के अनुसार,साम्य सांद्रताएँ हैं:
$[A] = a - x$
$[B] = 1.5a - 2x$
$[C] = 2x$
$[D] = x$
दिया गया है कि साम्यावस्था पर $[A] = [C]$:
$a - x = 2x \implies a = 3x \implies x = a/3$.
$x = a/3$ को साम्य सांद्रताओं में रखने पर:
$[A] = a - a/3 = 2a/3$
$[B] = 1.5a - 2(a/3) = 5a/6$
$[C] = 2(a/3) = 2a/3$
$[D] = a/3$
अब,$K_C$ की गणना करने पर:
$K_C = \frac{[C]^2 [D]}{[A] [B]^2} = \frac{(2a/3)^2 \times (a/3)}{(2a/3) \times (5a/6)^2} = 0.32$.
दिए गए विकल्प के अनुसार,$K_C = 0.3$।

(C) अभिक्रिया $A + B \rightleftharpoons C + D$ के लिए,साम्य स्थिरांक का व्यंजक $K_C = \frac{[C][D]}{[A][B]}$ है।
दिया गया है कि $K_C = 10$,इसलिए $10 = \frac{[C][D]}{[A][B]}$।
समीकरण को $[A][B]$ के लिए व्यवस्थित करने पर,हमें $[A][B] = \frac{1}{10}[C][D]$ प्राप्त होता है।
अतः,$[A][B] = 0.1[C][D]$।

(A) अभिक्रिया $\frac{1}{2} C_{(g)} \rightleftharpoons \frac{1}{2} A_{(g)} + \frac{1}{2} B_{(g)}$ के लिए,$K_{p1} = 0.25$ दिया गया है।
लक्ष्य अभिक्रिया $A_{(g)} + B_{(g)} \rightleftharpoons C_{(g)}$ के लिए,मान लीजिए साम्य स्थिरांक $K_{p2}$ है।
सबसे पहले,दी गई अभिक्रिया को उल्टा करें: $\frac{1}{2} A_{(g)} + \frac{1}{2} B_{(g)} \rightleftharpoons \frac{1}{2} C_{(g)}$। नया स्थिरांक $K'_{p} = \frac{1}{K_{p1}} = \frac{1}{0.25} = 4$ होगा।
इसके बाद,लक्ष्य अभिक्रिया प्राप्त करने के लिए स्टोइकोमेट्री को $2$ से गुणा करें: $A_{(g)} + B_{(g)} \rightleftharpoons C_{(g)}$। अतः,$K_{p2} = (K'_{p})^2 = (4)^2 = 16$ होगा।
इस प्रकार,अभिक्रिया के लिए $K_p$ का मान $16$ है।

(B) दी गई अभिक्रिया $SO_{2(g)} + 1/2 O_{2(g)} \rightleftharpoons SO_{3(g)}$ है।
इस अभिक्रिया में,गैसीय उत्पादों के मोलों की संख्या $1$ है और गैसीय अभिकारकों के मोलों की संख्या $1 + 0.5 = 1.5$ है।
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,दाब बढ़ाने पर साम्यावस्था उस दिशा में विस्थापित होती है जहाँ गैस के मोलों की संख्या कम होती है।
चूँकि उत्पाद की ओर मोलों की संख्या कम है $(1 < 1.5)$,इसलिए दाब बढ़ाने पर $SO_3$ की लब्धि बढ़ेगी।
ग्राफ से,दिए गए तापमान के लिए,लब्धि का क्रम $P_3 > P_2 > P_1$ है।
अतः,सही संबंध $P_3 > P_2 > P_1$ है,जो $P_1 < P_2 < P_3$ के बराबर है।

(B) $Le-Chatelier$ का सिद्धांत ठोस-ठोस साम्यावस्था के लिए लागू नहीं होता है क्योंकि शुद्ध ठोस और तरल पदार्थों की सक्रियता $1$ मानी जाती है।
शुद्ध ठोस और तरल पदार्थों को साम्य स्थिरांक व्यंजक से बाहर रखा जाता है।
इसका कारण यह है कि वे साम्यावस्था में अभिकारकों या उत्पादों की सांद्रता को प्रभावित नहीं करते हैं।
इसलिए,साम्यावस्था पर किसी निकाय से शुद्ध ठोस को जोड़ने या हटाने का साम्यावस्था की स्थिति पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।
दिए गए विकल्पों में,अभिक्रिया $Fe_{(s)} + S_{(s)} \rightleftharpoons FeS_{(s)}$ में केवल ठोस अवस्थाएं शामिल हैं,इसलिए यह सिद्धांत वहां लागू नहीं होता है।

(C) ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,$H_{2(g)}$ (एक अभिकारक) को जोड़ने से साम्यावस्था अग्र दिशा में स्थानांतरित हो जाती है ताकि अतिरिक्त $H_{2(g)}$ का उपभोग हो सके।
चूंकि अग्र अभिक्रिया $N_{2(g)} + 3H_{2(g)} \rightleftharpoons 2NH_{3(g)}$ ऊष्माक्षेपी (ऊष्मा मुक्त करती है) है,इसलिए अग्र दिशा में स्थानांतरण के परिणामस्वरूप अतिरिक्त ऊष्मा मुक्त होती है।
चूंकि पात्र बंद है और आयतन स्थिर है,इसलिए यह मुक्त ऊष्मा तंत्र के तापमान को बढ़ा देती है।

(C) अभिक्रिया $N_{2(g)} + 3H_{2(g)} \longrightarrow 2NH_{3(g)}$ के लिए,दर व्यंजक इस प्रकार है: $\text{Rate} = -\frac{d[N_2]}{dt} = -\frac{1}{3} \frac{d[H_2]}{dt} = \frac{1}{2} \frac{d[NH_3]}{dt}$.
दिया गया है कि $-\frac{d[N_2]}{dt} = 0.02 \ mol \ L^{-1} \ s^{-1}$.
पदों की तुलना करने पर: $-\frac{d[N_2]}{dt} = -\frac{1}{3} \frac{d[H_2]}{dt}$.
अतः,$-\frac{d[H_2]}{dt} = 3 \times (-\frac{d[N_2]}{dt}) = 3 \times 0.02 \ mol \ L^{-1} \ s^{-1} = 0.06 \ mol \ L^{-1} \ s^{-1}$.

(D) अभिक्रिया $N_{2(g)} + 3H_{2(g)} \longrightarrow 2NH_{3(g)}$ के लिए,अभिक्रिया की दर को इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:
दर $= -\frac{d[N_2]}{dt} = -\frac{1}{3} \frac{d[H_2]}{dt} = \frac{1}{2} \frac{d[NH_3]}{dt}$.
$NH_3$ और $H_2$ के पदों की तुलना करने पर:
$-\frac{1}{3} \frac{d[H_2]}{dt} = \frac{1}{2} \frac{d[NH_3]}{dt}$.
दोनों पक्षों को $6$ से गुणा करने पर,हमें प्राप्त होता है:
$-2 \frac{d[H_2]}{dt} = 3 \frac{d[NH_3]}{dt}$.
अतः,$3 \frac{d[NH_3]}{dt} = -2 \frac{d[H_2]}{dt}$.

(D) सही उत्तर $D$ है।
अभिक्रिया की आण्विकता को एक प्रारंभिक अभिक्रिया में भाग लेने वाली उन अभिक्रियाशील प्रजातियों (परमाणुओं,आयनों या अणुओं) की संख्या के रूप में परिभाषित किया जाता है,जिन्हें रासायनिक अभिक्रिया करने के लिए टकराना आवश्यक है।
यह एक सैद्धांतिक अवधारणा है जिसे प्रारंभिक चरण के संतुलित रासायनिक समीकरण की जांच करके निर्धारित किया जाता है।
इसके विपरीत,अभिक्रिया की कोटि एक प्रयोगात्मक मात्रा है।

(A) ऑक्साइड की अम्लीय प्रकृति केंद्रीय परमाणु की विद्युत ऋणात्मकता पर निर्भर करती है। उच्च विद्युत ऋणात्मकता अधिक अम्लीय ऑक्साइड की ओर ले जाती है।
जैसे-जैसे हम आवर्त में बाएं से दाएं जाते हैं,विद्युत ऋणात्मकता बढ़ती है,इसलिए ऑक्साइड की अम्लीय प्रकृति बढ़ती है।
जैसे-जैसे हम समूह में ऊपर से नीचे जाते हैं,परमाणु आकार में वृद्धि के कारण विद्युत ऋणात्मकता घटती है,इसलिए ऑक्साइड की अम्लीय प्रकृति घटती है।
अतः,ऑक्साइड की अम्लीय प्रकृति बाएं से दाएं बढ़ती है और ऊपर से नीचे घटती है।

