IIT JEE 1981 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Hindi

(C) रदरफोर्ड के $\alpha$-कणों के प्रकीर्णन प्रयोग ने पहली बार दिखाया कि परमाणु में एक नाभिक होता है।
उन्होंने देखा कि धनावेशित $\alpha$-कण परमाणु के केंद्र में स्थित धनावेश द्वारा प्रतिकर्षित और विक्षेपित हो रहे थे।
रदरफोर्ड ने परमाणु के इस धनावेशित केंद्रीय भाग को नाभिक नाम दिया।

(B) $Ni$ का परमाणु क्रमांक $28$ है। $Ni$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^8 4s^2$ है।
जब $Ni$,$Ni^{2+}$ धनायन बनाता है,तो यह $4s$ कक्षक से दो इलेक्ट्रॉन खो देता है।
अतः,$Ni^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^8$ है।
$3d^8$ विन्यास में,हुंड के नियम के अनुसार पांच $3d$ कक्षकों में इलेक्ट्रॉन भरे जाते हैं:
- पहले पांच इलेक्ट्रॉन पांच कक्षकों में अकेले भरे जाते हैं।
- अगले तीन इलेक्ट्रॉन पहले तीन कक्षकों में युग्मित हो जाते हैं।
इससे दो कक्षकों में अकेले इलेक्ट्रॉन रह जाते हैं।
इसलिए,$Ni^{2+}$ धनायन में $2$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।

(D) $MX_3$ अणु के लिए द्विध्रुव आघूर्ण शून्य होने के लिए,इसकी ज्यामिति त्रिकोणीय समतलीय $(trigonal planar)$ होनी चाहिए।
त्रिकोणीय समतलीय ज्यामिति में,केंद्रीय परमाणु $M$ $sp^2$ संकरण $(hybridization)$ से गुजरता है।
ये $3$ $sp^2$ हाइब्रिड ऑर्बिटल्स $X$ परमाणुओं के साथ $3$ $\sigma$ बंध बनाते हैं,जिसके परिणामस्वरूप एक सममित संरचना प्राप्त होती है जहाँ व्यक्तिगत बंध द्विध्रुव एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं।

(A) दिए गए अणुओं के लिए बंध कोण इस प्रकार हैं:
$1$. $CO_2$: यह अणु $sp$ संकरण के कारण रेखीय है,जिसका बंध कोण $180^\circ$ है।
$2$. $CH_4$: यह अणु चतुष्फलकीय ज्यामिति और $sp^3$ संकरण के साथ $109.5^\circ$ का बंध कोण रखता है।
$3$. $NH_3$: यह अणु त्रिकोणीय पिरामिडल ज्यामिति और $sp^3$ संकरण के साथ $107^\circ$ का बंध कोण रखता है।
$4$. $H_2O$: यह अणु बेंट ज्यामिति और $sp^3$ संकरण के साथ $104.5^\circ$ का बंध कोण रखता है।
अतः,$CO_2$ में बंध कोण सबसे अधिक है।

(C) सबसे प्रबल अंतर-आणविक हाइड्रोजन बंध बनाने वाले अणुओं का युग्म फॉर्मिक एसिड $(HCOOH)$ और एसिटिक एसिड $(CH_3COOH)$ है।
हाइड्रोजन बंध तब बनता है जब एक हाइड्रोजन परमाणु अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणु ($N$,$O$,या $F$) से सहसंयोजक रूप से जुड़ा होता है और दूसरे विद्युत ऋणात्मक परमाणु के साथ आकर्षण अनुभव करता है।
कार्बोक्सिलिक एसिड के मामले में,वे दो अंतर-आणविक हाइड्रोजन बंधों के माध्यम से स्थिर चक्रीय डाइमर बनाते हैं।
ये डाइमर कार्बोक्सिलेट समूह की अनुनाद-स्थिर संरचना के कारण अत्यधिक स्थिर होते हैं,जो इन्हें $H_2O$ या $H_2O_2$ में पाए जाने वाले हाइड्रोजन बंधों से अधिक मजबूत बनाते हैं।

(A) वर्ग माध्य मूल वेग $(V_{rms})$ का सूत्र $V_{rms} = \sqrt{\frac{3RT}{M}}$ है।
औसत वेग $(V_{av})$ का सूत्र $V_{av} = \sqrt{\frac{8RT}{\pi M}}$ है।
अनुपात $\frac{V_{rms}}{V_{av}} = \sqrt{\frac{3RT}{M} \times \frac{\pi M}{8RT}} = \sqrt{\frac{3\pi}{8}}$ होता है।
$\pi \approx 3.14$ रखने पर,$\sqrt{\frac{3 \times 3.14}{8}} = \sqrt{1.1775} \approx 1.086$ प्राप्त होता है।
अतः,अनुपात $1.086 : 1$ है।

