GUJCET 2014 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Hindi

(D) $Propanoic \ acid$ $(CH_3CH_2COOH)$ के अपचयन से $Propan-1-ol$ (प्राथमिक अल्कोहल) प्राप्त होता है।
$Propanal$ $(CH_3CH_2CHO)$ के अपचयन से $Propan-1-ol$ (प्राथमिक अल्कोहल) प्राप्त होता है।
$Methyl \ propanoate$ $(CH_3CH_2COOCH_3)$ के अपचयन से $Propan-1-ol$ और $Methanol$ (दोनों प्राथमिक अल्कोहल) प्राप्त होते हैं।
$Propan-2-one$ $(CH_3COCH_3)$ के अपचयन से $Propan-2-ol$ प्राप्त होता है,जो एक द्वितीयक अल्कोहल है।
अतः,$Propan-2-one$ अपचयन पर प्राथमिक अल्कोहल नहीं देता है।

(A) अल्कोहल की ऑक्सीकरण अभिक्रिया में,$O-H$ बंध टूटता है और कार्बोनिल समूह $(C=O)$ बनाने के लिए $C-H$ बंध टूटता है। $C-O$ बंध सुरक्षित रहता है।
निर्जलीकरण,$PBr_3$ के साथ अभिक्रिया,और $HCl$ के साथ अभिक्रिया (ल्यूकास परीक्षण) में,एल्कीन या एल्किल हैलाइड बनाने के लिए $C-O$ बंध टूट जाता है।
अतः,सही उत्तर $A$ है।

(D) जल में अल्कोहल की घुलनशीलता जल के अणुओं के साथ हाइड्रोजन बंध बनाने की क्षमता पर निर्भर करती है।
जैसे-जैसे हाइड्रॉक्सिल $(-OH)$ समूहों की संख्या बढ़ती है,जल के साथ बनने वाले हाइड्रोजन बंधों की संख्या बढ़ती है,जिससे घुलनशीलता अधिक हो जाती है।
$A$: सेकेंडरी ब्यूटाइल अल्कोहल $(C_4H_9OH)$ में $1$ $-OH$ समूह है।
$B$: टर्शियरी ब्यूटाइल अल्कोहल $(C_4H_9OH)$ में $1$ $-OH$ समूह है।
$C$: एथिलीन ग्लाइकॉल $(HO-CH_2-CH_2-OH)$ में $2$ $-OH$ समूह हैं।
$D$: ग्लिसरॉल $(HO-CH_2-CH(OH)-CH_2-OH)$ में $3$ $-OH$ समूह हैं।
चूंकि ग्लिसरॉल में $-OH$ समूहों की संख्या सबसे अधिक है,इसलिए यह जल के साथ सबसे अधिक हाइड्रोजन बॉन्डिंग बनाता है,जिससे यह दिए गए विकल्पों में सबसे अधिक घुलनशील है।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(C) वर्णित अभिक्रिया $Cannizzaro$ अभिक्रिया है।
जिन एल्डिहाइड में $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु नहीं होता है,वे सांद्र क्षार के साथ उपचारित करने पर स्व-ऑक्सीकरण और अपचयन (विषमानुपातन) से गुजरते हैं।
$Benzaldehyde$ $(C_6H_5CHO)$ में कोई $\alpha$-हाइड्रोजन नहीं है।
$Trimethylacetaldehyde$ $((CH_3)_3CCHO)$ में कोई $\alpha$-हाइड्रोजन नहीं है।
$Formaldehyde$ $(HCHO)$ में कोई $\alpha$-हाइड्रोजन नहीं है।
$Dimethyl$ $acetaldehyde$ (आइसोब्यूटिराल्डिहाइड,$(CH_3)_2CHCHO$) में $\alpha$-कार्बन से जुड़ा एक $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु होता है।
इसलिए,$Dimethyl$ $acetaldehyde$ $Cannizzaro$ अभिक्रिया नहीं देता है।
सही विकल्प $C$ है।