(B) इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी (ऋण चिह्न के साथ) उस ऊर्जा को दर्शाती है जो एक उदासीन गैसीय परमाणु में इलेक्ट्रॉन जोड़ने पर मुक्त होती है।
दिए गए तत्वों के लिए,सामान्य प्रवृत्ति परमाणु आकार और इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षण से प्रभावित होती है।
$1.$ हैलोजन में,$Cl$ की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी $F$ से अधिक (अधिक ऋणात्मक) होती है क्योंकि $F$ का छोटा आकार अंतर-इलेक्ट्रॉनिक प्रतिकर्षण को बढ़ाता है।
$2.$ समूह $15$ के तत्वों में,$P$ का आकार $N$ से बड़ा और इलेक्ट्रॉन घनत्व कम होने के कारण $P$ की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी $N$ से अधिक होती है।
$3.$ समूहों की तुलना करने पर,$N$ का आकार बहुत छोटा और इलेक्ट्रॉन घनत्व अधिक होने के कारण इसका मान सबसे कम होता है,जबकि $Cl$ का मान सबसे अधिक होता है।
अतः,सही क्रम $N < P < F < Cl$ है।

(A) मुलिकन पैमाने के अनुसार,किसी तत्व की विद्युत ऋणात्मकता $(\chi)$ उसके आयनन विभव $(IP)$ और इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी $(EA)$ का औसत होती है:
$\chi = \frac{IP + EA}{2}$
यहाँ $IP = 13 \ eV$ और $EA = 4 \ eV$ दिया गया है।
मान रखने पर:
$\chi = \frac{13 + 4}{2} = \frac{17}{2} = 8.5 \ eV$.

(C) नाइट्रोजन $(N)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^2 2s^2 2p^3$ है और ऑक्सीजन $(O)$ का $1s^2 2s^2 2p^4$ है।
कथन-$1$: नाइट्रोजन में अर्ध-पूरित $2p$ उपकोश होता है,जो इसे बहुत स्थिर बनाता है। नाइट्रोजन में इलेक्ट्रॉन जोड़ने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है,जबकि ऑक्सीजन में इलेक्ट्रॉन जोड़ने पर ऊर्जा निकलती है। अतः,नाइट्रोजन की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी ऑक्सीजन से कम होती है। कथन-$1$ सही है।
कथन-$2$: नाइट्रोजन का अर्ध-पूरित $2p^3$ विन्यास स्थिर है,जिससे ऑक्सीजन $(2p^4)$ की तुलना में नाइट्रोजन से इलेक्ट्रॉन निकालना कठिन होता है। इसलिए,नाइट्रोजन की आयनन एन्थैल्पी ऑक्सीजन से अधिक होती है,जिसका अर्थ है कि ऑक्सीजन की आयनन एन्थैल्पी नाइट्रोजन से कम है। कथन-$2$ सही है।

(A) समूह में ऊपर से नीचे जाने पर परमाणु का आकार बढ़ता है और आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर घटता है।
समूह $14$ $(C, Si, Ge, Sn, Pb)$ में नीचे जाने पर परमाणु का आकार बढ़ता है।
छोटा परमाणु आकार कक्षकों के मजबूत अतिव्यापन (overlapping) की ओर ले जाता है,जिसके परिणामस्वरूप मजबूत बंध बनता है।
इसलिए,दिए गए तत्वों में $C$ (कार्बन) का परमाणु आकार सबसे छोटा है और इसकी बंध ऊर्जा सबसे अधिक है।

(D) पारा एकमात्र ऐसी धातु है जो कमरे के तापमान पर तरल अवस्था में रहती है। यह कथन सही है।
$(b)$ अधातुओं में,कार्बन (हीरे के रूप में) का गलनांक सबसे अधिक होता है। यह कथन सही है।
$(c)$ हाइड्रोजन ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला तत्व है,जो लगभग $75 \%$ है। यह कथन सही है।
$(d)$ ऑक्सीजन पृथ्वी की पपड़ी में सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला तत्व है,जो लगभग $46.6 \%$ है। यह कथन सही है।
अतः,दिए गए चारों कथन सही हैं।

(D) मैग्नीशियम $(Mg)$ का परमाणु क्रमांक $12$ है और इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ne] 3s^2$ है। चूंकि $3s$ कक्षक पूरी तरह से भरा हुआ है,यह अधिक स्थिर है और इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
एल्युमीनियम $(Al)$ का परमाणु क्रमांक $13$ है और इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ne] 3s^2 3p^1$ है। इलेक्ट्रॉन $3p$ कक्षक से निकाला जाता है,जिसे पूरी तरह से भरे हुए $3s$ कक्षक की तुलना में निकालना आसान होता है।
इसलिए,मैग्नीशियम की प्रथम आयनन एन्थैल्पी $(737.7 \ kJ \cdot mol^{-1})$ एल्युमीनियम $(577.5 \ kJ \cdot mol^{-1})$ से अधिक होती है।

(A) आवर्त सारणी में बाएं से दाएं जाने पर विद्युत ऋणात्मकता बढ़ती है और समूह में ऊपर से नीचे जाने पर घटती है।
$Si$,$P$,$C$,और $N$ तत्वों के लिए:
$1$. दूसरे आवर्त में,क्रम $C < N$ है।
$2$. तीसरे आवर्त में,क्रम $Si < P$ है।
$3$. समूहों की तुलना करने पर,$C > Si$ और $N > P$ है।
अतः,विद्युत ऋणात्मकता के बढ़ने का सही क्रम $Si < P < C < N$ है।

(C) $Be$ $(1s^2 2s^2)$ की प्रथम $IE$,$B$ $(1s^2 2s^2 2p^1)$ से अधिक होती है क्योंकि $Be$ में एक स्थिर,पूर्णतः भरा हुआ $2s$ उपकोश होता है,जिससे इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
बहु-इलेक्ट्रॉन परमाणुओं में,नाभिक के प्रति बेहतर भेदन के कारण $2s$ कक्षक की ऊर्जा $2p$ कक्षक से कम होती है।
अतः,कथन $(A)$ सत्य है,लेकिन कारण $(R)$ असत्य है।

(B) $K$ का परमाणु क्रमांक $19$ है और इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 4s^1$ है।
$K \longrightarrow K^{+} + e^{-}$ के लिए,प्रथम आयनन एन्थैल्पी $\Delta_i H_1 = 419 \ kJ \ mol^{-1}$ कम है क्योंकि $K$ एक स्थिर अक्रिय गैस विन्यास प्राप्त करने के लिए अपने संयोजी इलेक्ट्रॉन को आसानी से खो देता है।
$K^{+} \longrightarrow K^{2+} + e^{-}$ के लिए,दूसरी आयनन एन्थैल्पी $\Delta_i H_2 = 3051 \ kJ \ mol^{-1}$ बहुत अधिक है क्योंकि इलेक्ट्रॉन को एक स्थिर,पूर्ण-भरे अक्रिय गैस कोर (आर्गन विन्यास) से निकाला जा रहा है।
पोटेशियम एक क्षार धातु है जिसकी इलेक्ट्रॉन बंधुता कम होती है,जिसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी $\Delta_{eg} H = -48 \ kJ \ mol^{-1}$ कम ऋणात्मक होती है।
अतः,दिए गए मान $K$ के लिए हैं।

(B) आइसोइलेक्ट्रॉनिक प्रजातियों के लिए,आयन पर जितना अधिक ऋणात्मक आवेश होता है,आयन का आकार उतना ही बड़ा होता है।
$P^{3-}, S^{2-}$ और $Cl^{-}$ की तुलना करने पर,$P^{3-}$ आयन का आकार सबसे बड़ा है।
अतः,कथन $(B)$ गलत है।

(A) इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी सामान्यतः परमाणु आकार घटने के साथ बढ़ती है।
आवर्त सारणी में बाएं से दाएं जाने पर,परमाणु आकार घटता है और फ्लोरीन के लिए इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी बढ़ती है।
ऑक्सीजन के मामले में,इसके छोटे आकार और कॉम्पैक्ट प्रकृति के कारण,आने वाले इलेक्ट्रॉन को आसानी से समायोजित नहीं किया जा सकता है,जिसके परिणामस्वरूप सल्फर की तुलना में कम इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी प्राप्त होती है।
अतः,इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी का सही क्रम $F > S > O > N$ है।

(D) क्रमिक आयनन ऊर्जाएँ इस प्रकार दी गई हैं: $IE_1 = 165 \ kcal$,$IE_2 = 190 \ kcal$,$IE_3 = 550 \ kcal$,और $IE_4 = 595 \ kcal$।
दूसरी $(IE_2)$ और तीसरी $(IE_3)$ आयनन ऊर्जा के बीच एक बड़ा उछाल ($190 \ kcal$ से $550 \ kcal$) है।
यह महत्वपूर्ण वृद्धि दर्शाती है कि पहले दो इलेक्ट्रॉन संयोजी कोश से हटाए जाते हैं और तीसरा इलेक्ट्रॉन एक अधिक स्थिर,आंतरिक कोश से हटाया जाता है।
इसलिए,तत्व $A$ में $2$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं।
दिए गए विकल्पों में से,$[Ne] 3s^2$ विन्यास $2$ संयोजी इलेक्ट्रॉन वाले तत्व के अनुरूप है।

