IIT JEE 2016 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Hindi

(B) समूह $13$ के तत्वों की परमाणु त्रिज्या सामान्यतः समूह में नीचे जाने पर बढ़ती है क्योंकि नई कक्षाएं जुड़ती हैं।
हालाँकि, $Al$ और $Ga$ के बीच एक विसंगति है।
$Al$ की परमाणु त्रिज्या लगभग $143 \text{ pm}$ है, जबकि $Ga$ की परमाणु त्रिज्या लगभग $135 \text{ pm}$ है।
ऐसा इसलिए होता है क्योंकि $Ga$, $3d$ संक्रमण श्रेणी के बाद आता है, जहाँ $d$-इलेक्ट्रॉन बाहरी इलेक्ट्रॉनों के लिए नाभिकीय आवेश से खराब परिरक्षण (shielding) प्रदान करते हैं।
परिणामस्वरूप, प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ जाता है, जिससे $Ga$ की परमाणु त्रिज्या $Al$ से कम हो जाती है।
अतः, सही बढ़ता क्रम $Ga < Al < In < Tl$ है।

(D) बोरेक्स का सही सूत्र $Na_2\left[B_4O_5(OH)_4\right] \cdot 8H_2O$ है।
$1$. बोरेक्स में एक चतुष्केन्द्रीय इकाई $\left[B_4O_5(OH)_4\right]^{2-}$ होती है,जिसमें दो $sp^3$ संकरित बोरॉन परमाणु और दो $sp^2$ संकरित बोरॉन परमाणु होते हैं।
$2$. चूंकि दो $sp^3$ और दो $sp^2$ बोरॉन परमाणु हैं,इसलिए $sp^2$ और $sp^3$ संकरित बोरॉन परमाणुओं की संख्या समान है।
$3$. संरचना में,चारों बोरॉन परमाणुओं में से प्रत्येक एक टर्मिनल हाइड्रॉक्साइड $(-OH)$ समूह से जुड़ा होता है।
$4$. $sp^3$ संकरित बोरॉन परमाणुओं की चतुष्फलकीय ज्यामिति के कारण सभी बोरॉन परमाणु एक ही तल में नहीं होते हैं।
अतः,कथन $A$,$C$ और $D$ सही हैं।

(B) केंद्रीय परमाणु पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या निर्धारित करने के लिए,हम सूत्र का उपयोग करते हैं: $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} \times (V - N - C)$,जहाँ $V$ केंद्रीय परमाणु के संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं,$N$ इससे जुड़े एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है,और $C$ अणु पर आवेश है।
$1$. $BrF_5$ के लिए: केंद्रीय परमाणु $Br$ में $7$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $5$ $F$ परमाणुओं से जुड़ा है। $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} \times (7 - 5) = 1$.
$2$. $ClF_3$ के लिए: केंद्रीय परमाणु $Cl$ में $7$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $3$ $F$ परमाणुओं से जुड़ा है। $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} \times (7 - 3) = 2$.
$3$. $XeF_4$ के लिए: केंद्रीय परमाणु $Xe$ में $8$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $4$ $F$ परमाणुओं से जुड़ा है। $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} \times (8 - 4) = 2$.
$4$. $SF_4$ के लिए: केंद्रीय परमाणु $S$ में $6$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $4$ $F$ परमाणुओं से जुड़ा है। $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} \times (6 - 4) = 1$.
अतः,$ClF_3$ और $XeF_4$ के केंद्रीय परमाणुओं पर $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म हैं। सही विकल्प $B$ है।

(A) विसरण गुणांक $D$ माध्य मुक्त पथ $\lambda$ और माध्य गति $v$ के समानुपाती होता है,इसलिए $D \propto \lambda \cdot v$।
हम जानते हैं कि माध्य मुक्त पथ $\lambda \propto \frac{T}{P}$ और माध्य गति $v \propto \sqrt{T}$ होती है।
इसलिए,$D \propto \frac{T}{P} \cdot \sqrt{T} = \frac{T^{3/2}}{P}$।
यह दिया गया है कि तापमान $T_f = 4T_i$ और दबाव $P_f = 2P_i$ है,इसलिए हम अनुपात लिख सकते हैं:
$\frac{D_f}{D_i} = \left( \frac{T_f}{T_i} \right)^{3/2} \cdot \left( \frac{P_i}{P_f} \right)$
$\frac{D_f}{D_i} = (4)^{3/2} \cdot \left( \frac{1}{2} \right)$
$\frac{D_f}{D_i} = 8 \cdot \frac{1}{2} = 4$।
अतः,$D_f = 4D_i$,जिसका अर्थ है कि $x = 4$।