(B) वह तापमान जिस पर एक वास्तविक गैस दबाव की एक सराहनीय सीमा पर आदर्श गैस की तरह व्यवहार करती है,उसे $Boyle$ तापमान या $Boyle$ बिंदु के रूप में जाना जाता है।
इस तापमान पर,दबाव की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए संपीड़ितता कारक $Z$,$1$ के करीब रहता है।

(D) किसी दी गई अभिक्रिया के लिए साम्य स्थिरांक ($K_c$ या $K_p$) केवल तापमान का फलन होता है।
यह उत्प्रेरक के उपयोग,दाब में परिवर्तन,या अभिकारकों या उत्पादों की प्रारंभिक सांद्रता में परिवर्तन के साथ नहीं बदलता है।
अतः,सही विकल्प $(D)$ है।

(C) दी गई अभिक्रिया $2SO_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2SO_3(g) + Q \ \text{cal}$ है।
चूंकि अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी है ($+ Q \ \text{cal}$ द्वारा इंगित),ली-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,कम तापमान साम्यावस्था को अग्र दिशा में स्थानांतरित करेगा ताकि अधिक $SO_3$ का उत्पादन हो सके।
साथ ही,गैसीय अभिकारकों के मोलों की संख्या $3$ है ($2$ मोल $SO_2$ और $1$ मोल $O_2$) और गैसीय उत्पादों के मोलों की संख्या $2$ है $(SO_3)$।
चूंकि बाएं से दाएं जाने पर आयतन घटता है,इसलिए उच्च दबाव साम्यावस्था को अग्र दिशा में स्थानांतरित करेगा ताकि अधिक $SO_3$ का उत्पादन हो सके।
अतः,सबसे उपयुक्त स्थितियाँ कम तापमान और उच्च दबाव हैं।

(B) अभिक्रिया: $2NH_3 \rightleftharpoons N_2 + 3H_2$.
प्रारंभिक मोल: $a$,$0$,$0$.
साम्यावस्था पर मोल: $(a - 2x)$,$x$,$3x$.
साम्यावस्था पर कुल मोल: $a + 2x$.
$27 \ ^{\circ}C$ $(300 \ K)$ पर $a$ मोल $NH_3$ का दबाव $15 \ atm$ है।
$347 \ ^{\circ}C$ $(620 \ K)$ पर $a$ मोल $NH_3$ का दबाव $p$ है,तो $\frac{15}{300} = \frac{p}{620}$,जिससे $p = 31 \ atm$ प्राप्त होता है।
स्थिर आयतन और तापमान पर $P \propto n$ होने के कारण,$\frac{a + 2x}{a} = \frac{50}{31}$.
$\frac{2x}{a} = \frac{50}{31} - 1 = \frac{19}{31}$.
अपघटित $NH_3$ का प्रतिशत $= \frac{19}{31} \times 100 \approx 61.3 \%$.

(B) पिघला हुआ $NaCl$,$Na^+$ और $Cl^-$ आयनों के रूप में मौजूद होता है।
चूंकि ये आयन पिघली हुई अवस्था में स्वतंत्र रूप से गति कर सकते हैं,इसलिए वे आवेश वाहक के रूप में कार्य करते हैं,जिससे पदार्थ विद्युत का संचालन कर पाता है।

(B) शुद्ध जल के लिए,हाइड्रोनियम आयनों की सांद्रता हाइड्रॉक्साइड आयनों की सांद्रता के बराबर होती है: $[H_3O^{+}] = [OH^{-}]$.
दिया गया है $[H_3O^{+}] = 10^{-6}\,M$,इसलिए $[OH^{-}] = 10^{-6}\,M$.
जल का आयनिक गुणनफल $K_w = [H_3O^{+}][OH^{-}]$ के रूप में परिभाषित है।
मान रखने पर: $K_w = (10^{-6}) \times (10^{-6}) = 10^{-12}$.