(D) किसी विशेष तत्व के लिए,ऋणायन,उदासीन परमाणु और धनायन के आकार का क्रम $\text{ऋणायन} > \text{उदासीन परमाणु} > \text{धनायन}$ होता है।
धनायन का आकार सबसे छोटा होता है क्योंकि इसका प्रभावी नाभिकीय आवेश $(Z_{eff})$ अधिक होता है।
ऋणायन का आकार सबसे बड़ा होता है क्योंकि इलेक्ट्रॉनों के जुड़ने से इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षण बढ़ जाता है,जिससे आयनिक त्रिज्या बढ़ जाती है।
अतः,सही क्रम $I^{-} > I > I^{+}$ है।

(C) $He$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^2$ है और $Be$ का $1s^2 2s^2$ है।
दोनों का विन्यास $ns^2$ है,लेकिन हीलियम एक उत्कृष्ट गैस है और रासायनिक रूप से अक्रिय है क्योंकि इसकी संयोजी कोश $(1s)$ पूर्णतः भरी हुई है।
बेरिलियम एक क्षारीय मृदा धातु है और अभिक्रियाशील है।
अतः,$(A)$ सही है लेकिन $(R)$ गलत है।

(D) दिए गए विकल्पों में गलत क्रम का विश्लेषण करते हैं:
$A$. $Al_2O_3$ (उभयधर्मी) < $MgO$ (क्षारीय) < $Na_2O$ (प्रबल क्षारीय) < $K_2O$ (अधिक प्रबल क्षारीय)। यह क्रम सही है।
$B$. समूह में नीचे जाने पर अम्लीयता बढ़ती है क्योंकि बंध वियोजन ऊर्जा घटती है। अतः,$NH_3 < PH_3 < AsH_3$ अम्लीयता का सही क्रम है।
$C$. नई कोश जुड़ने के कारण समूह में नीचे जाने पर आयनिक त्रिज्या बढ़ती है। अतः,$Li^{+} < Na^{+} < K^{+} < Cs^{+}$ सही क्रम है।
$D$. प्रथम आयनन एन्थैल्पी सामान्यतः आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर बढ़ती है। हालाँकि,$Be$ $(2s^2)$ की आयनन एन्थैल्पी $B$ $(2s^2 2p^1)$ से अधिक होती है क्योंकि $s$-कक्षक पूर्णतः भरा होने के कारण अधिक स्थायी है। सही क्रम $Li < B < Be < C$ है। अतः,$Li < Be < B < C$ क्रम गलत है।

(D) प्रभावी नाभिकीय आवेश $(Z_{eff})$ एक आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर बढ़ता है क्योंकि परमाणु क्रमांक बढ़ता है जबकि परिरक्षण प्रभाव अपेक्षाकृत स्थिर रहता है।
दिए गए तत्वों ($Li$,$Be$,$O$,$F$) में से,सभी दूसरे आवर्त के हैं।
फ्लोरीन $(F)$ का परमाणु क्रमांक $(Z = 9)$ सबसे अधिक है,जिसके परिणामस्वरूप नाभिक और संयोजी इलेक्ट्रॉनों के बीच सबसे मजबूत आकर्षण होता है,जिससे इसका प्रभावी नाभिकीय आवेश अधिकतम हो जाता है।

(B) आयनिक त्रिज्या प्रभावी नाभिकीय आवेश और कोशों की संख्या पर निर्भर करती है।
समान संख्या में इलेक्ट्रॉन वाली प्रजातियों (आइसोइलेक्ट्रॉनिक श्रेणी) के लिए,जैसे-जैसे परमाणु क्रमांक बढ़ता है,आयनिक त्रिज्या घटती है क्योंकि प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ता है।
$S^{2-}$ $(18 \ e^-)$ और $K^+$ $(18 \ e^-)$ की तुलना करने पर: चूंकि $S^{2-}$ का परमाणु क्रमांक $(Z=16)$ $K^+$ $(Z=19)$ से कम है,इसलिए $S^{2-}$ की आयनिक त्रिज्या बड़ी होती है।
संक्रमण धातु आयनों $Sc^{3+}$,$V^{5+}$,और $Mn^{7+}$ के लिए,जैसे-जैसे ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ती है,प्रभावी नाभिकीय आवेश में वृद्धि के कारण आयनिक त्रिज्या घटती है।
अतः,सही क्रम $S^{2-} > K^{+} > Sc^{3+} > V^{5+} > Mn^{7+}$ है।

(D) गैसीय अवस्था में $O^{2-}$ के निर्माण की प्रक्रिया प्रतिकूल है,भले ही $O^{2-}$ नियॉन के साथ आइसोइलेक्ट्रॉनिक है।
इसका कारण यह है कि आने वाले इलेक्ट्रॉन और $O^{-}$ पर मौजूद ऋणात्मक आवेश के बीच इलेक्ट्रॉनिक प्रतिकर्षण,उत्कृष्ट गैस विन्यास प्राप्त करने से प्राप्त स्थिरता से अधिक होता है।
ऑक्सीजन परमाणु से ऑक्साइड आयन $O^{2-}_{(g)}$ के निर्माण के लिए पहले एक ऊष्माक्षेपी और फिर एक ऊष्माशोषी चरण की आवश्यकता होती है।
$O_{(g)} + e^{-} \longrightarrow O^{-}_{(g)} ; \Delta H^{\ominus} = -141 \ kJ \ mol^{-1}$
$O^{-}_{(g)} + e^{-} \longrightarrow O^{2-}_{(g)} ; \Delta H^{\ominus} = +760 \ kJ \ mol^{-1}$
जब $O^{-}$ आयन में एक इलेक्ट्रॉन जोड़ा जाता है,तो दो ऋणात्मक आवेशों के बीच मजबूत इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण होता है; इस कारण से,ऑक्सीजन की दूसरी इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी धनात्मक होती है।

(D) गैल्वेनोमीटर को एमीटर में बदलने के लिए,समानांतर क्रम में एक बहुत छोटा प्रतिरोध (शंट) जोड़ा जाता है,जिससे एमीटर का कुल प्रतिरोध बहुत कम हो जाता है।
गैल्वेनोमीटर को वोल्टमीटर में बदलने के लिए,श्रेणी क्रम में एक उच्च प्रतिरोध जोड़ा जाता है,जिससे वोल्टमीटर का कुल प्रतिरोध बहुत अधिक हो जाता है।
विकल्पों की तुलना करने पर,वोल्टमीटर की तुलना में एमीटर का प्रतिरोध बहुत कम होता है।
वोल्टमीटर के लिए,प्रतिरोध $R$ का मान $R = (V/I_g) - G$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $V$ रेंज है,$I_g$ पूर्ण-स्केल विक्षेपण धारा है और $G$ गैल्वेनोमीटर का प्रतिरोध है।
जैसे-जैसे रेंज $V$ बढ़ती है,धारा को सीमित करने के लिए श्रेणी प्रतिरोध $R$ को बढ़ना चाहिए।
इसलिए,$10 \ V$ रेंज वाले वोल्टमीटर का प्रतिरोध $1 \ V$ रेंज वाले वोल्टमीटर से अधिक होगा,और दोनों का प्रतिरोध किसी भी एमीटर की तुलना में काफी अधिक होगा।
अतः,$10 \ V$ रेंज का वोल्टमीटर सबसे अधिक प्रतिरोध रखता है।

(C) जिंक ऑक्साइड $(ZnO)$ का उपयोग पेंट में सफेद रंगद्रव्य के रूप में किया जाता है।
$B$ जिंक हाइड्रॉक्साइड,$Zn(OH)_2$ है,जो एक सफेद,पानी में अघुलनशील यौगिक है।
जब $Zn(OH)_2$ को गर्म किया जाता है,तो यह जिंक ऑक्साइड $(A)$ बनाने के लिए विघटित हो जाता है: $Zn(OH)_2 \xrightarrow{\Delta} ZnO + H_2O$.
$Zn(OH)_2$ सोडियम जिंकेट $(C)$ बनाने के लिए $NaOH$ में घुल जाता है: $Zn(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2ZnO_2 + 2H_2O$.
जब $ZnO$ $(A)$ को कोक $(C)$ के साथ गर्म किया जाता है,तो यह जिंक धातु $(D)$ और कार्बन मोनोऑक्साइड $(E)$ उत्पन्न करता है: $ZnO + C \xrightarrow{\Delta} Zn + CO$.
$CO$ नीली लौ के साथ जलती है।
अतः,$D$ का मान $Zn$ है और $C$ का मान $Na_2ZnO_2$ है।