(B) उदासीन या हल्के क्षारीय माध्यम में संतुलित रेडॉक्स अभिक्रिया है:
$8 MnO_4^{-} + 3 S_2O_3^{2-} + H_2O \rightarrow 8 MnO_2 + 6 SO_4^{2-} + 2 OH^{-}$
संतुलित समीकरण के रससमीकरणमिति (stoichiometry) के अनुसार,$8$ मोल $MnO_4^{-}$ से $6$ मोल $SO_4^{2-}$ प्राप्त होते हैं।
अतः,$X$ का मान $6$ है।

(B) प्रारंभिक पदार्थ $2$-ब्रोमोपेंटेन है। मोनोब्रोमिनेशन विभिन्न स्थितियों पर हो सकता है:
$1.$ $C-1$ पर प्रतिस्थापन: $1,2$-डाइब्रोमोपेंटेन बनाता है (कायरल,$2$ डायस्टेरियोमर्स)।
$2.$ $C-2$ पर प्रतिस्थापन: $2,2$-डाइब्रोमोपेंटेन बनाता है (अकायरल)।
$3.$ $C-3$ पर प्रतिस्थापन: $2,3$-डाइब्रोमोपेंटेन बनाता है (कायरल,$2$ डायस्टेरियोमर्स)।
$4.$ $C-4$ पर प्रतिस्थापन: $2,4$-डाइब्रोमोपेंटेन बनाता है (कायरल,$2$ डायस्टेरियोमर्स)।
$5.$ $C-5$ पर प्रतिस्थापन: $1,5$-डाइब्रोमोपेंटेन बनाता है (कायरल,$2$ डायस्टेरियोमर्स)।
दिए गए विकल्पों के अनुसार,सही उत्तर $4$ है।

(C) दिया गया समीकरण: $\sqrt{3} \sec x+\csc x+2(\tan x-\cot x)=0$
$\Rightarrow \sqrt{3} \sec x+\csc x=2(\cot x-\tan x)$
दोनों पक्षों को $2$ से विभाजित करने पर: $\frac{\sqrt{3}}{2} \sec x +\frac{1}{2} \csc x =\cot x -\tan x$
$\sec x=\frac{1}{\cos x}, \csc x=\frac{1}{\sin x}, \tan x=\frac{\sin x}{\cos x}, \cot x=\frac{\cos x}{\sin x}$ का उपयोग करने पर:
$\frac{\sqrt{3}}{2 \cos x}+\frac{1}{2 \sin x}=\frac{\cos x}{\sin x}-\frac{\sin x}{\cos x}$
$\sin x \cos x$ से गुणा करने पर:
$\frac{\sqrt{3}}{2} \sin x +\frac{1}{2} \cos x =\cos^2 x -\sin^2 x$
$\sin \frac{\pi}{3} = \frac{\sqrt{3}}{2}$ और $\cos \frac{\pi}{3} = \frac{1}{2}$ का उपयोग करने पर:
$\sin \frac{\pi}{3} \sin x+\cos \frac{\pi}{3} \cos x=\cos 2 x$
$\Rightarrow \cos \left(x-\frac{\pi}{3}\right)=\cos 2 x$
व्यापक हल: $2x = 2n\pi \pm (x - \frac{\pi}{3})$
स्थिति $1$: $2x = 2n\pi + x - \frac{\pi}{3} \Rightarrow x = 2n\pi - \frac{\pi}{3}$
$n=0$ के लिए,$x = -\frac{\pi}{3} \in S$.
स्थिति $2$: $2x = 2n\pi - (x - \frac{\pi}{3})$ $\Rightarrow 3x = 2n\pi + \frac{\pi}{3}$ $\Rightarrow x = \frac{2n\pi}{3} + \frac{\pi}{9}$
$n=0$ के लिए,$x = \frac{\pi}{9} \in S$.
$n=-1$ के लिए,$x = -\frac{2\pi}{3} + \frac{\pi}{9} = -\frac{5\pi}{9} \in S$.
$n=1$ के लिए,$x = \frac{2\pi}{3} + \frac{\pi}{9} = \frac{7\pi}{9} \in S$.
हलों का योग: $-\frac{\pi}{3} + \frac{\pi}{9} - \frac{5\pi}{9} + \frac{7\pi}{9} = \frac{-3\pi + \pi - 5\pi + 7\pi}{9} = 0$.

(B) सही कथन $(A)$ और $(C)$ हैं।
$(A)$ $C_2^{2-}$ में $14$ इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसका विन्यास $\sigma_{1s}^2 \sigma_{1s}^{*2} \sigma_{2s}^2 \sigma_{2s}^{*2} \pi_{2p_x}^2 \pi_{2p_y}^2 \sigma_{2p_z}^2$ है। चूंकि सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित हैं,इसलिए यह प्रतिचुंबकीय है।
$(B)$ $O_2^{2+}$ का बंध क्रम $3$ है और $O_2$ का $2$ है। उच्च बंध क्रम का अर्थ है छोटी बंध लंबाई। अतः,$O_2$ की बंध लंबाई $O_2^{2+}$ से अधिक है।
$(C)$ $N_2^{+}$ ($13$ इलेक्ट्रॉन) का बंध क्रम $(9-4)/2 = 2.5$ है। $N_2^{-}$ ($15$ इलेक्ट्रॉन) का बंध क्रम $(10-5)/2 = 2.5$ है। दोनों का बंध क्रम समान है।
$(D)$ $He_2^{+}$ का बंध क्रम $0.5$ है। चूंकि बंध क्रम शून्य नहीं है,इसलिए यह दो अलग $He$ परमाणुओं की तुलना में अधिक स्थिर है,जिसका अर्थ है कि इसकी ऊर्जा कम है।

