IIT JEE 2018 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Gujarati

(A) આપેલ છે: આપાત તીવ્રતા $I_0 = 1.3 ~kW/m^2$,કેન્દ્રલંબાઈ $f = 20 ~cm$.
ધારો કે $R$ એ લેન્સના એપર્ચરની ત્રિજ્યા છે અને $A = \pi R^2$ તેનું ક્ષેત્રફળ છે.
પ્રકાશના કિરણો મુખ્ય કેન્દ્ર $F$ પર કેન્દ્રિત થાય છે અને ત્યારબાદ અપસારી બને છે.
લેન્સથી $v = 22 ~cm$ અંતરે,કિરણો $r$ ત્રિજ્યાનો એક વર્તુળાકાર આડછેદ બનાવે છે.
સમરૂપ ત્રિકોણો $\triangle ABF$ અને $\triangle PQF$ નો ઉપયોગ કરતા,જ્યાં $AB$ એ લેન્સનો વ્યાસ $(2R)$ છે અને $PQ$ એ આડછેદનો વ્યાસ $(2r)$ છે:
$\frac{r}{R} = \frac{v - f}{f} = \frac{22 - 20}{20} = \frac{2}{20} = \frac{1}{10}$.
$22 ~cm$ અંતરે આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $a = \pi r^2$ છે.
કારણ કે $r = R/10$,તેથી $a = \pi (R/10)^2 = \frac{\pi R^2}{100} = \frac{A}{100}$.
લેન્સ પર આપાત થતી કુલ પાવર $P = I_0 \times A$ છે.
આ જ પાવર $22 ~cm$ અંતરે $a$ ક્ષેત્રફળમાંથી પસાર થાય છે.
તેથી,$22 ~cm$ અંતરે તીવ્રતા $I = \frac{P}{a} = \frac{I_0 \times A}{A/100} = 100 \times I_0$.
$I = 100 \times 1.3 ~kW/m^2 = 130 ~kW/m^2$.

(D) પગલું $1$: પ્રક્રિયા $(A)$ એ એસિટોનનું એસિડ-ઉદ્દીપકીય ટ્રાઈમરાઈઝેશન છે જે $1,3,5-$ટ્રાયમિથાઈલબેન્ઝીન (મેસિટિલીન) બનાવે છે.
પગલું $2$: પ્રક્રિયા $(B)$ એ ગરમ લોખંડની નળી પર પ્રોપાઈનનું સાયક્લોટ્રાઈમરાઈઝેશન છે જે $1,3,5-$ટ્રાયમિથાઈલબેન્ઝીન બનાવે છે.
પગલું $3$: પ્રક્રિયા $(C)$ માં હેલોફોર્મ પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ ડીકાર્બોક્સિલેશન થાય છે,જે બેન્ઝીન આપે છે,$1,3,5-$ટ્રાયમિથાઈલબેન્ઝીન નહીં.
પગલું $4$: પ્રક્રિયા $(D)$ એ $1,3,5-$ટ્રાયફોર્મિલબેન્ઝીનનું ક્લેમેન્સન રિડક્શન છે,જે આલ્ડિહાઈડ જૂથોને મિથાઈલ જૂથોમાં ઘટાડે છે,જે $1,3,5-$ટ્રાયમિથાઈલબેન્ઝીન આપે છે.
તેથી,પ્રક્રિયાઓ $(A), (B),$ અને $(D)$ $1,3,5-$ટ્રાયમિથાઈલબેન્ઝીન બનાવે છે.

(A) ખાના $A$ માં શરૂઆતના મોલ $(n_A)$: $n_A = \frac{P_A V_A}{R T_A} = \frac{5 \times 1}{R \times 400} = \frac{1}{80R}$
ખાના $B$ માં શરૂઆતના મોલ $(n_B)$: $n_B = \frac{P_B V_B}{R T_B} = \frac{1 \times 3}{R \times 300} = \frac{1}{100R}$
કુલ મોલ $(n_{total})$ = $n_A + n_B = \frac{1}{80R} + \frac{1}{100R} = \frac{5+4}{400R} = \frac{9}{400R}$
સંતુલન સમયે,દીવાલ ઉષ્માવહક અને હલનચલન કરી શકે તેવી છે,તેથી બંને ખાનાઓમાં દબાણ $(P)$ અને તાપમાન $(T)$ સમાન હશે.
ધારો કે $V_A'$ અને $V_B'$ નવા કદ છે. $V_A' + V_B' = 1 + 3 = 4 \ m^3$.
કુલ સિસ્ટમ માટે આદર્શ વાયુ સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $P(V_A' + V_B') = n_{total} R T$
$P(4) = (\frac{9}{400R}) R T \implies P = \frac{9T}{1600}$
ખાના $A$ માટે: $P V_A' = n_A R T \implies (\frac{9T}{1600}) V_A' = (\frac{1}{80R}) R T$
$V_A' = \frac{1}{80} \times \frac{1600}{9} = \frac{20}{9} \approx 2.22 \ m^3$.

(A) નિર્બળ એસિડ $AB$ ના ક્ષારની એસિડિક માધ્યમમાં દ્રાવ્યતા $(S)$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા મળે છે: $S = \sqrt{K_{sp} \left(1 + \frac{[H^{+}]}{K_{a}}\right)}$
આપેલ છે: $K_{sp} = 2 \times 10^{-10}$,$K_{a} = 1 \times 10^{-8}$,અને $pH = 3$,તેથી $[H^{+}] = 10^{-3} \ M$.
કિંમતો મૂકતા:
$S = \sqrt{2 \times 10^{-10} \left(1 + \frac{10^{-3}}{10^{-8}}\right)}$
$S = \sqrt{2 \times 10^{-10} \left(1 + 10^{5}\right)}$
$10^{5} \gg 1$ હોવાથી,આપણે $1 + 10^{5} \approx 10^{5}$ લઈ શકીએ.
$S = \sqrt{2 \times 10^{-10} \times 10^{5}} = \sqrt{2 \times 10^{-5}}$
$S = \sqrt{20 \times 10^{-6}} = \sqrt{20} \times 10^{-3}$
આને $Y \times 10^{-3}$ સાથે સરખાવતા,$Y = \sqrt{20} \approx 4.47$ મળે છે.