(B) एक अम्लीय बफर विलयन एक दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार के साथ उसके लवण को मिलाकर तैयार किया जाता है।
$CH_3COOH$ एक दुर्बल अम्ल है और $CH_3COONa$ प्रबल क्षार $(NaOH)$ के साथ इसका लवण है।
अतः,$CH_3COOH + CH_3COONa$ का मिश्रण एक अम्लीय बफर बनाता है।

(C) एक प्रबल अम्ल के बहुत तनु विलयन के लिए,जल के स्वतः-आयनन से प्राप्त $H^+$ आयनों के योगदान को नगण्य नहीं माना जा सकता है।
कुल $[H^+] = [H^+]_{HCl} + [H^+]_{H_2O} = 10^{-8} + 10^{-7} = 10^{-8} + 10 \times 10^{-8} = 11 \times 10^{-8} \ M$.
$pH = -\log[H^+] = -\log(11 \times 10^{-8}) = 8 - \log(11) \approx 8 - 1.04 = 6.96$.
चूंकि विलयन अम्लीय है,इसलिए $pH$ का मान $7$ से थोड़ा कम होना चाहिए। अतः,$6 < pH < 7$।

(A) संयुग्मी क्षार की प्रबलता उसके संगत अम्ल की प्रबलता के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
क्लोरीन के ऑक्सीअम्लों की अम्लीय प्रबलता का क्रम $HClO < HClO_2 < HClO_3 < HClO_4$ है।
चूंकि $HClO$ दिए गए विकल्पों में सबसे दुर्बल अम्ल है,इसलिए इसका संयुग्मी क्षार $ClO^-$ सबसे प्रबल ब्रोंस्टेड क्षार है।

(A) $N_2H_4$ में,$H$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+1$ है। मान लीजिए $N$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है।
$2x + 4(+1) = 0 \implies 2x = -4 \implies x = -2$.
जब $N_2H_4$ का $1 \ mol$,$10 \ mol$ इलेक्ट्रॉन खोता है,तो कुल ऑक्सीकरण अवस्था में $10$ की वृद्धि होती है।
मान लीजिए $Y$ में $N$ की ऑक्सीकरण अवस्था $a$ है।
चूंकि $N$ के $2$ परमाणु हैं,इसलिए कुल परिवर्तन $2(a - (-2)) = 10$ होगा।
$2(a + 2) = 10
$a + $2$ = $5$
$a = +3$.

(C) निर्जल एल्युमिनियम क्लोराइड वाष्प अवस्था और अध्रुवीय विलायकों में डाइमर $(Al_2Cl_6)$ के रूप में मौजूद होता है।
$Al$ परमाणु के अपूर्ण अष्टक के कारण यह एक प्रबल लुईस अम्ल है।
अपने लुईस अम्लीय स्वभाव के कारण,यह नमी की उपस्थिति में आसानी से जल-अपघटित हो जाता है।
यह वायुमंडलीय दबाव पर $178\,^oC$ पर ऊर्ध्वपातित होता है,लेकिन निर्वात में यह कम तापमान पर ऊर्ध्वपातित हो सकता है।

(B) कार्बोकेशन का स्थिरता क्रम $3^{\circ} > 2^{\circ} > 1^{\circ} > \text{मिथाइल}$ है।
$(CH_3)_3C^{+}$ एक $3^{\circ}$ (tert-ब्यूटाइल) कार्बोकेशन है,$(CH_3)_2CH^{+}$ एक $2^{\circ}$ (sec-ब्यूटाइल) कार्बोकेशन है,और $CH_3CH_2^+$ एक $1^{\circ}$ (n-ब्यूटाइल) कार्बोकेशन है।
प्रेरणिक प्रभाव (inductive effect) और अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) के कारण धनावेशित कार्बन से जुड़े एल्काइल समूहों की संख्या बढ़ने से कार्बोकेशन की स्थिरता बढ़ती है,इसलिए $3^{\circ}$ कार्बोकेशन सबसे अधिक स्थिर होता है।
अतः,सही विकल्प $(b)$ है।

(D) आणविक सूत्र $C_{4}H_{10}O$ अल्कोहल और ईथर दोनों को दर्शाता है।
$1$. स्थान समावयवता: $CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}OH$ (ब्यूटेन-$1$-ऑल) और $CH_{3}CH(OH)CH_{2}CH_{3}$ (ब्यूटेन-$2$-ऑल) स्थान समावयवी हैं।
$2$. क्रियात्मक समूह समावयवता: $CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}OH$ (एक अल्कोहल) और $CH_{3}CH_{2}OCH_{2}CH_{3}$ (एक ईथर) क्रियात्मक समावयवी हैं।
$3$. मध्यवयवता: $CH_{3}OCH_{2}CH_{2}CH_{3}$ (मिथाइल प्रोपाइल ईथर) और $CH_{3}CH_{2}OCH_{2}CH_{3}$ (डाईइथाइल ईथर) मध्यवयवी हैं क्योंकि ऑक्सीजन परमाणु के चारों ओर एल्काइल समूहों का वितरण अलग-अलग है।
अतः,यह यौगिक इन सभी प्रकार की समावयवता को प्रदर्शित कर सकता है।