(A) अभिक्रिया $(A)$: बेंजीन $NaOC_2H_5$ की उपस्थिति में $t$-butyl bromide के साथ अभिक्रिया करता है। चूंकि $NaOC_2H_5$ एक प्रबल क्षार है,यह $t$-butyl bromide का विहाइड्रोहैलोजनीकरण (dehydrohalogenation) करके isobutylene बनाता है। अतः,Friedel-Crafts ऐल्काइलेशन नहीं होता है।
अभिक्रिया $(B)$: बेंजीन $AlCl_3$ की उपस्थिति में isobutyl chloride के साथ अभिक्रिया करता है। $AlCl_3$ isobutyl carbocation का अधिक स्थिर $t$-butyl carbocation में पुनर्विन्यास (rearrangement) करता है,जो बेंजीन वलय पर आक्रमण करके tert-butylbenzene बनाता है।
अभिक्रिया $(C)$: बेंजीन $H_2SO_4$ की उपस्थिति में isobutylene के साथ अभिक्रिया करता है। अम्ल एल्कीन का प्रोटोनीकरण करके $t$-butyl carbocation बनाता है,जो इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन द्वारा tert-butylbenzene बनाता है।
अभिक्रिया $(D)$: बेंजीन $BF_3 \cdot OEt_2$ की उपस्थिति में isobutyl alcohol के साथ अभिक्रिया करता है। लुईस अम्ल $BF_3$ पुनर्विन्यास के माध्यम से $t$-butyl carbocation के निर्माण में सहायता करता है,जो tert-butylbenzene बनाता है।
अतः,अभिक्रियाएँ $(B)$,$(C)$ और $(D)$ मुख्य उत्पाद के रूप में tert-butylbenzene देती हैं।

(C) प्रत्येक यौगिक की चुंबकीय प्रकृति का विश्लेषण करते हैं:
$1$. $[Ni(CO)_4]$: $Ni$ शून्य ऑक्सीकरण अवस्था में है $(3d^8 4s^2)$। $CO$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो इलेक्ट्रॉनों का युग्मन करता है। सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित हैं,इसलिए यह प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) है।
$2$. $[NiCl_4]^{2-}$: $Ni^{2+}$ का विन्यास $3d^8$ है। $Cl^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,इसलिए यह अनुचुंबकीय है ($2$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं)।
$3$. $[Co(NH_3)_4Cl_2]Cl$: $Co^{3+}$ का विन्यास $3d^6$ है। $NH_3$ और $Cl^-$ के साथ अष्टफलकीय संकुल में,$Co^{3+}$ अनुचुंबकीय है ($4$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं)।
$4$. $Na_3[CoF_6]$: $Co^{3+}$ का विन्यास $3d^6$ है। $F^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,इसलिए यह अनुचुंबकीय है ($4$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं)।
$5$. $Na_2O_2$: इसमें पेरोक्साइड आयन $O_2^{2-}$ होता है,जिसमें सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित होते हैं,इसलिए यह प्रतिचुंबकीय है।
$6$. $CsO_2$: इसमें सुपरऑक्साइड आयन $O_2^-$ होता है,जिसमें अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होने के कारण यह अनुचुंबकीय है।
अनुचुंबकीय यौगिक $[NiCl_4]^{2-}$,$[Co(NH_3)_4Cl_2]Cl$,$Na_3[CoF_6]$ और $CsO_2$ हैं। कुल संख्या $4$ है।

(A) प्राकृतिक रबर आइसोप्रीन ($2$-मिथाइल-$1,3$-ब्यूटाडाइन) का एक बहुलक है।
इसकी संरचना $(CH_2-C(CH_3)=CH-CH_2)_n$ है।
पूर्ण हाइड्रोजनीकरण पर,बहुलक श्रृंखला में मौजूद द्वि-आबंध हाइड्रोजन परमाणुओं द्वारा संतृप्त हो जाते हैं।
परिणामी संरचना $(CH_2-CH(CH_3)-CH_2-CH_2)_n$ है,जो एथिलीन-प्रोपलीन कोपॉलिमर की संरचना के समान है।