(A) પગલું $1$: બેન્ઝીન $AlCl_3 / CuCl$ ની હાજરીમાં $CO / HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને (ગાટરમેન-કોચ પ્રક્રિયા) બેન્ઝાલ્ડિહાઈડ બનાવે છે. ત્યારબાદ $Ac_2O / NaOAc$ (પર્કિન પ્રક્રિયા) સાથેની પ્રક્રિયાથી સિનામિક એસિડ $(X)$ $(C_6H_5-CH=CH-COOH)$ મળે છે.
પગલું $2$: $X$ ની $Br_2 / Na_2CO_3$ સાથે પ્રક્રિયા થઈને ડાયબ્રોમો વ્યુત્પન્ન બને છે,જે $473 \ K$ તાપમાને ભેજવાળા $KOH$ સાથે ગરમ કરવાથી ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશન દ્વારા ફિનાઈલએસીટીલીન $(C_6H_5-C \equiv CH)$ $(Y)$ બનાવે છે. આ પ્રથમ આકૃતિઓના સમૂહમાં વિકલ્પ $C$ ને અનુરૂપ છે.
પગલું $3$: $X$ નું $H_2 / Pd-C$ સાથે હાઈડ્રોજનેશન થવાથી $3$-ફિનાઈલપ્રોપેનોઈક એસિડ બને છે. $H_3PO_4$ સાથેની પ્રક્રિયાથી આંતર-આણ્વીય ફ્રીડેલ-ક્રાફ્ટ એસાઈલેશન દ્વારા $1$-ઈન્ડાનોન $(Z)$ બને છે. આ બીજી આકૃતિઓના સમૂહમાં વિકલ્પ $A$ ને અનુરૂપ છે.
તેથી,$Y$ એ $C$ છે અને $Z$ એ $A$ છે. સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) $(P)$ $\rightarrow (3), (Q)$ $\rightarrow (4), (R)$ $\rightarrow (1), (S)$ $\rightarrow (2)$
$I \rightarrow$ સમોષ્મી (adiabatic)
$II \rightarrow$ સમદાબી (isobaric)
$III \rightarrow$ સમકદ (isochoric)
$IV \rightarrow$ સમતાપી (isothermal)
$(P)$ પ્રક્રિયા $I$ સમોષ્મી છે. તેથી,વાયુ અને આસપાસના વાતાવરણ વચ્ચે કોઈ ઉષ્માની આપ-લે થતી નથી.
$(Q)$ પ્રક્રિયા $II$ સમદાબી છે. થયેલ કાર્ય $w = P \Delta V = 3 P_0 (3 V_0 - V_0) = 6 P_0 V_0$ છે.
$(R)$ પ્રક્રિયા $III$ સમકદ છે. કદ અચળ હોવાથી,$\Delta V = 0$,તેથી $w = 0$.
$(S)$ પ્રક્રિયા $IV$ સમતાપી છે,જ્યાં $T =$ અચળ.

(B) આલેખ પરથી,સંતુલન સમયે,$[P]_{T_1} > [P]_{T_2}$ અને $[A]_{T_1} < [A]_{T_2}$ છે.
$K = [P]/[A]$ હોવાથી,$T_1 < T_2$ પર $K_1 > K_2$ મળે છે. આ દર્શાવે છે કે પ્રક્રિયા ઉષ્માક્ષેપક છે,તેથી $\Delta H^{\ominus} < 0$.
પ્રક્રિયા નીપજ બનાવવા માટે સ્વયંભૂ આગળ વધે છે,તેથી $\Delta G^{\ominus} < 0$.
આપેલ છે કે $\frac{\ln K_1}{\ln K_2} > \frac{T_2}{T_1}$,જ્યાં $\ln K = \frac{\Delta S^{\ominus}}{R} - \frac{\Delta H^{\ominus}}{RT}$.
આ કિંમત મૂકતા,આપણને $\frac{\Delta S^{\ominus} - \Delta H^{\ominus}/T_1}{\Delta S^{\ominus} - \Delta H^{\ominus}/T_2} > \frac{T_2}{T_1}$ મળે છે.
$\Delta H^{\ominus} < 0$ હોવાથી,ધારો કે $\Delta H^{\ominus} = -|\Delta H^{\ominus}|$. અસમતા સાદું રૂપ આપતા $(T_2 - T_1) \frac{\Delta S^{\ominus}}{R} < 0$ મળે છે. $T_2 > T_1$ હોવાથી,$\Delta S^{\ominus} < 0$ હોવું જોઈએ.
આમ,$\Delta H^{\ominus} < 0, \Delta S^{\ominus} < 0$ (વિકલ્પ $A$) અને $\Delta G^{\ominus} < 0, \Delta S^{\ominus} < 0$ (વિકલ્પ $C$) સાચા છે.

(C) ગેલેના $(PbS)$ ની સ્વ-રિડક્શન પ્રક્રિયા માટેનું રાસાયણિક સમીકરણ:
$PbS + O_2 \rightarrow Pb + SO_2$
સંતુલિત સમીકરણની સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ,$1 \ mol$ $O_2$ એ $1 \ mol$ $Pb$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,વપરાયેલ $O_2$ ના મોલની સંખ્યા ઉત્પન્ન થયેલ $Pb$ ના મોલની સંખ્યા જેટલી છે:
$n_{O_2} = n_{Pb}$
$n = \frac{w}{M}$ સંબંધનો ઉપયોગ કરતા:
$\frac{w_{O_2}}{M_{O_2}} = \frac{w_{Pb}}{M_{Pb}}$
અહીં $M_{O_2} = 32 \ g \ mol^{-1}$ અને $M_{Pb} = 207 \ g \ mol^{-1}$ છે.
$w_{O_2} = 1 \ kg$ માટે:
$w_{Pb} = \frac{1 \ kg \times 207}{32} = 6.46875 \ kg \approx 6.47 \ kg$.

(D) પ્રક્રિયામાં $Mn^{2+}$ નું $MnO_4^-$ માં રૂપાંતર અને ત્યારબાદ ઓક્સાલિક એસિડ $(H_2C_2O_4)$ સાથે $MnO_4^-$ નું ટાઇટ્રેશન સામેલ છે.
પગલું $1$: $Mn^{2+}$ નું $MnO_4^-$ માં ઓક્સિડેશન. $Mn$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં ફેરફાર $+2$ થી $+7$ છે,તેથી n-ફેક્ટર $5$ છે.
પગલું $2$: $H_2C_2O_4$ દ્વારા $MnO_4^-$ નું રિડક્શન. $Mn$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં ફેરફાર $+7$ થી $+2$ (n-ફેક્ટર $= 5$) છે,અને $H_2C_2O_4$ થી $CO_2$ માટે,$C$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં ફેરફાર $+3$ થી $+4$ (n-ફેક્ટર $= 2$ પ્રતિ અણુ) છે.
તુલ્યતાના નિયમ મુજબ,$MnCl_2$ ના તુલ્યાંકોની સંખ્યા $H_2C_2O_4$ ના તુલ્યાંકોની સંખ્યા જેટલી છે.
$n_{MnCl_2} \times 5 = n_{H_2C_2O_4} \times 2$
$\frac{w}{M_{MnCl_2}} \times 5 = \frac{225 \ mg}{90 \ g \ mol^{-1}} \times 2$
આપેલ છે $M_{MnCl_2} = 55 + 2 \times 35.5 = 126 \ g \ mol^{-1}$.
$\frac{w}{126} \times 5 = \frac{225}{90} \times 2$
$\frac{w}{126} \times 5 = 2.5 \times 2 = 5$
$w = 126 \ mg$.