(B) $Mn$ $(Z=25)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^5 4s^2$ है।
$3d$ कक्षक में $5$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों और $4s$ कक्षक में $2$ इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण,यह $+2$ से $+7$ तक ऑक्सीकरण अवस्थाओं की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदर्शित कर सकता है।
$Fe$ $(Z=26)$ आमतौर पर $+2$ और $+3$ प्रदर्शित करता है।
$Cr$ $(Z=24)$ $+1$ से $+6$ तक ऑक्सीकरण अवस्थाएं प्रदर्शित करता है।
$V$ $(Z=23)$ $+2$ से $+5$ तक ऑक्सीकरण अवस्थाएं प्रदर्शित करता है।
इसलिए,$Mn$ दिए गए विकल्पों में सबसे अधिक ऑक्सीकरण अवस्थाएं प्रदर्शित करता है।

(D) दिए गए यौगिकों में संक्रमण धातुओं की ऑक्सीकरण अवस्थाओं की गणना इस प्रकार है:

यौगिक	ऑक्सीकरण अवस्था की गणना
$K_2Cr_2O_7$	$2(+1) + 2(x) + 7(-2) = 0 \implies 2 + 2x - 14 = 0 \implies 2x = 12 \implies x = +6$
$KMnO_4$	$(+1) + x + 4(-2) = 0 \implies 1 + x - 8 = 0 \implies x = +7$
$CrO_5$	$x + 5(-2) = 0 \implies x = +10$ (नोट: पेरोक्साइड लिंकेज के कारण,वास्तविक ऑक्सीकरण अवस्था $+6$ है)।
$Fe(CO)_5$	$x + 5(0) = 0 \implies x = 0$ (चूंकि $CO$ एक उदासीन लिगेंड है)।

अतः,$Fe(CO)_5$ में संक्रमण धातु की ऑक्सीकरण अवस्था शून्य है।

(B) दिए गए तत्वों का मूल अवस्था में इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार है:
${}_{25}Mn = [Ar] 3d^5 4s^2$ (अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या = $5$)
${}_{24}Cr = [Ar] 3d^5 4s^1$ (अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या = $6$)
${}_{28}Ni = [Ar] 3d^8 4s^2$ (अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या = $2$)
${}_{26}Fe = [Ar] 3d^6 4s^2$ (अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या = $4$)
अतः,${}_{24}Cr$ में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या सबसे अधिक है,जो कि $6$ है।

(C) संक्रमण धातु यौगिकों का रंग आमतौर पर $d$-कक्षकों में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण होता है,जो $d-d$ संक्रमण की अनुमति देते हैं।
$CuCl_2$ में,कॉपर $Cu^{2+}$ आयन के रूप में $3d^9$ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के साथ मौजूद होता है।
$3d$-कक्षक में $1$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन की उपस्थिति के कारण,$CuCl_2$ रंगीन होता है।
इसके विपरीत,$Zn^{2+}$ $(3d^{10})$,$Mg^{2+}$ $(2p^6)$,और $Ag^+$ $(4d^{10})$ में पूर्ण रूप से भरे हुए कक्षक होते हैं और कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं होता है,जिससे उनके यौगिक रंगहीन होते हैं।
इसलिए,$CuCl_2$ रंगीन होने की उम्मीद है।

(C) बैंगनी रंग का यौगिक $(X)$,$KMnO_4$ है।
गर्म करने पर,$KMnO_4$ विघटित होकर ऑक्सीजन मुक्त करता है और $K_2MnO_4$ $(Y)$ तथा $MnO_2$ $(Z)$ बनाता है।
अभिक्रिया: $2KMnO_4(X) \xrightarrow{\Delta} K_2MnO_4(Y) + MnO_2(Z) + O_2$.
यौगिक $MnO_2$ $(Z)$,पोटेशियम नाइट्रेट $(KNO_3)$ जैसे ऑक्सीकरण एजेंट की उपस्थिति में $KOH$ के साथ अभिक्रिया करके पोटेशियम मैंगनेट $(K_2MnO_4)$ $(Y)$ बनाता है।
अभिक्रिया: $2MnO_2(Z) + 4KOH + O_2 \rightarrow 2K_2MnO_4(Y) + 2H_2O$.
अतः,यौगिक $X = KMnO_4, Y = K_2MnO_4, Z = MnO_2$ हैं।

(D) गैडोलीनियम $(Gd)$ का परमाणु क्रमांक $64$ है।
इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास आउफबाऊ सिद्धांत का पालन करता है,जिसमें $4f$ उपकोश के अर्ध-पूर्ण होने के कारण स्थिरता प्राप्त होती है।
इसकी मूल अवस्था का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Xe] 4f^7 5d^1 6s^2$ है।
$+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में,यह तीन इलेक्ट्रॉन खो देता है ($6s$ से दो और $5d$ से एक),जिसके परिणामस्वरूप $[Xe] 4f^7$ प्राप्त होता है।

(A) दिया गया डेटा:
विद्युत धारा $(I)$ = $10 \ A$.
समय $(t)$ = $1.608 \ min = 96.48 \ s$.
$Al$ का परमाणु द्रव्यमान = $27 \ g/mol$.
$Al^{3+} + 3e^- \rightarrow Al$ के लिए संयोजकता कारक $(n)$ = $3$.
फैराडे नियतांक $(F)$ $\approx 96480 \ C/mol$.
फैराडे के विद्युत अपघटन के नियम का उपयोग करते हुए: $m = \frac{M \times I \times t}{n \times F}$.
मान रखने पर: $m = \frac{27 \times 10 \times 96.48}{3 \times 96480}$.
$m = 0.09 \ g$.
अतः,जमा हुए $Al$ का द्रव्यमान $0.09 \ g$ है.

(B) विकल्प $B$ गलत है क्योंकि $MnO_{4}^{2-}$ (मैंगनेट आयन) क्षारीय माध्यम में स्थिर होता है और $MnO_{4}^{-}$ (परमैंगनेट आयन) की तुलना में प्रबल ऑक्सीकारक नहीं है। $CrO_{4}^{2-}$ (क्रोमेट आयन) भी प्रबल ऑक्सीकारक नहीं है। दोनों $+6$ ऑक्सीकरण अवस्था में ऑक्सीएनायन हैं।
$A$ सही है: $Fe^{3+}/Fe^{2+}$ के लिए $E^{0}$ का मान $+0.77 \ V$ है,जबकि $Mn^{3+}/Mn^{2+}$ के लिए यह $+1.51 \ V$ है।
$C$ सही है: लैंथेनॉइड संकुचन के कारण,दूसरी और तीसरी संक्रमण श्रृंखला की परमाणु त्रिज्या बहुत समान होती है।
$D$ सही है: $Mn^{3+}$ एक प्रबल ऑक्सीकारक है क्योंकि $Mn^{2+}$ में स्थिर $d^{5}$ विन्यास होता है,जो $Mn^{3+}/Mn^{2+}$ के लिए $E^{0}$ मान $(+1.51 \ V)$ को $Cr^{3+}/Cr^{2+}$ $(-0.41 \ V)$ की तुलना में बहुत अधिक धनात्मक बनाता है।

(A) नेर्न्स्ट समीकरण के अनुसार:
$E = E^{\circ} - \frac{0.0591}{n} \log Q$
यहाँ $n = 6$ है। अभिक्रिया भागफल $Q = \frac{[Cr^{3+}]^2}{[Cr_2O_7^{2-}] [H^{+}]^{14}}$ है।
मान रखने पर:
$1.067 = 1.33 - \frac{0.0591}{6} \log \left( \frac{(1.5 \times 10^{-3})^2}{(4.5 \times 10^{-3}) [H^{+}]^{14}} \right)$
गणना करने पर $[H^{+}] = 10^{-2} \ M$ प्राप्त होता है।
$pH = -\log [H^{+}] = -\log(10^{-2}) = 2$.

(C) सेल अभिक्रिया है: $2Cr(s) + 3Fe^{2+}(aq) \rightarrow 2Cr^{3+}(aq) + 3Fe(s)$.
स्थानांतरित इलेक्ट्रॉनों की संख्या,$n = 6$.
मानक सेल विभव: $E^{\circ}_{cell} = E^{\circ}_{cathode} - E^{\circ}_{anode} = -0.44 - (-0.74) = 0.30 \ V$.
$25^{\circ} C$ $(298 \ K)$ पर नर्नस्ट समीकरण का उपयोग करते हुए:
$E_{cell} = E^{\circ}_{cell} - \frac{0.0591}{n} \log \frac{[Cr^{3+}]^2}{[Fe^{2+}]^3}$.
$E_{cell} = 0.30 - \frac{0.0591}{6} \log \frac{(0.1)^2}{(0.01)^3}$.
$E_{cell} = 0.30 - \frac{0.0591}{6} \log \frac{10^{-2}}{10^{-6}} = 0.30 - \frac{0.0591}{6} \log(10^4)$.
$E_{cell} = 0.30 - \frac{0.0591 \times 4}{6} = 0.30 - 0.0394 = 0.2606 \ V \approx 0.26 \ V$.