(C) फेहलिंग विलयन को उपयोग करने से ठीक पहले फेहलिंग $A$ और फेहलिंग $B$ की समान मात्रा को मिलाकर तैयार किया जाता है।
फेहलिंग $A$ कॉपर$(II)$ सल्फेट का जलीय विलयन है।
फेहलिंग $B$ सोडियम पोटेशियम टार्ट्रेट का क्षारीय विलयन है,जिसे रोशेल लवण (Rochelle salt) के रूप में भी जाना जाता है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(B) कार्बोक्सिलिक एसिड की अम्लीय शक्ति उसके संयुग्मी क्षार (कार्बोक्सिलेट आयन) के स्थायित्व पर निर्भर करती है।
इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह (जैसे $Cl$) इंडक्टिव इफेक्ट ($-I$ प्रभाव) के माध्यम से कार्बोक्सिलेट आयन पर ऋणात्मक आवेश को स्थिर करके अम्लता को बढ़ाते हैं।
जैसे-जैसे क्लोरीन परमाणुओं की संख्या बढ़ती है,$-I$ प्रभाव बढ़ता है,जिससे कार्बोक्सिलेट आयन अधिक स्थिर हो जाता है।
इसलिए,अम्लीय शक्ति का सही क्रम $Cl_3CCOOH > Cl_2CHCOOH > ClCH_2COOH > CH_3COOH$ है।

(B) प्रथम कोटि की अभिक्रिया के लिए, समाकलित दर समीकरण $t = \frac{2.303}{k} \log\left(\frac{[A]_0}{[A]}\right)$ है।
दिया गया है $k = 2.303 \times 10^{-2} \text{ s}^{-1}$ और $[A] = \frac{[A]_0}{10}$.
इन मानों को प्रतिस्थापित करने पर, $t = \frac{2.303}{2.303 \times 10^{-2}} \log\left(\frac{[A]_0}{[A]_0 / 10}\right)$.
$t = \frac{1}{10^{-2}} \log(10) = 10^2 \times 1 = 100 \text{ s}$.

(B) Arrhenius समीकरण $k = A e^{-E_a / RT}$ द्वारा दिया जाता है।
दोनों पक्षों का $10$ के आधार पर लघुगणक लेने पर,हमें $\log k = \log A - \frac{E_a}{2.303 RT}$ प्राप्त होता है।
इसे एक सीधी रेखा के समीकरण $y = mx + c$ से तुलना करने पर,जहाँ $y = \log k$ और $x = \frac{1}{T}$ है,ढाल $m = \frac{- E_a}{2.303 R}$ के बराबर है।

(B) प्रथम कोटि की अभिक्रिया के लिए,दर स्थिरांक $k$ का मान $k = \frac{2.303}{t} \log \frac{[A]_0}{[A]}$ होता है।
अर्ध-आयु $(t = t_{1/2})$ पर,सांद्रता $[A] = \frac{[A]_0}{2}$ होती है।
इन मानों को प्रतिस्थापित करने पर: $k = \frac{2.303}{t_{1/2}} \log \frac{[A]_0}{[A]_0/2} = \frac{2.303}{t_{1/2}} \log 2$.
अतः,$t_{1/2} = \frac{2.303 \times 0.3010}{k} = \frac{0.693}{k}$.
चूंकि $t_{1/2}$ केवल दर स्थिरांक $k$ पर निर्भर करता है और प्रारंभिक सांद्रता $[A]_0$ पर नहीं,इसलिए यह सांद्रता से स्वतंत्र है।