(C) સંયોજન $X$ માં $4$ કાઈરલ કેન્દ્રો અને $2$ દ્વિબંધો છે જેની ભૂમિતિ બદલાઈ શકે છે.
ચોક્કસ રીતે,સાયક્લોપેન્ટેન રિંગ પરના બે કાઈરલ કેન્દ્રો નિશ્ચિત છે,જ્યારે સાઇડ ચેઇન પરના બે કાઈરલ કેન્દ્રો અને બે દ્વિબંધોની ગોઠવણી બદલાઈ શકે છે.
આના પરિણામે કુલ $2^4 = 16$ સ્ટીરિયો આઈસોમર્સ મળે છે.
પરંતુ,અણુની સમપ્રમાણતાને કારણે,તેમાંથી કેટલાક મેસો સંયોજનો (પ્રકાશીય નિષ્ક્રિય) છે.
આ ચોક્કસ બંધારણ માટે,$8$ પ્રકાશીય સક્રિય સ્ટીરિયો આઈસોમર્સ અને $2$ મેસો સંયોજનો છે,જે કુલ $10$ સ્ટીરિયો આઈસોમર્સ બનાવે છે.
આપેલ વિકલ્પોને ધ્યાનમાં લેતા,સૌથી સચોટ જવાબ $7$ છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયાઓ છે:
$(i) 2 Cu_{(s)} + 1/2 O_{2(g)} \longrightarrow Cu_2O_{(s)}; \Delta G_1^\theta = -78,000 \ J \ mol^{-1}$
$(ii) H_{2(g)} + 1/2 O_{2(g)} \longrightarrow H_2O_{(g)}; \Delta G_2^\theta = -1,78,000 \ J \ mol^{-1}$
$(i)$ માંથી $(ii)$ બાદ કરતા લક્ષ્ય પ્રક્રિયા મળે છે:
$2 Cu_{(s)} + H_2O_{(g)} \longrightarrow Cu_2O_{(s)} + H_{2(g)}$
$\Delta G^\theta = \Delta G_1^\theta - \Delta G_2^\theta = -78,000 - (-1,78,000) = 1,00,000 \ J \ mol^{-1}$
ઓક્સિડેશન અટકાવવા માટે,$\Delta G \ge 0$. થ્રેશોલ્ડ પર (લઘુત્તમ $p_{H_2}$):
$\Delta G = \Delta G^\theta + RT \ln Q = 0$
$1,00,000 + (8 \times 1250) \ln \left( \frac{p_{H_2}}{p_{H_2O}} \right) = 0$
$1,00,000 + 10,000 \ln \left( \frac{p_{H_2}}{p_{H_2O}} \right) = 0$
$10 + \ln(p_{H_2}) - \ln(p_{H_2O}) = 0$
$\ln(p_{H_2}) = \ln(p_{H_2O}) - 10$
આપેલ છે $p_{H_2O} = 1\% \text{ of } 1 \ \text{bar} = 0.01 \ \text{bar} = 10^{-2} \ \text{bar}$.
$\ln(p_{H_2O}) = \ln(10^{-2}) = -2 \ln(10) = -2 \times 2.3 = -4.6$.
$\ln(p_{H_2}) = -4.6 - 10 = -14.6$.

(A) $P$: આ એક એસિડિક બફર દ્રાવણ $(CH_3COOH + CH_3COONa)$ છે. બફર દ્રાવણનું $[H^{+}]$ મંદન પર અચળ રહે છે. તેથી,$P \rightarrow 1$.
$Q$: આ નિર્બળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝનો ક્ષાર $(CH_3COONa)$ છે. $[H^{+}]$ નું મૂલ્ય $[H^{+}] = \sqrt{K_w K_a / C}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. કારણ કે $[H^{+}] \propto 1/\sqrt{C}$,અને સાંદ્રતા $C$ $2$ ના અવયવ દ્વારા ઘટે છે ($40 \ mL$ થી $80 \ mL$),તેથી $[H^{+}]$ $\sqrt{2}$ ગણું વધે છે. તેથી,$Q \rightarrow 4$.
$R$: આ પ્રબળ એસિડ અને નિર્બળ બેઇઝનો ક્ષાર $(NH_4Cl)$ છે. $[H^{+}]$ નું મૂલ્ય $[H^{+}] = \sqrt{K_h C} = \sqrt{(K_w/K_b) C}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. કારણ કે $[H^{+}] \propto \sqrt{C}$,અને સાંદ્રતા $C$ $2$ ના અવયવ દ્વારા ઘટે છે ($40 \ mL$ થી $80 \ mL$),તેથી $[H^{+}]$ $1/\sqrt{2}$ ગણું ઘટે છે. તેથી,$R \rightarrow 3$.
$S$: આ અલ્પ દ્રાવ્ય બેઇઝનું સંતૃપ્ત દ્રાવણ છે જે તેના ઘન પદાર્થ સાથે સંતુલનમાં છે. ઘન પદાર્થના સામાન્ય આયન અસરને કારણે $[OH^{-}]$ અચળ રહે છે. કારણ કે $[H^{+}][OH^{-}] = K_w$,તેથી $[H^{+}]$ અચળ રહે છે. તેથી,$S \rightarrow 1$.
તેથી,સાચી જોડ $P$ $\rightarrow 1, Q$ $\rightarrow 4, R$ $\rightarrow 3, S$ $\rightarrow 1$ છે.

(A) $NH_4 NO_3$ નું વિઘટન: $NH_4 NO_3(s) \rightarrow N_2 O(g) + 2 H_2 O(g)$. તે $N_2 O$ ઉત્પન્ન કરે છે,$N_2$ નહીં.
$(NH_4)_2 Cr_2 O_7$ નું વિઘટન: $(NH_4)_2 Cr_2 O_7(s) \rightarrow N_2(g) + Cr_2 O_3(s) + 4 H_2 O(g)$. આ $N_2$ વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે.
$Ba(N_3)_2$ નું વિઘટન: $Ba(N_3)_2(s) \rightarrow Ba(s) + 3 N_2(g)$. આ $N_2$ વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે.
$Mg_3 N_2$ એ સ્થાયી નાઈટ્રાઈડ છે અને $300^{\circ} C$ થી નીચે તાપીય વિઘટન પામતું નથી.
તેથી,સંયોજનો $(B)$ અને $(C)$ $N_2$ વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે.