(A) प्रथम विलयन के लिए $pH=3$:
$[H^{+}]_1 = 10^{-3} \ M$
द्वितीय विलयन के लिए $pH=6$:
$[H^{+}]_2 = 10^{-6} \ M$
यह एक सांद्रता सेल है जहाँ एनोड कम $[H^{+}]$ (उच्च $pH$) वाला विलयन है और कैथोड उच्च $[H^{+}]$ (कम $pH$) वाला विलयन है।
सेल अभिक्रिया: $H^{+}(10^{-3} \ M) \rightarrow H^{+}(10^{-6} \ M)$
$298 \ K$ पर नर्न्स्ट समीकरण का उपयोग करने पर:
$E_{cell} = E_{cell}^{\circ} - \frac{0.0591}{n} \log \frac{[H^{+}]_{cathode}}{[H^{+}]_{anode}}$
सांद्रता सेल के लिए $E_{cell}^{\circ} = 0$ और $n=1$ होने के कारण:
$E_{cell} = 0 - 0.0591 \log \frac{10^{-6}}{10^{-3}}$
$E_{cell} = -0.0591 \times \log(10^{-3})$
$E_{cell} = -0.0591 \times (-3) = 0.177 \ V$

(A) $O_2$ के मोल $= \frac{5.6}{22.4} = 0.25 \ mol$।
एनोड अभिक्रिया के लिए $n$-कारक $4$ है।
$O_2$ के तुल्यांक $= 0.25 \times 4 = 1$।
फैराडे के नियम के अनुसार,$O_2$ के तुल्यांक $= Cu$ के तुल्यांक।
$Cu$ के लिए $n$-कारक $2$ है।
$Cu$ के तुल्यांक $= \frac{\text{mass}}{63.5 / 2}$।
$1 = \frac{\text{mass}}{31.75} \Rightarrow \text{mass} = 31.75 \ g$।

(C) फैराडे के विद्युत अपघटन के नियम के अनुसार,निक्षेपित द्रव्यमान $(W)$ का सूत्र $W = \frac{M \times Q}{n \times F}$ है,जहाँ $M$ परमाणु द्रव्यमान है,$Q$ विद्युत की मात्रा है,$n$ संयोजकता है और $F$ फैराडे नियतांक है।
चूँकि $Q$ और $F$ स्थिर हैं,$W \propto \frac{M}{n}$,जिसका अर्थ है $n \propto \frac{M}{W}$।
तत्व $X$ के लिए: $n_X \propto \frac{7}{2.1} = 3.33$।
तत्व $Y$ के लिए: $n_Y \propto \frac{27}{2.7} = 10$।
तत्व $Z$ के लिए: $n_Z \propto \frac{48}{7.2} = 6.66$।
संयोजकता का अनुपात $n_X : n_Y : n_Z = 3.33 : 10 : 6.66$ है।
$3.33$ से विभाजित करने पर,हमें $1 : 3 : 2$ का अनुपात प्राप्त होता है।

(B) फैराडे के विद्युत अपघटन के दूसरे नियम के अनुसार,जमा हुए पदार्थ का द्रव्यमान उसके तुल्यांकी भार $(E)$ के समानुपाती होता है।
$\frac{W_A}{E_A} = \frac{W_B}{E_B} = \frac{W_C}{E_C}$
चूंकि $E = \frac{\text{परमाणु द्रव्यमान (M)}}{\text{संयोजकता (v)}}$,इसलिए:
$\frac{W_A \times v_A}{M_A} = \frac{W_B \times v_B}{M_B} = \frac{W_C \times v_C}{M_C}$
दिए गए मानों को रखने पर:
$\frac{2.1 \times v_A}{7} = \frac{2.7 \times v_B}{27} = \frac{9.6 \times v_C}{64}$
$0.3 v_A = 0.1 v_B = 0.15 v_C$
$0.05$ से विभाजित करने पर,हमें $6 v_A = 2 v_B = 3 v_C$ प्राप्त होता है।
$v_A = 1, v_B = 3, v_C = 2$ के लिए,समीकरण सत्य है:
$0.3(1) = 0.1(3) = 0.15(2) = 0.3$।
अतः,संयोजकताएँ $1, 3, 2$ हैं।

(D) हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड के लिए,ऑक्सीकरण अर्ध-अभिक्रिया है:
$H_2 (1.2 \ atm) \longrightarrow 2H^{+} (pH=9) + 2e^-$
$pH=9$ होने पर,$[H^{+}] = 10^{-9} \ M$ है।
नेर्न्स्ट समीकरण का उपयोग करने पर:
$E_{ox} = E_{ox}^0 - \frac{0.0591}{n} \log \frac{[H^{+}]^2}{P_{H_2}}$
$E_{ox}^0 = 0$ और $n=2$ रखने पर:
$E_{ox} = -\frac{0.0591}{2} \log \frac{(10^{-9})^2}{1.2} \approx 0.534 \ V$
दिए गए विकल्पों के अनुसार,सही विकल्प $D$ है।

(C) $KNO_3$ का उपयोग लवण-सेतु में किया जाता है क्योंकि $K^{+}$ और $NO_3^{-}$ आयनों का वेग लगभग समान होता है।
इसके कारण आयन जमा नहीं होते हैं और दोनों अर्ध-सेलों की विद्युत तटस्थता प्रभावी ढंग से बनी रहती है।

(B) कोहलराउश के स्वतंत्र आयन अभिगमन के नियम के अनुसार:
$\lambda_{m}^0(KBr) = \lambda_{K^+} + \lambda_{Br^-} = 120.5 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$
$\lambda_{m}^0(HBr) = \lambda_{H^+} + \lambda_{Br^-} = 420.6 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$
$\lambda_{m}^0(KNH_2) = \lambda_{K^+} + \lambda_{NH_2^-} = 90.48 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$
हमें $\lambda_{m}^0(NH_3) = \lambda_{H^+} + \lambda_{NH_2^-}$ ज्ञात करना है।
दिए गए मानों का उपयोग करने पर:
$\lambda_{m}^0(NH_3) = \lambda_{m}^0(HBr) + \lambda_{m}^0(KNH_2) - \lambda_{m}^0(KBr)$
$\lambda_{m}^0(NH_3) = 420.6 + 90.48 - 120.5 = 390.58 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$।
दिए गए विकल्पों के अनुसार,मान $390.5 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$ है।

(B) कोलरॉश के नियम के अनुसार:
$\lambda_{m}^{\circ}(BaSO_4) = \lambda_{m}^{\circ}(Ba^{2+}) + \lambda_{m}^{\circ}(SO_4^{2-})$
$\lambda_{m}^{\circ}(BaSO_4) = 110 + 136.6 = 246.6 \ \Omega^{-1} \ cm^2 \ mol^{-1}$
$BaSO_4$ की चालकता:
$\kappa_{BaSO_4} = \kappa_{\text{solution}} - \kappa_{\text{water}}$
$\kappa_{BaSO_4} = (3.648 \times 10^{-6}) - (1.25 \times 10^{-6}) = 2.398 \times 10^{-6} \ S \ cm^{-1}$
$mol \ L^{-1}$ में विलेयता:
$\text{Solubility} = \frac{\kappa \times 1000}{\lambda^{\circ}_{m}} = \frac{2.398 \times 10^{-6} \times 1000}{246.6} \approx 9.724 \times 10^{-6} \ mol \ L^{-1}$
$BaSO_4$ का आणविक द्रव्यमान = $137 + 32 + (4 \times 16) = 233 \ g \ mol^{-1}$
$g \ L^{-1}$ में विलेयता = $9.724 \times 10^{-6} \ mol \ L^{-1} \times 233 \ g \ mol^{-1} \approx 2.266 \times 10^{-3} \ g \ L^{-1}$

(A) चालकता $(\kappa)$,प्रतिरोध $(R)$ और सेल स्थिरांक $(G^*)$ के बीच संबंध इस प्रकार है: $\kappa = \frac{1}{R} \times G^*$
अतः,$G^* = \kappa \times R$
दिए गए मान हैं: $\kappa = 0.013 \ S \ cm^{-1}$ और $R = 300 \ \Omega$
इन मानों को रखने पर: $G^* = 0.013 \ S \ cm^{-1} \times 300 \ \Omega = 3.9 \ cm^{-1}$.