(D) डाईएथिल ईथर का आणविक सूत्र $C_4H_{10}O$ है।
$n$-प्रोपिल मेथिल ईथर $(CH_3-O-CH_2-CH_2-CH_3)$,ब्यूटेन-$1$-ऑल $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-OH)$,और $2$-मेथिलप्रोपेन-$2$-ऑल $((CH_3)_3C-OH)$ सभी का आणविक सूत्र $C_4H_{10}O$ है,जो उन्हें डाईएथिल ईथर का समावयवी बनाता है।
ब्यूटेनोन $(CH_3-CO-CH_2-CH_3)$ का आणविक सूत्र $C_4H_8O$ है।
चूंकि आणविक सूत्र अलग हैं,इसलिए ब्यूटेनोन डाईएथिल ईथर का समावयवी नहीं है।
अतः,सही विकल्प $(D)$ है।

(C) कार्बन-कार्बन बंध दूरी कार्बन परमाणुओं के संकरण पर निर्भर करती है।
$Ethyne$ $(C_2H_2)$ में,$C-C$ बंध $sp$ संकरण वाला एक त्रि-बंध है,जिसकी बंध लंबाई $1.20 \ \mathring{A}$ है।
$Ethene$ $(C_2H_4)$ में,$C-C$ बंध $sp^2$ संकरण वाला एक द्वि-बंध है,जिसकी बंध लंबाई $1.34 \ \mathring{A}$ है।
$Benzene$ $(C_6H_6)$ में,अनुनाद के कारण $C-C$ बंध लंबाई $1.39 \ \mathring{A}$ है।
$Ethane$ $(C_2H_6)$ में,$C-C$ बंध $sp^3$ संकरण वाला एक एकल बंध है,जिसकी बंध लंबाई $1.54 \ \mathring{A}$ है।
अतः,अधिकतम कार्बन-कार्बन बंध दूरी $Ethane$ में पाई जाती है।

(A) बेयर के तनाव सिद्धांत के अनुसार,साइक्लोऐल्केन में कोणीय तनाव $109.5^o$ के आदर्श चतुष्फलकीय कोण से बंध कोण के विचलन से संबंधित है।
$Cyclopropane$ का बंध कोण $60^o$ है,जो आदर्श चतुष्फलकीय कोण से सबसे बड़ा विचलन है,जिससे यह सबसे अधिक तनावग्रस्त और सबसे अधिक अभिक्रियाशील साइक्लोऐल्केन बन जाता है।
अतः,सही विकल्प $(A)$ है।

(C) सही उत्तर $(C)$ है।
$CH_{2}=C=CH_{2}$ (प्रोपाडाईन) में,अंतिम कार्बन परमाणु $sp^{2}$ संकरित होते हैं क्योंकि वे दो हाइड्रोजन परमाणुओं और एक कार्बन परमाणु से द्वि-आबंध द्वारा जुड़े होते हैं।
केंद्रीय कार्बन परमाणु $sp$ संकरित होता है क्योंकि यह दो द्वि-आबंधों द्वारा दो कार्बन परमाणुओं से जुड़ा होता है।

(A) मुक्त मूलक हैलोजनीकरण में हैलोजन की अभिक्रियाशीलता का क्रम $F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2$ है।
फ्लोरीन अपने छोटे आकार और उच्च विद्युत ऋणात्मकता के कारण सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील हैलोजन है,जो अभिक्रिया को अत्यधिक ऊष्माक्षेपी और अक्सर विस्फोटक बनाता है।

(C) बेंजीन में व्यक्तिगत कार्बन-कार्बन बंधों की बंध कोटि $1.5$ है,जो $1$ और $2$ के बीच होती है।
यह $C_6H_6$ की अनुनाद (resonance) संरचना के कारण है।
बेंजीन अणु में,$\pi$-इलेक्ट्रॉन पूरे वलय पर विस्थानीकृत (delocalized) होते हैं।
बेंजीन में प्रत्येक कार्बन-कार्बन बंध समान होता है,और बंध कोटि की गणना अनुनाद संरचनाओं में एकल और द्वि-बंधों के औसत के रूप में की जाती है,जो $(1+2)/2 = 1.5$ है।

(D) डाईएथिल ईथर $(C_2H_5-O-C_2H_5)$ का आणविक सूत्र $C_4H_{10}O$ है।
समावयवी वे यौगिक होते हैं जिनका आणविक सूत्र समान होता है लेकिन संरचना भिन्न होती है।
$n-$प्रोपिल मेथिल ईथर $(CH_3-O-CH_2-CH_2-CH_3)$ का सूत्र $C_4H_{10}O$ है।
ब्यूटेन$-1-$ऑल $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-OH)$ का सूत्र $C_4H_{10}O$ है।
$2-$मेथिलप्रोपेन$-2-$ऑल $(CH_3-C(OH)(CH_3)-CH_3)$ का सूत्र $C_4H_{10}O$ है।
ब्यूटेनोन $(CH_3-CO-CH_2-CH_3)$ का आणविक सूत्र $C_4H_8O$ है।
अतः,ब्यूटेनोन डाईएथिल ईथर का समावयवी नहीं है।