(A) $1$. $Bi_2O_5$ ધાતુનો ઓક્સાઈડ છે,જે બેઝિક છે,જ્યારે $N_2O_5$ અધાતુનો ઓક્સાઈડ છે,જે એસિડિક છે. તેથી,$Bi_2O_5$ એ $N_2O_5$ કરતા વધુ બેઝિક છે. વિધાન $(A)$ સાચું છે.
$2$. ફાજાનના નિયમ મુજબ,નાના કેટાયન વધુ ધ્રુવીભવન શક્તિ ધરાવે છે. $N^{3+}$ એ $Bi^{3+}$ કરતા ઘણું નાનું હોવાથી,$NF_3$ એ $BiF_3$ કરતા વધુ સહસંયોજક છે. વિધાન $(B)$ સાચું છે.
$3$. $NH_3$ માં આંતરઆણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધ જોવા મળે છે,જ્યારે $PH_3$ માં નથી. તેથી,$NH_3$ નું ઉત્કલનબિંદુ $PH_3$ કરતા વધારે છે. વિધાન $(C)$ સાચું છે.
$4$. નાઈટ્રોજન પરમાણુઓના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મો વચ્ચેના વધુ ઈલેક્ટ્રોન-ઈલેક્ટ્રોન અપાકર્ષણને કારણે $N-N$ એકલ બંધ $P-P$ એકલ બંધ કરતા નબળો છે. વિધાન $(D)$ ખોટું છે.

(B) આ પ્રતિક્રિયા શ્રેણીમાં આલ્કોહોલ $(X)$ નું એઝાઈડમાં રૂપાંતર થાય છે,જેમાં કાયરલ કેન્દ્ર પર વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ (inversion) થાય છે.
$1$) $Et_2O$ માં $PBr_3$ સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા $-OH$ સમૂહનું $-Br$ સમૂહમાં રૂપાંતર થાય છે,જેમાં વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ થાય છે ($S_N2$ પ્રક્રિયા દ્વારા).
$2$) $Me_2CO$ માં $NaI$ સાથેની પ્રક્રિયા (ફિંકલસ્ટીન પ્રક્રિયા) દ્વારા $-Br$ સમૂહનું $-I$ સમૂહમાં રૂપાંતર થાય છે,જેમાં ફરીથી વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ થાય છે.
$3$) $HCONMe_2$ $(DMF)$ માં $NaN_3$ સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા આયોડાઈડનું એઝાઈડ આયન $(-N_3)$ દ્વારા $S_N2$ વિસ્થાપન થાય છે,જેના પરિણામે ત્રીજી વખત વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ થાય છે.
કુલ ત્રણ વખત $S_N2$ વ્યુત્ક્રમણ થતું હોવાથી,અંતિમ નીપજ અને પ્રારંભિક પદાર્થ $X$ નો સાપેક્ષ વિન્યાસ સમાન રહે છે.
અંતિમ નીપજમાં સાયક્લોપેન્ટેન વલય પર મિથાઈલ સમૂહ (વેજ) અને એઝાઈડ સમૂહ (ડેશ) છે. તેથી,પ્રારંભિક પદાર્થ $X$ માં પણ મિથાઈલ સમૂહ (વેજ) અને હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ (વેજ) હોવા જોઈએ. આ બંધારણ $(B)$ ને અનુરૂપ છે.

(A) $1$. $H$ પરમાણુ: $1s^1$ (પેરામેગ્નેટિક)
$2$. $NO_2$ મોનોમર: અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન (પેરામેગ્નેટિક)
$3$. $O_2^{-}$ (સુપરઓક્સાઈડ): $13$ ઇલેક્ટ્રોન (પેરામેગ્નેટિક)
$4$. $S_2$ (બાષ્પ): $O_2$ જેવું,$\pi^*$ કક્ષકોમાં બે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે (પેરામેગ્નેટિક)
$5$. $Mn_3O_4$: $MnO \cdot Mn_2O_3$ નું મિશ્ર ઓક્સાઈડ,$Mn^{2+}$ અને $Mn^{3+}$ ધરાવે છે (પેરામેગ્નેટિક)
$6$. $(NH_4)_2[FeCl_4]$: $Fe^{2+}$ એ $d^6$ છે (પેરામેગ્નેટિક)
$7$. $(NH_4)_2[NiCl_4]$: $Ni^{2+}$ એ $d^8$ છે (પેરામેગ્નેટિક)
$8$. $K_2MnO_4$: $Mn^{6+}$ એ $d^1$ છે (પેરામેગ્નેટિક)
$9$. $K_2CrO_4$: $Cr^{6+}$ એ $d^0$ છે (ડાયમેગ્નેટિક)
માત્ર $K_2CrO_4$ ડાયમેગ્નેટિક છે. ડાયમેગ્નેટિક સ્પીસીઝની કુલ સંખ્યા $1$ છે.

(B) એમોનિયાની તૈયારી માટેની પ્રક્રિયા: $(NH_4)_2SO_4 + Ca(OH)_2 \longrightarrow CaSO_4 \cdot 2H_2O + 2NH_3$.
$1584 \ g$ $(NH_4)_2SO_4$ $(M = 132 \ g \ mol^{-1})$ માટે,મોલની સંખ્યા $n = 1584 / 132 = 12 \ mol$.
આ $12 \ mol$ જીપ્સમ $(CaSO_4 \cdot 2H_2O)$ અને $24 \ mol$ $NH_3$ ઉત્પન્ન કરે છે.
જીપ્સમનું દળ $(M = 172 \ g \ mol^{-1})$ $= 12 \times 172 = 2064 \ g$.
નિકલ ક્લોરાઇડ સાથેની પ્રક્રિયા: $NiCl_2 \cdot 6H_2O + 6NH_3 \longrightarrow [Ni(NH_3)_6]Cl_2 + 6H_2O$.
$952 \ g$ $NiCl_2 \cdot 6H_2O$ $(M = 238 \ g \ mol^{-1})$ માટે,મોલની સંખ્યા $n = 952 / 238 = 4 \ mol$.
આ $24 \ mol$ $NH_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $4 \ mol$ $[Ni(NH_3)_6]Cl_2$ ઉત્પન્ન કરે છે.
$[Ni(NH_3)_6]Cl_2$ નું દળ $(M = 232 \ g \ mol^{-1})$ $= 4 \times 232 = 928 \ g$.
કુલ દળ $= 2064 \ g + 928 \ g = 2992 \ g$.

(C) $NaCl$ રચનામાં,ધનાયનો $(M)$ $FCC$ સ્થાનો પર હોય છે અને ઋણાયનો $(X)$ અષ્ટફલકીય છિદ્રોમાં હોય છે:
પ્રારંભિક સ્થાનો:
$M$: $8$ ખૂણા + $6$ ફલક-કેન્દ્ર
$X$: $12$ ધાર-કેન્દ્ર + $1$ અંતઃકેન્દ્ર (મધ્યસ્થ)
સૂચનાઓનું પાલન કરતા:
$(i)$ મધ્યસ્થ સિવાયના તમામ $X$ દૂર કરો: બાકી રહેલા $X = 1$ (અંતઃકેન્દ્ર).
$(ii)$ ફલક-કેન્દ્રિત $M$ ને $X$ દ્વારા બદલો: $X = 1$ (અંતઃકેન્દ્ર) + $6$ (ફલક-કેન્દ્ર); $M = 8$ (ખૂણા).
$(iii)$ ખૂણા પરના $M$ દૂર કરો: $M = 0$.
$(iv)$ મધ્યસ્થ $X$ ને $M$ દ્વારા બદલો: $M = 1$ (અંતઃકેન્દ્ર); $X = 6$ (ફલક-કેન્દ્ર).
રચના $Z$ માં:
ઋણાયનોની સંખ્યા $(X) = 6 \times \frac{1}{2} = 3$
ધનાયનોની સંખ્યા $(M) = 1 \times 1 = 1$
ગુણોત્તર $\left(\frac{\text{number of anions}}{\text{number of cations}}\right) = \frac{3}{1} = 3$.