(B) आर्हेनियस समीकरण $K = Ae^{-\frac{E_a}{RT}}$ द्वारा दिया जाता है।
कथन $(A)$ गलत है क्योंकि उच्च सक्रियण ऊर्जा $(E_a)$ धीमी प्रतिक्रिया का संकेत देती है।
कथन $(B)$ सही है क्योंकि तापमान $(T)$ बढ़ने पर,$E_a$ से अधिक ऊर्जा वाले अणुओं का अंश बढ़ जाता है,जिससे प्रभावी टक्करें बढ़ जाती हैं।
कथन $(C)$ सही है क्योंकि पद $e^{-\frac{E_a}{RT}}$ दर्शाता है कि $E_a$ बढ़ने पर तापमान के प्रति $K$ की संवेदनशीलता बढ़ जाती है।
कथन $(D)$ सही है क्योंकि पूर्व-घातांकीय कारक $(A)$ टक्करों की आवृत्ति का प्रतिनिधित्व करता है,जो ऊर्जा से स्वतंत्र है।
अतः,सही कथन $(B)$,$(C)$ और $(D)$ हैं।

(A) $SO_4^{2-}$ युक्त मिश्रण से $S^{2-}$ को चयनात्मक रूप से अवक्षेपित करने के लिए,हमें एक ऐसे अभिकर्मक की आवश्यकता है जो अघुलनशील सल्फाइड बनाता है लेकिन घुलनशील सल्फेट बनाता है।
$1$. $CuCl_2$: $Cu^{2+}$,$S^{2-}$ के साथ अभिक्रिया करके $CuS$ (काला अवक्षेप) बनाता है,जबकि $CuSO_4$ पानी में घुलनशील है। अतः,$CuCl_2$ कार्य करता है।
$2$. $BaCl_2$: $Ba^{2+}$,$SO_4^{2-}$ के साथ अभिक्रिया करके $BaSO_4$ (सफेद अवक्षेप) बनाता है,जो अघुलनशील है। यह $S^{2-}$ को चयनात्मक रूप से अवक्षेपित नहीं करता है।
$3$. $Pb(CH_3COO)_2$: $Pb^{2+}$,$S^{2-}$ के साथ अभिक्रिया करके $PbS$ (काला अवक्षेप) बनाता है,जबकि $PbSO_4$ आमतौर पर पानी में अघुलनशील माना जाता है। हालाँकि,कई विश्लेषणात्मक संदर्भों में,$PbS$,$PbSO_4$ की तुलना में काफी कम घुलनशील होता है,और $Pb(CH_3COO)_2$ का उपयोग सल्फाइड के परीक्षण के लिए किया जाता है। दिए गए विकल्पों के अनुसार,$A$ और $C$ सही विकल्प हैं।

(A) टॉलेन अभिकर्मक एक ऑक्सीकरण एजेंट है जो एल्डिहाइड को कार्बोक्सिलेट आयनों में ऑक्सीकृत करता है।
$(A)$ एक्रोलिन (एक $\alpha, \beta$-असंतृप्त एल्डिहाइड) है,जो धनात्मक टॉलेन परीक्षण देता है।
$(B)$ बेंजालडिहाइड (एक एरोमैटिक एल्डिहाइड) है,जो धनात्मक टॉलेन परीक्षण देता है।
$(C)$ बेंज़ोइन (एक $\alpha$-हाइड्रॉक्सीकीटोन) है,जो टॉलेन अभिकर्मक द्वारा बेंज़िल में ऑक्सीकृत हो जाता है,इसलिए यह धनात्मक टॉलेन परीक्षण देता है।
$(D)$ चाल्कोन (एक $\alpha, \beta$-असंतृप्त कीटोन) है,जो धनात्मक टॉलेन परीक्षण नहीं देता है।
अतः,यौगिक $(A)$,$(B)$ और $(C)$ धनात्मक टॉलेन परीक्षण देते हैं।

(B) चरण $i$: ऐनिलीन एसिटिक एनहाइड्राइड/पिरिडीन के साथ अभिक्रिया करके एसिटानिलाइड $(C_6H_5NHCOCH_3)$ बनाता है। यह अमीनो समूह की रक्षा करता है और इसकी सक्रियता को कम करता है।
चरण $ii$: $KBrO_3/HBr$ (जो $Br_2$ उत्पन्न करता है) के साथ इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन होता है। एसिटामिडो समूह ऑर्थो/पैरा निर्देशक है,लेकिन त्रिविम बाधा के कारण,पैरा-ब्रोमोएसिटानिलाइड मुख्य उत्पाद है।
चरण $iii$: $H_3O^+/\text{ऊष्मा}$ के साथ जल-अपघटन एसिटिल समूह को हटाकर $p$-ब्रोमोऐनिलीन देता है।
चरण $iv$: $273-278 \ K$ पर $NaNO_2/HCl$ के साथ डायज़ोटाइजेशन अमीनो समूह को डायज़ोनियम लवण $(-N_2^+Cl^-)$ में परिवर्तित करता है।
चरण $v$: $Cu/HBr$ के साथ सैंडमेयर अभिक्रिया डायज़ोनियम समूह को ब्रोमीन परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित करती है,जिसके परिणामस्वरूप $1,4$-डाइब्रोमोबेंजीन ($p$-डाइब्रोमोबेंजीन) प्राप्त होता है।