(D) $170\,^{\circ}C$ पर सांद्र $H_2SO_4$ के साथ इथेनॉल की अभिक्रिया एक निर्जलीकरण अभिक्रिया है।
इस प्रक्रिया में,इथेनॉल पानी के एक अणु को हटाकर एथीन बनाता है।
रासायनिक समीकरण:
$C_2H_5OH \xrightarrow{\text{Conc. } H_2SO_4, 170\,^{\circ}C} C_2H_4 + H_2O$
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(C) तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार हैं: $C (2s^2 2p^2)$,$N (2s^2 2p^3)$,$O (2s^2 2p^4)$,$F (2s^2 2p^5)$.
पहले इलेक्ट्रॉन के निष्कासन के बाद,विन्यास इस प्रकार हो जाते हैं: $C^+ (2s^2 2p^1)$,$N^+ (2s^2 2p^2)$,$O^+ (2s^2 2p^3)$,$F^+ (2s^2 2p^4)$.
द्वितीय आयनन विभव में इन धनायनों से एक इलेक्ट्रॉन निकालना शामिल है।
$O^+$ में एक स्थिर अर्ध-पूर्ण $2p^3$ विन्यास होता है,जिससे इलेक्ट्रॉन निकालना सबसे कठिन होता है।
आवर्ती प्रवृत्ति और स्थिरता का पालन करते हुए,द्वितीय आयनन विभव का क्रम $O > F > N > C$ है।

(B) मान लीजिए $f(x) = ax^2 + bx + c$ और $g(x) = 1 + \cos^8 x$ है। दिया गया समीकरण $\int_{0}^{1} g(x)f(x) dx = \int_{0}^{2} g(x)f(x) dx$ है।
इसे $\int_{0}^{1} g(x)f(x) dx = \int_{0}^{1} g(x)f(x) dx + \int_{1}^{2} g(x)f(x) dx$ के रूप में लिखा जा सकता है।
दोनों पक्षों से $\int_{0}^{1} g(x)f(x) dx$ घटाने पर,हमें $\int_{1}^{2} g(x)f(x) dx = 0$ प्राप्त होता है।
चूंकि $g(x) = 1 + \cos^8 x$ सभी वास्तविक $x$ के लिए हमेशा धनात्मक है,अंतराल $(1, 2)$ पर $g(x)f(x)$ का समाकलन केवल तभी शून्य हो सकता है यदि $f(x)$ अंतराल $(1, 2)$ में अपना चिह्न बदले।
इंटरमीडिएट वैल्यू थ्योरम के अनुसार,यदि एक सतत फलन $f(x)$ अंतराल $(1, 2)$ में चिह्न बदलता है,तो कम से कम एक बिंदु $c \in (1, 2)$ ऐसा होना चाहिए कि $f(c) = 0$ हो।
चूंकि $(1, 2) \subset (0, 2)$,इसलिए द्विघात समीकरण $ax^2 + bx + c = 0$ का $(0, 2)$ में कम से कम एक मूल होना चाहिए।

(C) रदरफोर्ड का $\alpha-$कणों के प्रकीर्णन का प्रयोग पहली बार दर्शाता है कि परमाणु में एक नाभिक होता है।
उन्होंने देखा कि धनावेशित $\alpha-$कण परमाणु के केंद्र में स्थित धनावेश द्वारा प्रतिकर्षित और विक्षेपित हो रहे थे।
रदरफोर्ड ने परमाणु के इस धनावेशित केंद्रीय भाग को नाभिक नाम दिया।

(B) पिघली हुई अवस्था में,$NaCl$ का आयनिक जालक टूट जाता है,जिससे $Na^+$ और $Cl^-$ आयन स्वतंत्र रूप से गति कर सकते हैं।
चूंकि विद्युत का संचालन आवेशित कणों की गति द्वारा होता है,इसलिए इन मुक्त आयनों की उपस्थिति के कारण पिघला हुआ $NaCl$ विद्युत का संचालन करता है।