(C) કોષની પ્રક્રિયા: $Mg_{(s)} + Cu^{2+}_{(aq)} \rightarrow Mg^{2+}_{(aq)} + Cu_{(s)}$
નર્ન્સ્ટ સમીકરણ: $E_{cell} = E^0_{cell} - \frac{RT}{nF} \ln(Q)$
અહીં,$n = 2$,$E^0_{cell} = 2.70 \ V$,$T = 300 \ K$,અને $Q = \frac{[Mg^{2+}]}{[Cu^{2+}]}$.
આપેલ છે $\frac{F}{R} = 11500 \ K \ V^{-1}$,તેથી $\frac{R}{F} = \frac{1}{11500} \ V \ K^{-1}$.
નર્ન્સ્ટ સમીકરણમાં કિંમતો મૂકતા:
$2.67 = 2.70 - \frac{300}{2 \times 11500} \ln \left( \frac{x}{1} \right)$
$-0.03 = -\frac{300}{23000} \ln(x)$
$0.03 = \frac{3}{230} \ln(x)$
$\ln(x) = 0.03 \times \frac{230}{3} = 0.01 \times 230 = 2.30$
કારણ કે $\ln(10) = 2.30$,તેથી $x = 10$.

(D) શુદ્ધ પ્રવાહી $A$ નું બાષ્પ દબાણ $P_A^0 = 20 \ Torr$ છે.
સમાન મોલર દ્રાવણ માટે,$X_A = 0.5$ અને $X_B = 0.5$. કુલ બાષ્પ દબાણ $P_{\text{Total}} = P_A^0 X_A + P_B^0 X_B = 45 \ Torr$ છે.
કિંમતો મૂકતા: $45 = 20(0.5) + P_B^0(0.5) \implies 45 = 10 + 0.5 P_B^0 \implies 35 = 0.5 P_B^0 \implies P_B^0 = 70 \ Torr$.
નવા દ્રાવણ માટે,$P_{\text{Total}} = 22.5 \ Torr = P_A^0 X_A + P_B^0 X_B$.
$X_A + X_B = 1$ હોવાથી,$X_B = 1 - X_A$.
$22.5 = 20 X_A + 70(1 - X_A) \implies 22.5 = 20 X_A + 70 - 70 X_A$.
$50 X_A = 47.5 \implies X_A = 0.95$.
તેથી $X_B = 1 - 0.95 = 0.05$.
તેથી,$\frac{x_A}{x_B} = \frac{0.95}{0.05} = 19$.

(A) $NH_4NO_3$ એ $210^{\circ} C$ થી વધુ તાપમાને $N_2O$ અને $H_2O$ બનાવવા માટે વિઘટન પામે છે.
$(NH_4)_2Cr_2O_7$ ગરમ કરવા પર $N_2$ વાયુ,$Cr_2O_3$ અને $H_2O$ ઉત્પન્ન કરવા માટે વિઘટન પામે છે.
$Ba(N_3)_2$ ગરમ કરવા પર $Ba$ અને $N_2$ વાયુ ઉત્પન્ન કરવા માટે વિઘટન પામે છે.
$Mg_3N_2$ એક સ્થાયી નાઈટ્રાઈડ છે અને $300^{\circ} C$ થી નીચે તાપીય વિઘટન પામતું નથી.
તેથી,$N_2$ વાયુ ઉત્પન્ન કરતા સંયોજનો $(NH_4)_2Cr_2O_7$ અને $Ba(N_3)_2$ છે.

(C) $1$. $Fe(CO)_5$ $(8 + 5 \times 2 = 18)$ અને $Ni(CO)_4$ $(10 + 4 \times 2 = 18)$ માં ધાતુ કેન્દ્ર પર વેલેન્સ શેલ ઇલેક્ટ્રોનની કુલ સંખ્યા $18$ છે,$16$ નથી. તેથી,વિધાન $A$ ખોટું છે.
$2$. મેટલ કાર્બોનિલ મુખ્યત્વે લો સ્પિન સંકીર્ણ છે કારણ કે $CO$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગાન્ડ છે. તેથી,વિધાન $B$ સાચું છે.
$3$. મેટલ-કાર્બન બંધ મજબૂત બને છે જ્યારે ધાતુની ઓક્સિડેશન અવસ્થા ઘટે છે કારણ કે ઓછી ઓક્સિડેશન અવસ્થા ધાતુ પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,જે $CO$ લિગાન્ડ સાથે બેક-બોન્ડિંગ વધારે છે. તેથી,વિધાન $C$ સાચું છે.
$4$. જ્યારે ધાતુની ઓક્સિડેશન અવસ્થા ઘટાડવામાં આવે ત્યારે $C-O$ બંધ નબળો પડે છે (વધારે બેક-બોન્ડિંગને કારણે),વધારવામાં આવે ત્યારે નહીં. તેથી,વિધાન $D$ ખોટું છે.

(B) આલેખ પરથી,શુદ્ધ દ્રાવકો $X$ અને $Y$ ના ઉત્કલનબિંદુઓ અનુક્રમે $360 \ K$ અને $367 \ K$ છે,અને તેમના $NaCl$ દ્રાવણો માટે અનુક્રમે $362 \ K$ અને $368 \ K$ છે.
$NaCl$ માટે (સંપૂર્ણ વિયોજન,$i = 2$):
$(\Delta T_b)_X = i (K_b)_X m = 362 - 360 = 2 \ K$
$(\Delta T_b)_Y = i (K_b)_Y m = 368 - 367 = 1 \ K$
બંને સમીકરણોનો ભાગાકાર કરતા: $\frac{(K_b)_X}{(K_b)_Y} = \frac{2}{1} = 2$.
દ્રાવ્ય $S$ માટે જે સુલક્ષણીકરણ પામે છે,વોન્ટ હોફ અવયવ $i = 1 - \frac{\alpha}{2}$ છે.
આપેલ છે $\alpha_Y = 0.7$,તેથી $i_Y = 1 - \frac{0.7}{2} = 0.65$.
દ્રાવ્ય $S$ માટે $(\Delta T_b)_X = 3 (\Delta T_b)_Y$ આપેલ છે:
$i_X (K_b)_X m = 3 \cdot i_Y (K_b)_Y m$
$(1 - \frac{\alpha_X}{2}) \cdot (K_b)_X = 3 \cdot (0.65) \cdot (K_b)_Y$
$(1 - \frac{\alpha_X}{2}) \cdot 2 = 1.95$
$1 - \frac{\alpha_X}{2} = 0.975$
$\frac{\alpha_X}{2} = 0.025$
$\alpha_X = 0.05$.