(A) केवल एक समन्वय स्थल वाले लिगेंड को मोनोडेंटेट लिगेंड कहा जाता है।
$O^{2-}$ एक मोनोडेंटेट लिगेंड है क्योंकि इसमें केवल एक दाता परमाणु होता है।
$CO_3^{2-}$ (कार्बोनेट) एक बाइडेंटेट लिगेंड है।
$SO_4^{2-}$ (सल्फेट) एक बाइडेंटेट लिगेंड है।
$C_2O_4^{2-}$ (ऑक्सालेट) एक बाइडेंटेट लिगेंड है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(B) एक समन्वय संकुल की स्थिरता केंद्रीय धातु आयन की ऑक्सीकरण अवस्था और लिगेंड की प्रकृति पर निर्भर करती है।
$1$. केंद्रीय धातु आयन की उच्च ऑक्सीकरण अवस्था आमतौर पर अधिक स्थिरता की ओर ले जाती है।
$2$. $[Co(NH_3)_6]^{2+}$ में $Co^{2+}$ है,जबकि $[Co(CN)_6]^{3-}$ और $[Co(NH_3)_6]^{3+}$ में $Co^{3+}$ है।
$3$. दिए गए विकल्पों में से,$[Co(NH_3)_6]^{2+}$ की ऑक्सीकरण अवस्था सबसे कम $(+2)$ है,जो इसे सबसे कम स्थिर बनाती है।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(D) प्रकाशिक समावयवता उन संकुलों द्वारा प्रदर्शित की जाती है जिनमें सममिति का तल (plane of symmetry) या व्युत्क्रमण का केंद्र नहीं होता है (अर्थात,वे कायरल होते हैं)।
$1$. $[Cr(C_2O_4)_3]^{3-}$ एक $[M(AA)_3]$ प्रकार का अष्टफलकीय संकुल है,जो कायरल है और प्रकाशिक समावयवता प्रदर्शित करता है।
$2$. $Cis-[Pt(Br)_2(en)_2]^{2+}$ एक $Cis-[M(AA)_2X_2]$ प्रकार का अष्टफलकीय संकुल है,जिसमें सममिति का तल नहीं होता है और यह प्रकाशिक समावयवता प्रदर्शित करता है।
$3$. $[CrCl_2(NH_3)_2en]^+$ विभिन्न ज्यामितीय समावयवियों में मौजूद होता है,और सही विन्यास वाला विशिष्ट समावयवी प्रकाशिक समावयवता प्रदर्शित करता है।
$4$. $[Cr(NH_3)_4SO_4]^+$ एक $[M(NH_3)_4(SO_4)]^+$ प्रकार का अष्टफलकीय संकुल है। इस संकुल में सममिति का तल होता है,जिससे यह अकायरल हो जाता है। इसलिए,यह प्रकाशिक समावयवता प्रदर्शित नहीं करता है।

(A) संक्रमण तत्व वह तत्व है जिसमें उसकी ग्राउंड स्टेट या किसी भी ऑक्सीकरण अवस्था में $d$-कक्षक अपूर्ण रूप से भरा होता है।
$Au$ (सोना) का ग्राउंड स्टेट इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^1$ है। हालाँकि,अपनी $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में,इसका विन्यास $[Xe] 4f^{14} 5d^8$ होता है,जिसमें $d$-कक्षक अपूर्ण रूप से भरा होता है।
$Zn$,$Cd$,और $Hg$ समूह $12$ के तत्व हैं और इनका सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $(n-1)d^{10} ns^2$ है। इनकी ग्राउंड स्टेट या सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था $(+2)$ में $d$-कक्षक पूरी तरह से भरे होते हैं,इसलिए इन्हें संक्रमण तत्व नहीं माना जाता है।
अतः,$Au$ सही उत्तर है।