(B) रेडियोधर्मी क्षय का नियम $N = N_0 e^{-\lambda t}$ है,जहाँ $N/N_0 = 1/20$ है।
दोनों तरफ प्राकृतिक लघुगणक लेने पर: $\ln(1/20) = -\lambda t$,जिसका अर्थ है $\ln(20) = \lambda t$.
हम जानते हैं कि $\lambda = \frac{\ln 2}{t_{1/2}}$,जहाँ $t_{1/2} = 3.8 \ days$ है।
$\lambda$ का मान रखने पर: $\ln(20) = \frac{\ln 2}{3.8} \times t$.
$t = 3.8 \times \frac{\ln 20}{\ln 2} = 3.8 \times \log_2(20)$.
आधार परिवर्तन सूत्र का उपयोग करने पर: $t = 3.8 \times \frac{\log_{10} 20}{\log_{10} 2} = 3.8 \times \frac{\log_{10} (2 \times 10)}{\log_{10} 2} = 3.8 \times \frac{1 + \log_{10} 2}{\log_{10} 2}$.
दिया गया है कि $\log_{10} 2 \approx 0.3010$,इसलिए $t = 3.8 \times \frac{1 + 0.3010}{0.3010} = 3.8 \times \frac{1.3010}{0.3010} \approx 3.8 \times 4.322 = 16.42 \ days$.
निकटतम विकल्प के अनुसार,उत्तर $16.5 \ days$ है।

(C) फोटोग्राफिक फिल्म सिल्वर हैलाइड $(AgX)$ क्रिस्टल से लेपित होती है।
जब चित्र लिया जाता है,तो फिल्म प्रकाश के संपर्क में आती है,जिससे $AgX$ में मौजूद $Ag^+$ आयन अपचयित होकर अपारदर्शी सिल्वर धातु में बदल जाते हैं।
यह अपारदर्शी धातु छवि बनाती है। स्पष्ट छवि प्राप्त करने के लिए,अप्रयुक्त $AgX$ को हटाना आवश्यक है।
यह हाइपो-विलयन का उपयोग करके किया जाता है,जो सोडियम थायोसल्फेट $(Na_2S_2O_3)$ का विलयन है।
सोडियम थायोसल्फेट अप्रयुक्त सिल्वर ब्रोमाइड $(AgBr)$ के साथ अभिक्रिया करके एक जल-घुलनशील संकुल $Na_3[Ag(S_2O_3)_2]$ बनाता है,जिसे बाद में धो दिया जाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $2Na_2S_2O_3 + AgBr \rightarrow Na_3[Ag(S_2O_3)_2] + NaBr$.
अतः,हाइपो का उपयोग इसके संकुल बनाने के व्यवहार के कारण किया जाता है।

(B) कार्बोनियम आयनों (कार्बोकेशन) का स्थायित्व इस क्रम का पालन करता है: $3^\circ > 2^\circ > 1^\circ > \text{मिथाइल}$।
$tert$-ब्यूटाइल कार्बोकेशन एक $3^\circ$ कार्बोकेशन है,जो तीन मिथाइल समूहों के प्रेरणिक प्रभाव $(+I)$ और अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) द्वारा स्थिर होता है।
इसलिए,दिए गए विकल्पों में $tert$-ब्यूटाइल कार्बोकेशन सबसे अधिक स्थिर है।

(A) माना कि गोली का द्रव्यमान $m\,g$ है।
गोली को उसके गलनांक तक पहुँचने और पिघलने के लिए आवश्यक ऊष्मा $Q_1 = mc\Delta\theta + mL$ द्वारा दी जाती है।
मान रखने पर: $Q_1 = m \times 0.03 \times (327 - 27) + m \times 6 = m \times 0.03 \times 300 + 6m = 9m + 6m = 15m\,cal$.
इसे जूल में बदलने पर: $Q_1 = 15m \times 4.2 = 63m\,J$.
गोली की गतिज ऊर्जा $K.E. = \frac{1}{2}mv^2$ है,जहाँ $m$ का मान $kg$ में है। चूँकि $m$ ग्राम में है,इसलिए $m_{kg} = m \times 10^{-3}$.
अतः,$K.E. = \frac{1}{2} \times (m \times 10^{-3}) \times v^2 = 0.5 \times 10^{-3} mv^2\,J$.
चूँकि $25\%$ ऊष्मा बाधा द्वारा अवशोषित होती है,इसलिए $75\%$ गतिज ऊर्जा गोली द्वारा उसे पिघलाने के लिए अवशोषित की जाती है।
इसलिए,$0.75 \times (0.5 \times 10^{-3} mv^2) = 63m$.
$0.375 \times 10^{-3} v^2 = 63$.
$v^2 = \frac{63}{0.375 \times 10^{-3}} = \frac{63}{0.000375} = 168000$.
$v = \sqrt{168000} \approx 409.88\,m/s \approx 410\,m/s$.