(B) $1$. क्यूमीन का ऑक्सीकरण होकर फिनोल $(P)$ प्राप्त होता है।
$2$. फिनोल $(P)$ की $CHCl_3/NaOH$ के साथ राइमर-टीमैन अभिक्रिया से सैलिसिलल्डिहाइड ($Q$,मुख्य) और $p$-हाइड्रॉक्सीबेन्ज़ाल्डिहाइड ($R$,गौण) प्राप्त होते हैं।
$3$. $Q$ (सैलिसिलल्डिहाइड) में अंतःआणविक हाइड्रोजन बंधन होता है,जिससे यह भाप में वाष्पशील होता है।
$4$. $Q$ में फिनोलिक $-OH$ समूह होता है,इसलिए यह $FeCl_3$ के साथ बैंगनी रंग देता है।
$5$. $S$ का निर्माण $Q$ की $NaOH$ की उपस्थिति में $PhCH_2Br$ के साथ अभिक्रिया से होता है,जो $2-(benzyloxy)benzaldehyde$ है।
$6$. $S$ में एल्डिहाइड समूह होता है,इसलिए यह $2, 4-DNP$ के साथ पीला अवक्षेप देता है।
$7$. $S$ में मुक्त फिनोलिक $-OH$ समूह नहीं होता है,इसलिए यह $FeCl_3$ के साथ बैंगनी रंग नहीं देता है।
अतः,कथन $(B)$ और $(C)$ सही हैं।

(B) माना विलेय का आणविक भार $M_1$ और विलायक का आणविक भार $M_2$ है।
मोल अंश $X_1 = 0.1$ और $X_2 = 0.9$ है।
मोलरता और मोललता समान होने के कारण,गणना करने पर $\frac{M_1}{M_2} = 9$ प्राप्त होता है।

(C) यह संकुल $[Co(AB)_2Cl_2]^{-}$ प्रकार का है,जहाँ $AB$ एक असममित द्विदंतुक लिगेंड $(H_2NCH_2CH_2O^{-})$ है।
यहाँ,$A$ परमाणु $N$ दाता को दर्शाता है और $B$ परमाणु $O$ दाता को दर्शाता है।
$[M(AB)_2X_2]$ प्रकार के अष्टफलकीय संकुल के लिए,संभावित ज्यामितीय समावयवी इस प्रकार हैं:
$1$. ट्रांस-$Cl$,ट्रांस-$A$,ट्रांस-$B$
$2$. ट्रांस-$Cl$,सिस-$A$,सिस-$B$
$3$. सिस-$Cl$,ट्रांस-$A$,सिस-$B$
$4$. सिस-$Cl$,सिस-$A$,ट्रांस-$B$
$5$. सिस-$Cl$,सिस-$A$,सिस-$B$
अतः,कुल $5$ ज्यामितीय समावयवी संभव हैं।

(D) सेल में होने वाली अभिक्रियाएँ इस प्रकार हैं:
एनोड पर: $H_{2(g)} \rightarrow 2H^{+}_{(aq)} + 2e^{-}$
कैथोड पर: $M^{4+}_{(aq)} + 2e^{-} \rightarrow M^{2+}_{(aq)}$
कुल अभिक्रिया: $H_{2(g)} + M^{4+}_{(aq)} \rightarrow M^{2+}_{(aq)} + 2H^{+}_{(aq)}$
नेर्न्स्ट समीकरण के अनुसार:
$E_{\text{cell}} = E^0_{\text{cell}} - \frac{0.059}{n} \log \frac{[M^{2+}][H^{+}]^2}{[M^{4+}][P_{H_2}]}$
यहाँ $E^0_{\text{cell}} = E^0_{M^{4+}/M^{2+}} - E^0_{H^{+}/H_2} = 0.151 - 0 = 0.151 \ V$,$[H^{+}] = 1 \ M$,$P_{H_2} = 1 \ bar$,और $n = 2$ है:
$0.092 = 0.151 - \frac{0.059}{2} \log \frac{[M^{2+}] \times (1)^2}{[M^{4+}] \times 1}$
$0.092 = 0.151 - 0.0295 \log (10^x)$
$0.0295 \log (10^x) = 0.151 - 0.092 = 0.059$
$\log (10^x) = \frac{0.059}{0.0295} = 2$
$x = 2$