(A) धात्विक हाइड्रॉक्साइड्स की क्षारीय शक्ति $M-OH$ बंध के आयनिक चरित्र पर निर्भर करती है।
जैसे-जैसे धातु आयन का आकार बढ़ता है,$M-OH$ बंध का आयनिक चरित्र बढ़ता है,जिससे क्षारीयता बढ़ती है।
$Al(OH)_3$ उभयधर्मी है और दिए गए यौगिकों में सबसे कम क्षारीय है।
लैंथेनॉइड्स में,लैंथेनॉइड संकुचन के कारण आयनिक त्रिज्या घटने से क्षारीय शक्ति घटती है $(Ce^{3+} > Lu^{3+})$।
$Ca(OH)_2$ लैंथेनॉइड हाइड्रॉक्साइड्स की तुलना में एक प्रबल क्षार है।
अतः,क्षारीय शक्ति का सही बढ़ता हुआ क्रम $Al(OH)_3 < Lu(OH)_3 < Ce(OH)_3 < Ca(OH)_2$ है।

(B) सही उत्तर $B$ है।
पायरोफोरिक मिश मेटल लैंथेनॉइड धातुओं (लगभग $95\%$) और आयरन (लगभग $5\%$) की एक मिश्रधातु है,जिसमें $S, C, Ca,$ और $Al$ के अंश होते हैं।
यह अत्यधिक पायरोफोरिक होती है,जिसका अर्थ है कि यह टकराने या रगड़ने पर चिंगारी उत्पन्न करती है,जो इसे गैस लाइटर और बुलेट टिप्स में उपयोग के लिए आदर्श बनाती है।

(C) सही उत्तर $C$ है।
धात्विक चालकता (या इलेक्ट्रॉनिक चालकता) धातु जालक के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों की गति के कारण होती है।
जैसे-जैसे धातु का तापमान बढ़ता है,जालक में मौजूद धनात्मक आयन (कर्नेल) अधिक तीव्रता से कंपन करने लगते हैं।
यह बढ़ा हुआ कंपन गतिमान इलेक्ट्रॉनों और कंपन करते आयनों के बीच अधिक टकराव पैदा करता है,जिससे धातु का प्रतिरोध बढ़ जाता है।
इसलिए,तापमान बढ़ने पर धातु की विद्युत चालकता घटती है,न कि बढ़ती है।

(C) $NaCl$ के तनु जलीय विलयन के विद्युत अपघटन में,इलेक्ट्रोड पर जल का ऑक्सीकरण और अपचयन होता है।
कैथोड पर,जल का अपचयन होता है: $2H_2O(l) + 2e^- \rightarrow H_{2(g)} + 2OH^-(aq)$।
एनोड पर,जल का ऑक्सीकरण होता है: $2H_2O(l) \rightarrow O_{2(g)} + 4H^+(aq) + 4e^-$।
इस प्रकार,कैथोड पर $H_{2(g)}$ और एनोड पर $O_{2(g)}$ उत्पन्न होता है।

(C) $S_{N}2$ अभिक्रिया एक द्वितीय कोटि की अभिक्रिया है जहाँ दर सबस्ट्रेट और नाभिकरागी दोनों की सांद्रता पर निर्भर करती है।
कथन $C$ गलत है क्योंकि $S_{N}2$ अभिक्रिया के लिए दर नियम $\text{Rate} = k[\text{Substrate}][\text{Nucleophile}]$ है,जिसका अर्थ है कि यह दोनों की सांद्रता पर निर्भर करती है।

(C) स्वार्ट्स अभिक्रिया का उपयोग एल्काइल फ्लोराइड तैयार करने के लिए किया जाता है,जिसमें एल्काइल क्लोराइड या एल्काइल ब्रोमाइड को $AgF$,$Hg_2F_2$,$CoF_2$ या $SbF_3$ जैसे धात्विक फ्लोराइड की उपस्थिति में गर्म किया जाता है।
दिए गए विकल्पों में,अभिक्रिया $CH_3Br + AgF \longrightarrow CH_3F + AgBr$ स्वार्ट्स अभिक्रिया को दर्शाती है।
नोट: विकल्प $A$ और $B$ में दी गई अभिक्रियाएं फिंकेलस्टीन (Finkelstein) अभिक्रियाएं हैं,और विकल्प $D$ में दी गई अभिक्रिया वुर्ट्ज़ (Wurtz) अभिक्रिया है।