(A) गोली की गतिज ऊर्जा $K.E. = \frac{1}{2}mv^2$ है।
चूंकि $25\%$ ऊष्मा बाधा द्वारा अवशोषित होती है,इसलिए $75\%$ गतिज ऊर्जा का उपयोग गोली को गर्म करने और पिघलाने में किया जाता है।
गोली को गलनांक तक गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा: $Q_1 = mc\Delta T = m \times 0.03 \times (327 - 27) = 9m\,cal$.
गोली को पिघलाने के लिए आवश्यक ऊष्मा: $Q_2 = mL = m \times 6 = 6m\,cal$.
कुल आवश्यक ऊष्मा: $Q = 15m\,cal = 15m \times 4.2 = 63m\,J$.
$75\%$ गतिज ऊर्जा $= Q$ रखने पर: $0.75 \times \frac{1}{2} \times (m \times 10^{-3}) \times v^2 = 15m \times 4.2$.
$0.375 \times 10^{-3} \times v^2 = 63$.
$v^2 = 168000$.
$v \approx 410\,m/s$.

(C) जब कोई विलयन राउल्ट के नियम से धनात्मक विचलन दर्शाता है,तो उसमें मौजूद अंतर-आणविक बल शुद्ध घटकों की तुलना में कमजोर होते हैं।
इसके परिणामस्वरूप आदर्श विलयन की तुलना में विलयन का कुल वाष्प दाब बढ़ जाता है।
चूंकि वाष्प दाब अधिक होता है,इसलिए विलयन कम तापमान पर वायुमंडलीय दाब तक पहुँच जाता है।
अतः,एज़ियोट्रोपिक मिश्रण अपने दोनों शुद्ध घटकों की तुलना में कम तापमान पर उबलता है।
इसलिए,सही विकल्प $C$ है।

(B) पिघला हुआ सोडियम क्लोराइड $(NaCl)$ तरल अवस्था में होता है जहाँ आयनिक जालक टूट जाता है,जिसके परिणामस्वरूप मुक्त $Na^+$ और $Cl^-$ आयन उत्पन्न होते हैं। ये मुक्त आयन विद्युत के संचालन के लिए उत्तरदायी होते हैं।

(C) फोटोग्राफी में,सोडियम थायोसल्फेट $(Na_2S_2O_3 \cdot 5H_2O)$,जिसे आमतौर पर 'हाइपो' कहा जाता है,का उपयोग फिक्सिंग एजेंट के रूप में किया जाता है।
यह फोटोग्राफिक फिल्म से अनएक्सपोज्ड सिल्वर ब्रोमाइड $(AgBr)$ को एक घुलनशील संकुल,सोडियम डाइथायोसल्फेटोअर्जेंटेट$(I)$ बनाकर घोल देता है,जिसकी अभिक्रिया इस प्रकार है:
$AgBr(s) + 2Na_2S_2O_3(aq) \rightarrow Na_3[Ag(S_2O_3)_2](aq) + NaBr(aq)$.
अतः,इसका उपयोग इसके संकुल बनाने के व्यवहार के कारण होता है।

(D) $HF$ एक बहुत ही दुर्बल अपचायक (reducing agent) है क्योंकि $F^-$ आयन की जलयोजन ऊर्जा बहुत अधिक होती है और $F-F$ बंध बहुत मजबूत होता है।
परिणामस्वरूप,$HF$ एक अपचायक के रूप में कार्य नहीं करता है और इसे दिए गए किसी भी ऑक्सीकारक द्वारा ऑक्सीकृत नहीं किया जा सकता है।

(D) एक एज़ियोट्रोपिक मिश्रण एक स्थिर क्वथनांक वाला मिश्रण होता है जो एक शुद्ध तरल की तरह व्यवहार करता है।
चूंकि यह अपने संघटन को बदले बिना एक स्थिर तापमान पर उबलता है,इसलिए साधारण आसवन द्वारा एज़ियोट्रोपिक मिश्रण के घटकों को अलग करना संभव नहीं है।
इसलिए,इस मिश्रण से न तो $HCl$ और न ही $H_2O$ को उनकी शुद्ध अवस्था में प्राप्त किया जा सकता है।

(C) जब कोई विलयन राउल्ट के नियम से धनात्मक विचलन दर्शाता है,तो विलेय और विलायक के अणुओं के बीच के अंतर-आणविक बल शुद्ध घटकों में मौजूद बलों की तुलना में कमजोर होते हैं।
इसके परिणामस्वरूप आदर्श विलयन की तुलना में विलयन का कुल वाष्प दाब बढ़ जाता है।
चूंकि वाष्प दाब अधिक होता है,इसलिए विलयन अपने शुद्ध घटकों की तुलना में कम तापमान पर क्वथनांक प्राप्त कर लेता है। इसे न्यूनतम-क्वथनांक एज़ियोट्रोप के रूप में जाना जाता है।