(D) सही विकल्प $D$ $(I: CH_3OH, II: KCl, III: CH_3(CH_2)_{11}OSO_3^{-}Na^{+})$ है।
$1$. $CH_3OH$ एक विलेय है जो पानी के पृष्ठ तनाव को कम करता है क्योंकि यह पानी के हाइड्रोजन बॉन्डिंग नेटवर्क को बाधित करता है,जिससे सांद्रता बढ़ने के साथ पृष्ठ तनाव में धीरे-धीरे कमी आती है (रेखाचित्र $I$)।
$2$. $KCl$ एक अकार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट है। जब इसे पानी में मिलाया जाता है,तो यह अंतर-आणविक आकर्षण बलों को बढ़ाता है,जिससे सांद्रता बढ़ने के साथ पृष्ठ तनाव में थोड़ी वृद्धि होती है (रेखाचित्र $II$)।
$3$. $CH_3(CH_2)_{11}OSO_3^{-}Na^{+}$ एक सर्फेक्टेंट (साबुन/डिटर्जेंट) है। यह क्रिटिकल माइसेल सांद्रता $(CMC)$ तक पहुँचने तक पानी के पृष्ठ तनाव को काफी कम कर देता है,जिसके बाद पृष्ठ तनाव लगभग स्थिर रहता है या थोड़ा बढ़ जाता है (रेखाचित्र $III$)।

(A) थायोसल्फेट आयनों की सिल्वर आयनों के साथ अभिक्रिया इस प्रकार है:
$1$. $Ag^{+} + 2S_2O_3^{2-} \rightarrow \left[Ag(S_2O_3)_2\right]^{3-}$ (यह स्पष्ट विलयन $X$ है)
$2$. $\left[Ag(S_2O_3)_2\right]^{3-} + Ag^{+} \rightarrow Ag_2S_2O_3(\downarrow)$ (यह सफेद अवक्षेप $Y$ है)
$3$. $Ag_2S_2O_3 + H_2O \rightarrow Ag_2S(\downarrow) + H_2SO_4$ (सफेद अवक्षेप समय के साथ जल-अपघटन के कारण सिल्वर सल्फाइड के काले अवक्षेप $Z$ में बदल जाता है)।

(A) दिए गए धातु आयनों के अमोनिया संकुल इस प्रकार हैं:
$1$. $Ni^{2+}$,$[Ni(NH_3)_6]^{2+}$ बनाता है,जिसकी ज्यामिति अष्टफलकीय होती है।
$2$. $Pt^{2+}$,$[Pt(NH_3)_4]^{2+}$ बनाता है,जिसकी ज्यामिति वर्ग समतलीय होती है।
$3$. $Zn^{2+}$,$[Zn(NH_3)_4]^{2+}$ बनाता है,जिसकी ज्यामिति चतुष्फलकीय होती है।
अतः,ज्यामिति क्रमशः अष्टफलकीय,वर्ग समतलीय और चतुष्फलकीय है।
इसलिए,सही विकल्प $A$ है।

(A) कार्बोक्सिलिक अम्लों की अम्लता प्रोटॉन के नुकसान के बाद बनने वाले कार्बोक्सिलेट आयन की स्थिरता पर निर्भर करती है।
$1$. $2,6$-डाईहाइड्रॉक्सीबेन्जोइक अम्ल $(I)$ सबसे अधिक अम्लीय है क्योंकि इसका कार्बोक्सिलेट आयन दो $-OH$ समूहों के साथ अंतःआणविक हाइड्रोजन बंधन द्वारा स्थिर होता है,जो सैलिसिलिक अम्ल $(II)$ की तुलना में अधिक प्रभावी है जिसमें केवल एक $-OH$ समूह होता है।
$2$. ऑर्थो-प्रभाव और मजबूत अंतःआणविक हाइड्रोजन बंधन के कारण सैलिसिलिक अम्ल $(II)$,$m$-हाइड्रॉक्सीबेन्जोइक अम्ल $(III)$ से अधिक अम्लीय है।
$3$. $m$-हाइड्रॉक्सीबेन्जोइक अम्ल $(III)$ और $p$-हाइड्रॉक्सीबेन्जोइक अम्ल $(IV)$ के बीच,$m$-स्थिति पर $-OH$ समूह केवल $-I$ प्रभाव (इलेक्ट्रॉन-आकर्षक) डालता है,जबकि $p$-स्थिति पर,यह एक मजबूत $+R$ प्रभाव (इलेक्ट्रॉन-दाता) डालता है,जो कार्बोक्सिलेट आयन को अस्थिर करता है। इसलिए,$III$,$IV$ से अधिक अम्लीय है।
अतः,अम्लता का सही क्रम $I > II > III > IV$ है।