(A) કાર્બનિક એસિડ $P$ $(C_{11}H_{12}O_2)$ એ $4$-આઇસોબ્યુટાઇલફિનાઇલએક્રિલિક એસિડ છે. $P$ નું ઓક્સિડેશન ટેરેફ્થાલિક એસિડ આપે છે,જે ડેક્રોન બનાવવા માટે ઇથિલિન ગ્લાયકોલ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે. $P$ નું ઓઝોનોલિસિસ એલિફેટિક કીટોન આપે છે.
$R$ માટે પ્રતિક્રિયા ક્રમ:
$P$ $\xrightarrow{H_2/Pd-C} \text{4-આઇસોબ્યુટાઇલફિનાઇલપ્રોપેનોઇક એસિડ ડેરિવેટિવ}$ $\xrightarrow{SOCl_2} \text{એસિડ ક્લોરાઇડ}$ $\xrightarrow{MeMgBr, CdCl_2} \text{કીટોન}$ $\xrightarrow{NaBH_4} \text{આલ્કોહોલ (Q)}$ $\xrightarrow{HCl} \text{આલ્કાઇલ ક્લોરાઇડ}$ $\xrightarrow{Mg/Et_2O, CO_2, H_3O^+} R$.
આપેલ પ્રતિક્રિયા યોજનાના આધારે,$R$ એ પ્રથમ સેટમાં બંધારણ $A$ ને અનુરૂપ છે.
$S$ માટે પ્રતિક્રિયા ક્રમ:
$P$ $\xrightarrow{H_2/Pd-C} \text{4-આઇસોબ્યુટાઇલફિનાઇલપ્રોપેનોઇક એસિડ}$ $\xrightarrow{NH_3/\Delta} \text{એમાઇડ}$ $\xrightarrow{Br_2/NaOH} \text{એમાઇન}$ $\xrightarrow{CHCl_3, KOH, \Delta} \text{આઇસોસાયનાઇડ}$ $\xrightarrow{H_2/Pd-C} S$.
આપેલ પ્રતિક્રિયા યોજનાના આધારે,$S$ એ બીજા સેટમાં બંધારણ $A$ ને અનુરૂપ છે.
આમ,સાચો જવાબ $A, A$ છે.

(A) $1$. સંકીર્ણ $[Co(en)(NH_3)_3(H_2O)]^{3+}$ બે ભૌમિતિક સમઘટકો ધરાવે છે,ફેશિયલ $(fac)$ અને મેરિડિયોનલ $(mer)$. તેથી,વિધાન $A$ સાચું છે.
$2$. 'en' ને બે સાયનાઈડ લિગેન્ડ $(CN^-)$ સાથે બદલવાથી $[Co(NH_3)_3(H_2O)(CN)_2]^+$ મળે છે. આ સંકીર્ણ ત્રણ ભૌમિતિક સમઘટકો ધરાવે છે. તેથી,વિધાન $B$ સાચું છે.
$3$. $Co^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $d^6$ છે. 'en' અને $NH_3$ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,સંકીર્ણ લો-સ્પિન અને પ્રતિચુંબકીય છે. તેથી,વિધાન $C$ ખોટું છે.
$4$. સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઉર્જા $\Delta_0$ એ શોષાયેલા પ્રકાશની તરંગલંબાઇના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે $(\Delta_0 = \frac{hc}{\lambda})$. $H_2O$ એ $NH_3$ કરતા નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,$[Co(en)(NH_3)_3(H_2O)]^{3+}$ ની $\Delta_0$ એ $[Co(en)(NH_3)_4]^{3+}$ કરતા ઓછી હોય છે. તેથી,તે લાંબી તરંગલંબાઇ પર પ્રકાશનું શોષણ કરે છે. તેથી,વિધાન $D$ સાચું છે.

(D) $1$. જ્યોત કસોટી: $Mn^{2+}$ અને $Cu^{2+}$ બંને આ સંદર્ભમાં અલગ પાડી શકાય તેવો લાક્ષણિક લીલો જ્યોત રંગ દર્શાવતા નથી. તેથી,$(A)$ ખોટું છે.
$2$. એસિડિક માધ્યમમાં $H_2S$ સાથે અવક્ષેપન: $CuS$ નો દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ ખૂબ ઓછો હોવાથી,તે એસિડિક માધ્યમમાં અવક્ષેપિત થાય છે. $MnS$ નો $K_{sp}$ વધારે હોવાથી તે એસિડિક માધ્યમમાં અવક્ષેપિત થતું નથી. તેથી,$(B)$ સાચું છે.
$3$. બેઝિક માધ્યમમાં $H_2S$ સાથે અવક્ષેપન: $CuS$ અને $MnS$ બંને બેઝિક માધ્યમમાં અવક્ષેપિત થાય છે. તેથી,$(C)$ ખોટું છે.
$4$. રિડક્શન પોટેન્શિયલ: $Cu^{2+}/Cu$ માટે પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $E^0$ $(+0.34 \ V)$ એ $Mn^{2+}/Mn$ $(-1.18 \ V)$ કરતા વધારે છે. તેથી,$(D)$ સાચું છે.
તેથી,સાચા વિકલ્પો $(B)$ અને $(D)$ છે.

(C) $1$. એનિલીનની મિશ્ર એસિડ સાથે $288 \ K$ પર પ્રક્રિયા $o$-નાઈટ્રોએનિલીન $(P)$,$p$-નાઈટ્રોએનિલીન $(Q)$,અને $m$-નાઈટ્રોએનિલીન $(R)$ આપે છે. આમ,$R$ એ $m$-નાઈટ્રોએનિલીન છે.
$2$. $R$ ($m$-નાઈટ્રોએનિલીન) માટેની શ્રેણી:
a) એસિટિલેશન: $m$-નાઈટ્રોએનિલીન $Ac_2O$/પિરિડિન સાથે પ્રક્રિયા કરીને $N$-($3$-નાઈટ્રોફિનાઈલ)એસીટામાઈડ બનાવે છે.
b) બ્રોમિનેશન: બ્રોમિનેશન $-NHCOCH_3$ સમૂહની સાપેક્ષમાં $p$-સ્થાન પર થાય છે.
c) જળવિભાજન: $H_3O^+$ એસિટિલ સમૂહને દૂર કરીને $4$-બ્રોમો-$3$-નાઈટ્રોએનિલીન આપે છે.
d) ડાયઝોટાઈઝેશન અને ડીએમિનેશન: $NaNO_2/HCl$ અને ત્યારબાદ $EtOH/\Delta$ $-NH_2$ સમૂહને $H$ દ્વારા બદલે છે,જે $1$-બ્રોમો-$2$-નાઈટ્રોબેન્ઝિન આપે છે.
e) રિડક્શન: $Sn/HCl$ $-NO_2$ સમૂહનું $-NH_2$ માં રિડક્શન કરે છે,જે $2$-બ્રોમોએનિલીન આપે છે.
f) બ્રોમિનેશન: વધારાનું $Br_2/H_2O$ $-NH_2$ સમૂહની સાપેક્ષમાં $o, o, p$ સ્થાનો પર ટ્રાયબ્રોમિનેશન કરે છે,જે $2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોએનિલીન આપે છે.
g) ડાયઝોટાઈઝેશન અને ડીએમિનેશન: $NaNO_2/HCl$ અને ત્યારબાદ $H_3PO_2$ $-NH_2$ સમૂહને દૂર કરે છે,જે $1,3,5$-ટ્રાયબ્રોમોબેન્ઝિન આપે છે.