(B) मोलर चालकता का सूत्र $\Lambda_m = \frac{\kappa \times 1000}{M}$ है।
दिया गया है,चालकता $\kappa = 0.024 \ S \ cm^{-1}$ और मोलर सांद्रता $M = 0.5 \ M$ है।
मान रखने पर: $\Lambda_m = \frac{0.024 \times 1000}{0.5} = \frac{24}{0.5} = 48 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$।

(A) कोहलराउश के नियम के अनुसार,किसी विद्युत अपघट्य की मोलर चालकता को उसके घटक आयनों की मोलर चालकताओं के योग के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।
$\Lambda_{m}^{\circ}(NaNO_3) = \lambda^{\circ}(Na^+) + \lambda^{\circ}(NO_3^-)$
हम इसे दिए गए विद्युत अपघट्यों के संदर्भ में इस प्रकार व्यक्त कर सकते हैं:
$\Lambda_{m}^{\circ}(NaNO_3) = \Lambda_{m}^{\circ}(NaCl) + \Lambda_{m}^{\circ}(KNO_3) - \Lambda_{m}^{\circ}(KCl)$
दिए गए मानों को रखने पर:
$\Lambda_{m}^{\circ}(NaNO_3) = 120 + 90 - 100$
$\Lambda_{m}^{\circ}(NaNO_3) = 210 - 100 = 110 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$.

(B) भोपाल गैस त्रासदी भोपाल में एक कीटनाशक संयंत्र से मिथाइल आइसोसाइनेट $(CH_3NCO)$ गैस के रिसाव के कारण हुई थी,जिसके परिणामस्वरूप कई लोगों की मृत्यु हो गई थी।
इस यौगिक की रासायनिक संरचना $H_3C-N=C=O$ है।

(C) डायएसीटोन अल्कोहल का संरचनात्मक सूत्र चित्र में दिखाया गया है।
$IUPAC$ नाम निर्धारित करने के लिए:
$1$. मुख्य कार्यात्मक समूह (कीटोन) युक्त सबसे लंबी कार्बन श्रृंखला की पहचान करें। श्रृंखला में $5$ कार्बन हैं,इसलिए मूल एल्केन पेंटेन है।
$2$. श्रृंखला को उस सिरे से क्रमांकित करें जो कीटोन समूह के करीब हो। कीटोन $2$ स्थिति पर है।
$3$. $4$ स्थिति पर एक मिथाइल समूह और एक हाइड्रॉक्सिल समूह है।
$4$. इन्हें संयोजित करने पर,नाम $4-$हाइड्रॉक्सी$-4-$मिथाइलपेंटेन$-2-$ओन है।

(D) $S_N1$ प्रतिस्थापन के प्रति यौगिकों की अभिक्रियाशीलता दर-निर्धारक चरण में बनने वाले कार्बोनियम आयन (कार्बोकेशन) की स्थिरता पर निर्भर करती है।
$1. CH_3CH_2Br \rightarrow CH_3CH_2^+$ (एथिल कार्बोकेशन,$1^\circ$)
$2. CH_2=CHCH(Br)CH_3 \rightarrow CH_2=CHCH^+CH_3$ (एलाइलिक कार्बोकेशन,अनुनाद द्वारा स्थिर)
$3. CH_2=CHBr \rightarrow CH_2=CH^+$ (विनाइल कार्बोकेशन,अत्यधिक अस्थिर)
$4. CH_3CH(Br)CH_3 \rightarrow CH_3CH^+CH_3$ (आइसोप्रोपिल कार्बोकेशन,$2^\circ$)
कार्बोकेशन की स्थिरता का क्रम है: $\text{Vinyl} < 1^\circ < 2^\circ < \text{Allylic}$.
अतः,अभिक्रियाशीलता का क्रम $3 < 1 < 4 < 2$ है।

(B) $(I)$ एल्डिहाइड और कीटोन जो कार्बोनिल कार्बन पर कम त्रिविम बाधा (sterically hindered) वाले होते हैं,वे न्यूक्लियोफिलिक योगात्मक अभिक्रिया उच्च दर पर दिखाते हैं।
$(II)$ कार्बोनिल कार्बन पर इलेक्ट्रॉन-दाता समूहों की उपस्थिति अभिक्रिया की दर को कम कर देती है।
$(III)$ दिए गए यौगिकों की तुलना करने पर: $CH_3 CHO$ एक एल्डिहाइड है जिसमें सबसे कम त्रिविम बाधा और कार्बोनिल कार्बन से जुड़े सबसे कम इलेक्ट्रॉन-दाता समूह हैं।
$\therefore$ न्यूक्लियोफिलिक योगात्मक अभिक्रिया $CH_3 CHO$ में सबसे अधिक अनुकूल होगी।

(D) अम्लीयता $-I$ प्रभाव के सीधे समानुपाती होती है।
फ्लोरीन $(F)$ का $-I$ प्रभाव क्लोरीन $(Cl)$ से अधिक होता है।
इसलिए,$FCH_2CO_2H$ की अम्लीयता $CH_3CH_2CHClCO_2H$ से अधिक है।
बेंजोइक एसिड $(C_6H_5CO_2H)$ एसिटिक एसिड $(CH_3CO_2H)$ से अधिक अम्लीय है क्योंकि फेनिल समूह $-I$ प्रभाव दर्शाता है,जबकि मिथाइल समूह $+I$ प्रभाव दर्शाता है।
अतः,अम्लीयता का सही क्रम है:
$FCH_2CO_2H > CH_3CH_2CHClCO_2H > C_6H_5CO_2H > CH_3CO_2H$.

(B) संतृप्त अचक्रीय अल्कोहल के लिए सामान्य आण्विक सूत्र $C_n H_{2n+2} O$ है।
यह सूत्र दर्शाता है कि यौगिक संतृप्त है (कोई द्वि-आबंध या त्रि-आबंध नहीं है)।
ईथर का भी सामान्य आण्विक सूत्र $C_n H_{2n+2} O$ होता है और वे भी संतृप्त होते हैं।
इसलिए,समान कार्बन परमाणुओं वाले अल्कोहल और ईथर एक-दूसरे के क्रियात्मक समावयवी (functional isomers) होते हैं।

(A) $UV$ प्रकाश की उपस्थिति में एथिलबेंजीन की $Br_2$ के साथ अभिक्रिया एक मुक्त मूलक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है। ब्रोमीन मूलक बेंजाइलिक कार्बन से हाइड्रोजन परमाणु को हटाता है क्योंकि परिणामी बेंजाइलिक मूलक फेनिल वलय द्वारा अनुनाद-स्थिर होता है। $\alpha$-कार्बन (बेंजाइलिक स्थिति) पर बना मूलक $\beta$-कार्बन पर बने मूलक की तुलना में अधिक स्थिर होता है। इसलिए,मुख्य उत्पाद $1$-ब्रोमो-$1$-फेनिलएथेन $(C_6H_5CH(Br)CH_3)$ है।

(A) अभिक्रिया अनुक्रम इस प्रकार है:
$1$. एल्काइल ब्रोमाइड $Me-CH_2-C\equiv C-CH_2-Br$ ईथर की उपस्थिति में $Mg$ के साथ अभिक्रिया करके ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(R-MgBr)$ बनाता है।
$2$. ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक फिर $CO_2$ के साथ अभिक्रिया करता है और उसके बाद अम्लीय जल-अपघटन $(H_3O^+)$ द्वारा कार्बोक्सिलिक एसिड $Q$ प्राप्त होता है,जो $Me-CH_2-C\equiv C-CH_2-COOH$ है।
$3$. कार्बोक्सिलिक एसिड $Q$ को $SOCl_2$ (अभिकर्मक $R$) के साथ अभिक्रिया द्वारा एसिड क्लोराइड में परिवर्तित किया जाता है।
अतः,$Q$ का मान $Me-CH_2-C\equiv C-CH_2-COOH$ है और $R$ का मान $SOCl_2$ है।

(C) चरण $1$: क्लोरोमेथेन की पोटेशियम साइनाइड $(KCN)$ के साथ अभिक्रिया एक नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया है,जिसमें साइनाइड आयन $(CN^-)$ क्लोराइड आयन $(Cl^-)$ को विस्थापित करके मिथाइल साइनाइड $(CH_3CN)$ बनाता है,जो यौगिक $(A)$ है।
$CH_3Cl + KCN \rightarrow CH_3CN + KCl$
चरण $2$: मिथाइल साइनाइड $(CH_3CN)$ का अम्लीय जलअपघटन करने पर एक एमाइड मध्यवर्ती बनता है,जो आगे जलअपघटित होकर एसिटिक एसिड $(CH_3COOH)$ को अंतिम उत्पाद $(B)$ के रूप में देता है।
$CH_3CN + 2H_2O \xrightarrow{H^+} CH_3COOH + NH_3$

(D) क्लोरोबेंजीन को $623 \ K$ तापमान और $300 \ atm$ दाब पर जलीय सोडियम हाइड्रॉक्साइड के साथ उपचारित करने पर सोडियम फिनोक्साइड प्राप्त होता है।
सोडियम फिनोक्साइड का अम्लीय माध्यम में अम्लीकरण करने पर फिनोल प्राप्त होता है। इस प्रक्रिया को डाउ प्रक्रम कहा जाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$C_6H_5Cl \xrightarrow[(ii) \ HCl]{(i) \ NaOH, \ 623 \ K, \ 300 \ atm} C_6H_5OH$