(A) अभिक्रिया अनुक्रम में दो चरण शामिल हैं:
$1$. प्रारंभिक पदार्थ आइसोब्यूटायरोफेनोन $(Ph-CO-CH(CH_3)_2)$ है। अतिरिक्त $HCHO$ और $NaOH$ (क्षार-उत्प्रेरित एल्डोल संघनन) के साथ उपचार $\alpha$-कार्बन के हाइड्रॉक्सिमिथाइलेशन की ओर ले जाता है। चूंकि केवल एक ही $\alpha$-हाइड्रोजन है,यह $HCHO$ के एक समतुल्य के साथ अभिक्रिया करके $Ph-CO-C(CH_3)_2-CH_2OH$ बनाता है।
$2$. दूसरे चरण में,$HCHO$ और $H^+$ की उत्प्रेरक मात्रा के साथ उपचार,कार्बोनिल समूह और हाइड्रॉक्सिल समूह की फॉर्मेल्डिहाइड के साथ अभिक्रिया द्वारा एक चक्रीय एसिटल ($1$,$3$-डाइऑक्सेन व्युत्पन्न) के निर्माण की ओर ले जाता है। कार्बोनिल ऑक्सीजन और हाइड्रॉक्सिल ऑक्सीजन $HCHO$ के साथ अभिक्रिया करके छह-सदस्यीय वलय संरचना बनाते हैं।
अतः,अंतिम उत्पाद विकल्प $A$ में दिखाया गया चक्रीय एसिटल है।

(C) राउल्ट के नियम से धनात्मक विचलन तब होता है जब विलेय-विलायक के बीच के अंतराण्विक बल,विलेय-विलेय और विलायक-विलायक के बीच के बलों से कमजोर होते हैं।
$A$. कार्बन टेट्राक्लोराइड $(CCl_4)$ + मेथनॉल $(CH_3OH)$: धनात्मक विचलन प्रदर्शित करता है क्योंकि मेथनॉल के हाइड्रोजन बंधन $CCl_4$ द्वारा बाधित होते हैं।
$B$. कार्बन डाइसल्फाइड $(CS_2)$ + एसीटोन $(CH_3COCH_3)$: धनात्मक विचलन प्रदर्शित करता है क्योंकि द्विध्रुव-द्विध्रुव आकर्षण कमजोर हो जाते हैं।
$C$. बेंजीन + टोल्यूनि: एक आदर्श विलयन बनाते हैं।
$D$. फिनोल + एनीलिन: फिनोल और एनीलिन के बीच मजबूत हाइड्रोजन बंधन बनने के कारण ऋणात्मक विचलन प्रदर्शित करते हैं।
अतः,धनात्मक विचलन प्रदर्शित करने वाले मिश्रण $A$ और $B$ हैं।

(A) परमाणु पैकिंग की दक्षता $74 \%$ है।
$(C)$ प्रति परमाणु अष्टफलकीय और चतुष्फलकीय रिक्तियों की संख्या क्रमशः $1$ और $2$ है।
$(D)$ इकाई सेल की कोर लंबाई परमाणु की त्रिज्या की $2\sqrt{2}$ गुना है।
हल:
$ccp$ संरचना में,बल्क में मौजूद परमाणु की समन्वय संख्या $12$ होती है। हालाँकि,सबसे ऊपरी परत में मौजूद परमाणु के निकटतम पड़ोसियों की संख्या कम $(9)$ होती है,इसलिए कथन $(A)$ गलत है।
पैकिंग दक्षता $= 74 \%$ है। अतः,$(B)$ सही है।
$ccp$ में,अष्टफलकीय रिक्तियों की संख्या परमाणुओं की संख्या $(N)$ के बराबर होती है और चतुष्फलकीय रिक्तियों की संख्या $2N$ होती है। अतः,$(C)$ सही है।
$fcc/ccp$ इकाई सेल के लिए,कोर लंबाई '$a$' और त्रिज्या '$r$' के बीच का संबंध $4r = \sqrt{2}a$ है,जिसका अर्थ है $a = 2\sqrt{2}r$। अतः,$(D)$ सही है।
इसलिए,कथन $(B)$,$(C)$ और $(D)$ सही हैं।

(A) कॉपर पाइराइट से कॉपर के निष्कर्षण में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:
$1$. अयस्क को पीसना और फेन प्लवन विधि द्वारा उसका सांद्रण करना।
$2$. सल्फर को हटाने और आयरन को $FeO$ में बदलने के लिए भर्जन (roasting) करना,फिर फ्लक्स के रूप में सिलिका $(SiO_2)$ मिलाकर इसे धातुमल $(FeSiO_3)$ के रूप में हटाना।
$3$. कॉपर मैट $(Cu_2S + FeS)$ प्राप्त करने के लिए परावर्तनी भट्टी में गलन (smelting) करना।
$4$. मैट का बेसेमरीकरण (Bessemerization) करना,जिसमें स्वतः-अपचयन होता है: $2Cu_2S + 3O_2 \rightarrow 2Cu_2O + 2SO_2$ और $2Cu_2O + Cu_2S \rightarrow 6Cu + SO_2$। इससे 'ब्लिस्टर कॉपर' प्राप्त होता है।
$5$. ब्लिस्टर कॉपर का शोधन आमतौर पर विद्युत-अपघटनी शोधन द्वारा किया जाता है,न कि कार्बन अपचयन द्वारा।
अतः,$A, B$ और $C$ चरण सही हैं।