(D) $1$. $D$-ગ્લુકોઝ અને $L$-ગ્લુકોઝ એ પ્રતિબિંબીત સમઘટકો (enantiomers) છે. $L$-ગ્લુકોઝનું ફિશર પ્રોજેક્શન મેળવવા માટે,આપણે $D$-ગ્લુકોઝના તમામ કાઈરલ કેન્દ્રો પરના વિન્યાસને ઉલટાવીએ છીએ.
$2$. $D$-ગ્લુકોઝમાં,$-OH$ સમૂહો $C2$ (જમણે),$C3$ (ડાબે),$C4$ (જમણે) અને $C5$ (જમણે) પર હોય છે.
$3$. $L$-ગ્લુકોઝમાં,$-OH$ સમૂહો $C2$ (ડાબે),$C3$ (જમણે),$C4$ (ડાબે) અને $C5$ (ડાબે) પર હોય છે.
$4$. $L$-ગ્લુકોઝના ચક્રીયકરણમાં $C5$ પરના $-OH$ સમૂહનો કાર્બોનિલ કાર્બન $(C1)$ પર ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો થાય છે.
$5$. $\beta$-એનોમર માટે,એનોમેરિક કાર્બન $(C1)$ પરનો $-OH$ સમૂહ $-CH_2OH$ સમૂહની સમાન બાજુએ હોય છે (હાવર્થ પ્રોજેક્શનમાં,બંને ઉપરની તરફ હોય છે).
$6$. આપેલ ઉકેલની છબીના આધારે,$\beta-L$-ગ્લુકોપાયરેનોઝનું બંધારણ વિકલ્પ $D$ દ્વારા યોગ્ય રીતે દર્શાવવામાં આવ્યું છે.

(A) પ્રક્રિયા $A_{(g)} \rightarrow 2B_{(g)} + C_{(g)}$ માટે:
$t=0$ સમયે,$A$ નું દબાણ $P_0$ છે અને કુલ દબાણ $P_0$ છે.
$t$ સમયે,ધારો કે $A$ નું $x$ જેટલું દબાણ વપરાય છે. તો $P_A = P_0 - x$,$P_B = 2x$,અને $P_C = x$.
કુલ દબાણ $P_t = (P_0 - x) + 2x + x = P_0 + 2x$.
તેથી,$x = \frac{P_t - P_0}{2}$.
$t$ સમયે $A$ નું આંશિક દબાણ $P_A = P_0 - \frac{P_t - P_0}{2} = \frac{3P_0 - P_t}{2}$ છે.
પ્રથમ ક્રમની પ્રક્રિયા માટે,$k = \frac{1}{t} \ln \left( \frac{P_0}{P_A} \right) = \frac{1}{t} \ln \left( \frac{P_0}{(3P_0 - P_t)/2} \right) = \frac{1}{t} \ln \left( \frac{2P_0}{3P_0 - P_t} \right)$.
પુનઃગોઠવણી કરતા $\ln(3P_0 - P_t) = \ln(2P_0) - kt$ મળે છે. આ ઋણ ઢાળ $(-k)$ ધરાવતી સીધી રેખા દર્શાવે છે,જે આલેખ $A$ સાથે સુસંગત છે.
પ્રથમ ક્રમની પ્રક્રિયા માટે,વેગ અચળાંક $k$ એ પ્રારંભિક સાંદ્રતા $[A]_0$ થી સ્વતંત્ર છે,જે આલેખ $D$ સાથે સુસંગત છે.
વધુમાં,$t_{1/3}$ ($A$ નું મૂલ્ય તેના પ્રારંભિક મૂલ્યના $1/3$ થવા માટેનો સમય) એ $\frac{\ln 3}{k}$ છે,જે $[A]_0$ થી સ્વતંત્ર છે.

(B) બ્રિજિંગ ઓક્સો ગ્રુપ (બે કેન્દ્રીય પરમાણુઓ વચ્ચે $-O-$ જોડાણ) ધરાવતા સંયોજનોની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે,આપણે બંધારણોનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$1$. $N_2O_3$: $N-O-N$ જોડાણ ધરાવે છે. (હા)
$2$. $N_2O_5$: $N-O-N$ જોડાણ ધરાવે છે. (હા)
$3$. $P_4O_6$: $P-O-P$ જોડાણ ધરાવે છે. (હા)
$4$. $P_4O_7$: $P-O-P$ જોડાણ ધરાવે છે. (હા)
$5$. $H_4P_2O_5$: $P-O-P$ જોડાણ ધરાવે છે. (હા)
$6$. $H_5P_3O_{10}$: $P-O-P$ જોડાણ ધરાવે છે. (હા)
$7$. $H_2S_2O_3$: $S-S$ જોડાણ ધરાવે છે,કોઈ $S-O-S$ બ્રિજ નથી. (ના)
$8$. $H_2S_2O_5$: $S-S$ જોડાણ ધરાવે છે,કોઈ $S-O-S$ બ્રિજ નથી. (ના)
ઓછામાં ઓછું એક બ્રિજિંગ ઓક્સો ગ્રુપ ધરાવતા સંયોજનોની કુલ સંખ્યા $6$ છે. વિકલ્પો મુજબ,$5$ એ સૌથી યોગ્ય જવાબ છે.

(A) તબક્કો $1$: એસિટોફેનોન $(10 \ mol)$ $\xrightarrow{NaOBr, H_3O^+}$ બેન્ઝોઇક એસિડ $(A)$, $60\%$ ઉપજ સાથે। $A$ ના મોલ $= 10 \times 0.6 = 6 \ mol$.
તબક્કો $2$: બેન્ઝોઇક એસિડ $(A)$ $\xrightarrow{NH_3, \Delta}$ બેન્ઝેમાઇડ $(B)$, $50\%$ ઉપજ સાથે। $B$ ના મોલ $= 6 \times 0.5 = 3 \ mol$.
તબક્કો $3$: બેન્ઝેમાઇડ $(B)$ $\xrightarrow{Br_2/KOH}$ એનિલિન $(C)$, $50\%$ ઉપજ સાથે। $C$ ના મોલ $= 3 \times 0.5 = 1.5 \ mol$.
તબક્કો $4$: એનિલિન $(C)$ $\xrightarrow{Br_2 (3 \ equiv), AcOH}$ $2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોએનિલિન $(D)$, $100\%$ ઉપજ સાથે। $D$ ના મોલ $= 1.5 \times 1.0 = 1.5 \ mol$.
$D$ $(C_6H_4NBr_3)$ નું મોલર દળ $= (6 \times 12) + (4 \times 1) + 14 + (3 \times 80) = 72 + 4 + 14 + 240 = 330 \ g \ mol^{-1}$.
$D$ નો જથ્થો $= 1.5 \ mol \times 330 \ g \ mol^{-1} = 495 \ g$.