(A) दी गई अभिक्रिया क्लोरोबेंजीन का सल्फोनेशन है।
$-I$ प्रभाव के कारण हैलोजन परमाणु ऑर्थो-पैरा निर्देशक होते हैं लेकिन निष्क्रिय करने वाले समूह होते हैं।
सांद्र सल्फ्यूरिक अम्ल $(H_2SO_4)$ की उपस्थिति में,क्लोरोबेंजीन एक एरोमैटिक इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया से गुजरता है।
इसमें शामिल इलेक्ट्रोफाइल सल्फर ट्राइऑक्साइड $(SO_3)$ है।
यह अभिक्रिया $2-$क्लोरोबेंजीन सल्फोनिक अम्ल (लघु उत्पाद) और $4-$क्लोरोबेंजीन सल्फोनिक अम्ल (मुख्य उत्पाद) बनाती है।
इसलिए,सांद्र सल्फ्यूरिक अम्ल इस अभिक्रिया के लिए सबसे उपयुक्त अभिकर्मक है।

(A) अभिक्रिया अनुक्रम इस प्रकार है:
$1$. आयोडोबेंजीन $Et_2O$ की उपस्थिति में $Mg$ के साथ अभिक्रिया करके फेनिलमैग्नीशियम आयोडाइड (ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक) बनाता है।
$2$. फेनिलमैग्नीशियम आयोडाइड $CO_2$ के साथ अभिक्रिया करता है और उसके बाद अम्लीय जल-अपघटन $(H_3O^+)$ द्वारा बेंजोइक एसिड प्राप्त होता है।
$3$. बेंजोइक एसिड $Br_2/FeBr_3$ के साथ इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया करता है। चूँकि $-COOH$ समूह एक निष्क्रिय करने वाला और मेटा-निर्देशकारी समूह है,इसलिए ब्रोमीन परमाणु मेटा-स्थान पर प्रतिस्थापित होगा।
$4$. अंतिम उत्पाद $3$-ब्रोमोबेंजोइक एसिड है।

(B) दिखाई गई अभिक्रिया Wurtz-Fittig अभिक्रिया है,जिसमें शुष्क ईथर में सोडियम धातु की उपस्थिति में एक एरील हैलाइड और एक एल्काइल हैलाइड का युग्मन होता है।
पहले चरण में,ब्रोमोबेंजीन सोडियम के साथ अभिक्रिया करके फेनिलसोडियम $(C_6H_5Na)$ और सोडियम ब्रोमाइड $(NaBr)$ बनाता है।
दूसरे चरण में,फेनिलसोडियम मध्यवर्ती मिथाइल ब्रोमाइड $(CH_3Br)$ के साथ अभिक्रिया करके टोल्यूइन $(C_6H_5CH_3)$ और सोडियम ब्रोमाइड $(NaBr)$ बनाता है।
कुल अभिक्रिया इस प्रकार है: $C_6H_5Br + 2Na + CH_3Br \rightarrow C_6H_5CH_3 + 2NaBr$.

(C) क्लेमेन्सन अपचयन में एल्डिहाइड और कीटोन के कार्बोनिल समूह $(C=O)$ को मेथिलीन समूह $(CH_2)$ में अपचयित करने के लिए जिंक-अमलगम $(Zn-Hg)$ और सांद्र हाइड्रोक्लोरिक अम्ल $(HCl)$ का उपयोग किया जाता है।
इसके अतिरिक्त,इन अम्लीय परिस्थितियों में,द्वितीयक और तृतीयक अल्कोहल $HCl$ के साथ प्रतिस्थापन अभिक्रिया करके एल्काइल क्लोराइड बनाते हैं।
दिए गए अणु में,कीटोन समूह का एथिल समूह $(-CH_2CH_3)$ में अपचयन होता है और द्वितीयक अल्कोहल समूह क्लोरो समूह $(-Cl)$ में परिवर्तित हो जाता है।
अतः,मुख्य उत्पाद $1$-क्लोरो-$3$-एथिल-$5$-मेथिलसाइक्लोहेक्सेन है।

(D) दी गई अभिक्रिया: $CH_3-CH_2-CH_2-Br \xrightarrow{KOH} CH_3-CH=CH_2 + KBr + H_2O$
इस अभिक्रिया में,एल्काइल हैलाइड के निकटवर्ती कार्बन परमाणुओं से एक हाइड्रोजन परमाणु $(-H)$ और एक ब्रोमीन परमाणु $(-Br)$ हटकर एल्कीन का निर्माण करते हैं।
छोटे अणुओं को हटाकर द्वि-आबंध बनाने की इस प्रक्रिया को विलोपन अभिक्रिया (विशेष रूप से,विहाइड्रोहैलोजनीकरण) कहा जाता है।

(D) प्रारंभिक पदार्थ $1$-ब्रोमोप्रोपेन $(CH_3CH_2CH_2Br)$ है।
चरण $(I)$: अल्कोहलिक $KOH$ के साथ उपचार करने पर डीहाइड्रोहैलोजनीकरण (विलोपन अभिक्रिया) होता है,जिससे प्रोपीन $(CH_3CH=CH_2)$ बनता है।
चरण $(II)$: प्रोपीन में $HBr$ का योग मार्कोवनिकोव के नियम का पालन करता है,जहाँ हाइड्रोजन परमाणु अधिक हाइड्रोजन वाले कार्बन से जुड़ता है,जिसके परिणामस्वरूप $2$-ब्रोमोप्रोपेन $(CH_3CH(Br)CH_3)$ प्राप्त होता है।

(B) यह अभिक्रिया $1-phenylprop-1-ene$ $(C_6H_5-CH=CH-CH_3)$ में $HBr$ का इलेक्ट्रॉनस्नेही योग है।
मार्कोवनिकोव के नियम के अनुसार,प्रोटॉन $(H^+)$ उस कार्बन परमाणु पर जुड़ता है जिसमें अधिक हाइड्रोजन परमाणु होते हैं,और ब्रोमाइड आयन $(Br^-)$ उस कार्बन परमाणु पर जुड़ता है जिसमें कम हाइड्रोजन परमाणु होते हैं।
इस मामले में,बेंजाइलिक स्थिति पर बनने वाला कार्बोनियम आयन $(C_6H_5-CH^+-CH_2-CH_3)$ फिनाइल रिंग के साथ अनुनाद द्वारा अत्यधिक स्थिर होता है।
इसलिए,ब्रोमाइड आयन इस स्थिर बेंजाइलिक कार्बोनियम आयन पर आक्रमण करता है और मुख्य उत्पाद के रूप में $1-bromo-1-phenylpropane$ बनाता है।
अभिक्रिया: $C_6H_5-CH=CH-CH_3 + HBr \rightarrow C_6H_5-CH(Br)-CH_2-CH_3$.

(C) अमीनो एसिड का आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु $(pI)$ वह $pH$ है जिस पर अणु पर कोई नेट विद्युत आवेश नहीं होता है।
एक साधारण अमीनो एसिड के लिए,आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु की गणना दो $pK_a$ मानों के औसत के रूप में की जाती है:
$pI = \frac{pK_{a_1} + pK_{a_2}}{2}$
यहाँ $pK_{a_1} = 2.56$ और $pK_{a_2} = 9.38$ दिया गया है,
$pI = \frac{2.56 + 9.38}{2} = \frac{11.94}{2} = 5.97$.