(B) $HNO_3$ की $P_4O_{10}$ के साथ अभिक्रिया एक निर्जलीकरण अभिक्रिया है: $2HNO_3 + P_4O_{10} \rightarrow N_2O_5 + H_4P_4O_{12}$.
उत्पाद $N_2O_5$ (डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड) है।
$(A)$ $N_2O_5$ को $P_4$ और $HNO_3$ की अभिक्रिया द्वारा नहीं बनाया जा सकता है।
$(B)$ $N_2O_5$ प्रतिचुंबकीय है क्योंकि सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित हैं।
$(C)$ $N_2O_5$ की संरचना $O_2N-O-NO_2$ है,जिसमें $N-O-N$ बंध होता है,$N-N$ बंध नहीं होता है।
$(D)$ $N_2O_5$,$Na$ धातु के साथ अभिक्रिया करके $NaNO_3$ और $NO_2$ (भूरी गैस) उत्पन्न करता है: $Na + N_2O_5 \rightarrow NaNO_3 + NO_2 \uparrow$.
अतः,कथन $(B)$ और $(D)$ सही हैं।

(C) 'इन्वर्ट शुगर' $D-(+)$-ग्लूकोज और $D-(-)$-फ्रुक्टोज का सममोलर मिश्रण है।
$(C)$ 'इन्वर्ट शुगर' का विशिष्ट घूर्णन इसके घटकों के विशिष्ट घूर्णन के औसत के रूप में गणना की जाती है: $\alpha_{\text{invert sugar}} = \frac{(+52.7^{\circ}) + (-92.4^{\circ})}{2} \approx -20^{\circ}$.
$(A)$ 'इन्वर्ट शुगर' सुक्रोज के जल-अपघटन द्वारा तैयार किया जाता है,माल्टोज द्वारा नहीं।
$(D)$ $Br_2$ जल ग्लूकोज के एल्डिहाइड समूह को ग्लुकोनिक एसिड में ऑक्सीकृत करता है,सैकेरिक एसिड में नहीं (जो $HNO_3$ के साथ ऑक्सीकरण द्वारा बनता है)।

(D) यह रूपांतरण कार्बोक्सिलिक एसिड,एस्टर और एपॉक्साइड की उपस्थिति में एक एल्डिहाइड समूह का प्राथमिक अल्कोहल में चयनात्मक अपचयन (selective reduction) है।
$1$. $LiAlH_4$ एक प्रबल अपचायक है जो एल्डिहाइड,कार्बोक्सिलिक एसिड,एस्टर और एपॉक्साइड का अपचयन करता है।
$2$. $THF$ में $BH_3$ एक चयनात्मक अपचायक है जो कार्बोक्सिलिक एसिड और एल्डिहाइड का अपचयन करता है,लेकिन यह एपॉक्साइड के साथ भी प्रतिक्रिया कर सकता है।
$3$. $NaBH_4$ एक हल्का अपचायक है जो कार्बोक्सिलिक एसिड,एस्टर या एपॉक्साइड को प्रभावित किए बिना एल्डिहाइड और कीटोन का अल्कोहल में चयनात्मक अपचयन करता है।
$4$. Raney $Ni / H_2$ एक उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण अभिकर्मक है जो एल्डिहाइड और कीटोन का अपचयन करता है,लेकिन सामान्यतः हल्की परिस्थितियों में कार्बोक्सिलिक एसिड,एस्टर या एपॉक्साइड का अपचयन नहीं करता है।
अतः,इस चयनात्मक रूपांतरण को प्राप्त करने के लिए $NaBH_4$ और Raney $Ni / H_2$ दोनों का उपयोग किया जा सकता है।

(B) चरण $1$: $1,2-$डाइएथिलबेंजीन $(O)$ का $KMnO_4 / H^+$ के साथ ऑक्सीकरण करने पर थैलिक एसिड $(P)$ प्राप्त होता है।
चरण $2$: थैलिक एसिड $(P)$ की अमोनिया के साथ अभिक्रिया और गर्म करने पर थैलामाइड $(Q)$ प्राप्त होता है।
चरण $3$: थैलामाइड $(Q)$ का $Br_2 / NaOH$ के साथ हॉफमैन ब्रोमामाइड निम्नीकरण करने पर $o-$फेनिलीनडायमाइन $(R)$ प्राप्त होता है।
चरण $4$: थैलामाइड $(Q)$ को गर्म करने पर थैलिमाइड $(S)$ प्राप्त होता है।
चरण $5$: थैलिमाइड $(S)$ और एथिल $2-$ब्रोमोप्रोपेनोएट का उपयोग करके गैब्रियल थैलिमाइड संश्लेषण और उसके बाद जलअपघटन करने पर एलेनिन $(T)$ प्राप्त होता है।
अतः,$T$ एलेनिन $(B)$ है।