(A) $\alpha$-कण एक हीलियम नाभिक है,जिसे $_{2}He^{4}$ के रूप में दर्शाया जाता है।
जब एक रेडियोधर्मी नाभिक $\alpha$-कण उत्सर्जित करता है,तो उसकी द्रव्यमान संख्या $4$ से कम हो जाती है और परमाणु क्रमांक $2$ से कम हो जाता है।
नाभिकीय अभिक्रिया है: $_{92}U^{238} \to _{90}Th^{234} + _{2}He^{4}$।
अतः,उत्पाद की द्रव्यमान संख्या $234$ और परमाणु क्रमांक $90$ है।

(D) $1^{st}$ कोटि की अभिक्रिया का विशिष्ट दर स्थिरांक $(k)$ अभिकारकों या उत्पादों की सांद्रता या अभिक्रिया के समय पर निर्भर नहीं करता है।
यह एक विशिष्ट तापमान पर अभिक्रिया के लिए एक अभिलक्षणिक स्थिरांक है।
आरेनियस समीकरण,$k = A e^{-E_a / RT}$ के अनुसार,दर स्थिरांक अभिक्रिया के तापमान पर महत्वपूर्ण रूप से निर्भर करता है।

(A) अपचायक की शक्ति उसके मानक अपचयन विभव $(E^\circ)$ के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
दिए गए मानों की तुलना करने पर:
$E^\circ (Zn^{2+}/Zn) = -0.762 \ V$
$E^\circ (Cr^{3+}/Cr) = -0.740 \ V$
$E^\circ (H^+/H_2) = 0.00 \ V$
$E^\circ (Fe^{3+}/Fe^{2+}) = 0.770 \ V$
चूंकि $Zn_{(s)}$ का मानक अपचयन विभव सबसे अधिक ऋणात्मक $(-0.762 \ V)$ है,इसलिए इसमें इलेक्ट्रॉन त्यागने की प्रवृत्ति सबसे अधिक है और यह सबसे प्रबल अपचायक है।

(B) क्लोरीन,ब्रोमीन से अधिक अभिक्रियाशील है और यह ब्रोमीन को उसके लवण विलयन से विस्थापित कर देता है।
जब क्लोरीन को पोटेशियम ब्रोमाइड के विलयन में मिलाया जाता है,तो ब्रोमीन क्लोरीन द्वारा विस्थापित होकर पोटेशियम क्लोराइड बनाता है।
रासायनिक अभिक्रिया है: $2 KBr + Cl_2 \rightarrow 2 KCl + Br_2$.
चूंकि क्लोरीन का अपचयन विभव (reduction potential) ब्रोमीन से अधिक होता है,इसलिए यह एक प्रबल ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है और ब्रोमीन को प्रभावी ढंग से हटा देता है।

(C) $ZnCl_2 +$ सांद्र $HCl$ के साथ अल्कोहल की अभिक्रिया को $Lucas$ परीक्षण के रूप में जाना जाता है।
$3^o$ अल्कोहल तुरंत अभिक्रिया करके धुंधलापन उत्पन्न करते हैं।
$2^o$ अल्कोहल लगभग $5$ मिनट के बाद अभिक्रिया देते हैं।
$1^o$ अल्कोहल कमरे के तापमान पर अभिक्रिया नहीं देते हैं।
दिए गए विकल्पों में से,$(CH_3)_3C-OH$ ($2-$मिथाइलप्रोपेन$-2-$ऑल) एक $3^o$ अल्कोहल है,जो तुरंत धुंधलापन उत्पन्न करता है।

(A) द्वितीयक एमीन कम तापमान $(273-278 \ K)$ पर नाइट्रस अम्ल $(HNO_2)$ के साथ अभिक्रिया करके $N$-नाइट्रोसोएमीन बनाते हैं,जो पीले तैलीय द्रव होते हैं।
$(C_2H_5)_2NH + HONO \to (C_2H_5)_2N-N=O + H_2O$
डाइएथिलएमीन एक द्वितीयक एमीन है,इसलिए यह डाइएथिल नाइट्रोसोएमीन बनाता है।

(D) . $F^-$ हैलाइड्स में सबसे प्रबल अपचायक है,लेकिन $F_2$ सबसे प्रबल ऑक्सीकारक है। $F^-$ का $F_2$ में ऑक्सीकरण किसी भी रासायनिक ऑक्सीकारक द्वारा संभव नहीं है क्योंकि $F^-$ का मानक ऑक्सीकरण विभव बहुत कम (अत्यधिक ऋणात्मक) होता है। इसलिए,$F^-$ का $F_2$ में ऑक्सीकरण केवल विद्युत अपघटन (electrolysis) द्वारा ही संभव है।