(A) दी गई अभिक्रियाओं का विश्लेषण करते हैं:
$1. NH_4Cl(aq) + NaNO_2(aq) \longrightarrow N_2(g) + 2H_2O(l) + NaCl(aq)$। यह अभिक्रिया डाईनाइट्रोजन उत्पन्न करती है।
$2. NH_2CONH_2 + 2H_2O$ $\longrightarrow (NH_4)_2CO_3$ $\longrightarrow 2NH_3 + H_2O + CO_2$। यह अभिक्रिया अमोनिया उत्पन्न करती है।
$3. Ba(N_3)_2 \stackrel{\Delta}{\longrightarrow} Ba(s) + 3N_2(g)$। यह अभिक्रिया शुद्ध डाईनाइट्रोजन उत्पन्न करती है।
$4. 2NH_4Cl + Ca(OH)_2 \longrightarrow CaCl_2 + 2H_2O + 2NH_3$। यह अभिक्रिया अमोनिया उत्पन्न करती है।
अतः,अभिक्रिया $1$ और $3$ डाईनाइट्रोजन उत्पन्न करती हैं।

(A) जिंक की नाइट्रिक अम्ल के साथ अभिक्रिया अम्ल की सांद्रता पर निर्भर करती है।
जब जिंक ठंडे और तनु $HNO_3$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो यह नाइट्रस ऑक्साइड $(N_2O)$ उत्पन्न करता है:
$4 Zn 10 HNO_3 ({\text{तनु}}) \longrightarrow 4 Zn(NO_3)_2 N_2O 5 H_2O$
जब जिंक सांद्र $HNO_3$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो यह नाइट्रोजन डाइऑक्साइड $(NO_2)$ उत्पन्न करता है:
$Zn 4 HNO_3 ({\text{सांद्र}}) \longrightarrow Zn(NO_3)_2 2 NO_2 2 H_2O$
अतः,मुक्त होने वाली गैसें क्रमशः $N_2O$ और $NO_2$ हैं।

(D) $(i)$ $SO_2$ (सल्फर डाइऑक्साइड) पोटेशियम आयोडेट के साथ अभिक्रिया करके सल्फ्यूरिक एसिड,पोटेशियम सल्फेट और आयोडीन गैस बनाता है: $5SO_2 + 2KIO_3 + 4H_2O \longrightarrow 4H_2SO_4 + K_2SO_4 + I_2$.
$(ii)$ $SO_2$ अम्लीकृत $KMnO_4$ विलयन को $Mn^{7+}$ को $Mn^{2+}$ में अपचयित करके रंगहीन कर देता है: $5SO_2 + 2KMnO_4 + 2H_2O \longrightarrow K_2SO_4 + 2H_2SO_4 + 2MnSO_4$.
$(iii)$ $SO_2$ अम्लीकृत पोटेशियम डाइक्रोमेट $(K_2Cr_2O_7)$ के साथ अभिक्रिया करके हरे रंग का क्रोमियम$(III)$ सल्फेट बनाता है: $3SO_2 + K_2Cr_2O_7 + H_2SO_4 \longrightarrow K_2SO_4 + Cr_2(SO_4)_3 + H_2O$.
$(iv)$ $SO_2$ एक अपचायक के रूप में कार्य करता है और फेरिक लवणों $(Fe^{3+})$ को फेरस लवणों $(Fe^{2+})$ में अपचयित करता है,जिससे रंग पीले से हल्के हरे रंग में बदल जाता है: $Fe_2(SO_4)_3 + SO_2 + 2H_2O \longrightarrow 2FeSO_4 + 2H_2SO_4$. अतः,विकल्प $D$ में दिया गया कथन गलत है क्योंकि $SO_2$ फेरिक सल्फेट को फेरस सल्फेट में अपचयित करता है,न कि इसके विपरीत।

(A) सल्फर $(S)$ की सोडियम सल्फाइट $(Na_2SO_3)$ के साथ अभिक्रिया से सोडियम थायोसल्फेट $(Na_2S_2O_3)$ उत्पन्न होता है,जो यौगिक $(A)$ है।
$S + Na_2SO_3 \rightarrow Na_2S_2O_3 (A)$
जब $Na_2S_2O_3$ अतिरिक्त $AgNO_3$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो यह सिल्वर थायोसल्फेट $(Ag_2S_2O_3)$ बनाता है,जो यौगिक $(B)$ है।
$Na_2S_2O_3 + 2AgNO_3 \rightarrow Ag_2S_2O_3 (B) + 2NaNO_3$
अंत में,$Ag_2S_2O_3$ पानी में विघटित होकर सिल्वर सल्फाइड $(Ag_2S)$ का काला अवक्षेप बनाता है,जो यौगिक $(C)$ है।
$Ag_2S_2O_3 + H_2O \rightarrow Ag_2S (C) + H_2SO_4$
अतः,सही क्रम $(A) = Na_2S_2O_3$,$(B) = Ag_2S_2O_3$ और $(C) = Ag_2S$ है।

(C) दिए गए अंतर-हैलोजन यौगिकों के भौतिक गुण इस प्रकार हैं:
$1$. $IBr$ एक काला ठोस है।
$2$. $ClF_3$ एक रंगहीन गैस है।
$3$. $BrF_3$ एक पीला-हरा द्रव है।
$4$. $ICl_3$ एक नारंगी ठोस है।
अतः,सही मिलान $(a-iii), (b-iv), (c-ii), (d-i)$ है।

(B) ऑक्सोएसिड का एनहाइड्राइड एसिड से पानी के अणुओं को हटाकर बनाया जाता है ताकि केंद्रीय परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था समान रहे।
$HOCl$ के लिए,अभिक्रिया $2HOCl \rightarrow Cl_2O + H_2O$ है।
अतः,$HOCl$ का एनहाइड्राइड $Cl_2O$ है।
सही उत्तर $Cl_2O$ है,जो विकल्प $(B)$ के अनुरूप है।

(A) तरल हीलियम $(b.p. \ 4.2 \ K)$ का उपयोग कम तापमान पर विभिन्न प्रयोगों को करने के लिए क्रायोजेनिक एजेंट के रूप में किया जाता है।
इसका उपयोग शक्तिशाली सुपरकंडक्टिंग चुम्बकों को बनाने और बनाए रखने के लिए किया जाता है,जो आधुनिक $NMR$ स्पेक्ट्रोमीटर और नैदानिक निदान के लिए मैग्नेटिक रेजोनेंस इमेजिंग $(MRI)$ सिस्टम का एक अनिवार्य हिस्सा हैं।
हीलियम एक हल्की,अक्रिय और अज्वलनशील गैस है।
अतः,कथन $(i)$ और $(ii)$ सही हैं।

(B) $Xenon$ एक उत्कृष्ट गैस है जिसकी आयनन एन्थैल्पी उच्च होती है।
यह मुख्य रूप से फ्लोरीन और ऑक्सीजन जैसे अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक तत्वों के साथ अभिक्रिया करके $XeF_2$,$XeF_4$,$XeF_6$ और $XeO_3$ जैसे यौगिक बनाता है।
नील बार्टलेट ने सबसे पहले $Xenon$ की अभिक्रिया एक अत्यंत प्रबल ऑक्सीकारक $PtF_6$ के साथ कराकर $[Xe]^+[PtF_6]^-$ बनाया था।
अतः,$Xenon$ सर्वाधिक विद्युत ऋणात्मक तत्वों के साथ सबसे अच्छी तरह अभिक्रिया करता है।

(B) किसी प्रजाति की ऑक्सीकरण शक्ति उसके मानक अपचयन विभव (reduction potential) से सीधे संबंधित होती है। उच्च अपचयन विभव एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट को दर्शाता है।
हैलोजन के दिए गए ऑक्सोएनायन के लिए,अपचयन विभव के मान प्रजातियों की स्थिरता और केंद्रीय परमाणु की विद्युत ऋणात्मकता द्वारा निर्धारित होते हैं।
इन प्रजातियों के अपचयन के लिए मानक अपचयन विभव का क्रम $BrO_4^{-} > IO_4^{-} > ClO_4^{-}$ होता है।
अतः,ऑक्सीकरण शक्ति का सही क्रम $BrO_4^{-} > IO_4^{-} > ClO_4^{-}$ है।

(C) समूह-$15$ के तत्व नाइट्रोजन,फास्फोरस,आर्सेनिक,एंटीमनी और बिस्मथ हैं।
समूह में नीचे जाने पर,परमाणु आकार बढ़ता है और विद्युत ऋणात्मकता घटती है।
परिणामस्वरूप,धात्विक गुण बढ़ता है,जिससे ऑक्साइड का क्षारीय गुण बढ़ता है।
इसलिए,ऑक्साइड का अम्लीय गुण समूह में नीचे जाने पर घटता है।
अम्लीय शक्ति का क्रम: $P_2O_3 > As_2O_3 > Sb_2O_3 > Bi_2O_3$ है।
अतः,बढ़ता हुआ क्रम $Bi_2O_3 < Sb_2O_3 < As_2O_3 < P_2O_3$ है।

(B) पोटेशियम साइनाइड की सोडियम हाइड्रॉक्साइड के साथ अभिक्रिया से साइनाइड आयन प्राप्त होता है। इसके बाद साइनाइड आयन थायोसल्फेट आयनों के साथ अभिक्रिया करता है। हाइड्रोक्लोरिक एसिड की उपस्थिति में ठंडा और अम्लीकृत करने पर यह थायोसाइनेट आयन देता है।
$KCN + NaOH \rightarrow NaCN + KOH$
$S_2O_3^{2-} + CN^{-} \xrightarrow{HCl} SCN^{-} + SO_3^{2-}$
थायोसाइनेट आयन आयरन $(III)$ क्लोराइड के साथ अभिक्रिया करके $[Fe(SCN)]^{2+}$ संकुल बनाता है,जिसका रंग रक्त जैसा लाल होता है।
$Fe^{3+} + SCN^{-} \rightarrow [Fe(SCN)]^{2+}$ (रक्त जैसा लाल रंग)
अतः,विलयन रक्त जैसा लाल रंग का विलयन उत्पन्न करता है।