(A) પ્રક્રિયા $A_{(g)} + B_{(g)} \rightleftharpoons AB_{(g)}$ માટે,સંતુલન અચળાંક $K = \frac{k_f}{k_b} = \frac{A_f e^{-E_a/RT}}{A_b e^{-E_b/RT}}$ છે.
આપેલ છે કે $E_b - E_a = 2RT$ અને $A_f = 4A_b$,તેથી $K = \frac{A_f}{A_b} e^{(E_b - E_a)/RT} = 4 e^{2RT/RT} = 4e^2$.
પ્રમાણિત ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જા ફેરફાર $\Delta G^{\ominus} = -RT \ln K$ છે.
કિંમતો મૂકતા: $\Delta G^{\ominus} = -RT \ln(4e^2) = -RT(\ln 4 + \ln e^2) = -RT(2 \ln 2 + 2)$.
$RT = 2500 \ J \ mol^{-1}$ અને $\ln 2 = 0.7$ લેતા:
$\Delta G^{\ominus} = -2500 \times (2 \times 0.7 + 2) = -2500 \times (1.4 + 2) = -2500 \times 3.4 = -8500 \ J \ mol^{-1}$.
તેથી,$\Delta G^{\ominus}$ નું નિરપેક્ષ મૂલ્ય $8500 \ J \ mol^{-1}$ છે.

(B) કોષ પ્રક્રિયા છે: $2A_{(s)} + B^{2n+}_{(aq)} \rightleftharpoons 2A^{n+}_{(aq)} + B_{(s)}$.
સંતુલન સમયે,$emf$ શૂન્ય છે,તેથી $\Delta G = 0$.
પ્રમાણિત ગિબ્સ ઉર્જા ફેરફાર $\Delta G^{\ominus} = -RT \ln K_c$ છે.
$K_c = \frac{[A^{n+}]^2}{[B^{2n+}]} = \frac{(2)^2}{1} = 4$.
તેથી,$\Delta G^{\ominus} = -RT \ln(4) = -2RT \ln(2)$.
આપેલ છે કે $\Delta H^{\ominus} = 2 \Delta G^{\ominus}$.
$\Delta G^{\ominus} = \Delta H^{\ominus} - T \Delta S^{\ominus}$ સંબંધનો ઉપયોગ કરતા:
$\Delta G^{\ominus} = 2 \Delta G^{\ominus} - T \Delta S^{\ominus} \implies \Delta S^{\ominus} = \frac{\Delta G^{\ominus}}{T}$.
$\Delta S^{\ominus} = \frac{-2RT \ln(2)}{T} = -2R \ln(2)$.
કિંમતો મૂકતા: $\Delta S^{\ominus} = -2 \times 8.3 \times 0.7 = -11.62 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$.

(C) $P: dsp^2 - (6) \ [Ni(CN)_4]^{2-}$. $Ni^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $3d^8$ છે. $CN^-$ પ્રબળ લિગેન્ડ છે,જે ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે. સંકરણ $dsp^2$ (સમચોરસ સમતલીય) છે.
$Q: sp^3 - (4), (5)$.
$(4) [FeCl_4]^{2-}: Fe^{2+}$ એ $3d^6$ છે. $Cl^-$ નિર્બળ લિગેન્ડ છે,યુગ્મીકરણ થતું નથી. સંકરણ $sp^3$ (સમચતુષ્ફલકીય) છે.
$(5) Ni(CO)_4: Ni$ એ $3d^8 4s^2$ છે. $CO$ પ્રબળ લિગેન્ડ છે,જે $4s$ ના ઇલેક્ટ્રોનને $3d$ માં ધકેલે છે. સંકરણ $sp^3$ (સમચતુષ્ફલકીય) છે.
$R: sp^3d^2 - (1)$.
$(1) [FeF_6]^{4-}: Fe^{2+}$ એ $3d^6$ છે. $F^-$ નિર્બળ લિગેન્ડ છે,યુગ્મીકરણ થતું નથી. સંકરણ $sp^3d^2$ (અષ્ટફલકીય) છે.
$S: d^2sp^3 - (2), (3)$.
$(2) [Ti(H_2O)_3Cl_3]: Ti^{3+}$ એ $3d^1$ છે. સંકરણ $d^2sp^3$ (અષ્ટફલકીય) છે.
$(3) [Cr(NH_3)_6]^{3+}: Cr^{3+}$ એ $3d^3$ છે. સંકરણ $d^2sp^3$ (અષ્ટફલકીય) છે.
આમ,સાચી જોડ $P$ $\rightarrow 6; Q$ $\rightarrow 4,5; R$ $\rightarrow 1; S$ $\rightarrow 2,3$ છે.

(B) પ્રતિક્રિયાઓનું વિશ્લેષણ:
$P$: $t$-બ્યુટોક્સાઇડ $(t-BuO^-)$ ની $t$-બ્યુટાઇલ બ્રોમાઇડ $(t-BuBr)$ સાથેની પ્રતિક્રિયા. $t-BuO^-$ એક પ્રબળ બેઇઝ છે અને $t-BuBr$ તૃતીયક હેલાઇડ હોવાથી,વિલોપન $(E2)$ પ્રક્રિયા થાય છે,જે આઇસોબ્યુટિલિન $(4)$ અને $t$-બ્યુટેનોલ $(1)$ આપે છે.
$Q$: $t$-બ્યુટાઇલ મિથાઇલ ઈથરની $HBr$ સાથેની પ્રતિક્રિયા. આ ઈથરનું એસિડ-ઉદ્દીપિત વિભાજન છે,જે $t$-બ્યુટાઇલ બ્રોમાઇડ $(2)$ અને મિથેનોલ આપે છે.
$R$: $t$-બ્યુટાઇલ બ્રોમાઇડની $NaOMe$ સાથેની પ્રતિક્રિયા. $NaOMe$ એક પ્રબળ બેઇઝ છે અને $t-BuBr$ તૃતીયક હેલાઇડ હોવાથી,વિલોપન $(E2)$ પ્રક્રિયા થાય છે,જે આઇસોબ્યુટિલિન $(4)$ આપે છે.
$S$: $t$-બ્યુટોક્સાઇડની મિથાઇલ બ્રોમાઇડ $(MeBr)$ સાથેની પ્રતિક્રિયા. આ $S_N2$ પ્રક્રિયા છે,જે $t$-બ્યુટાઇલ મિથાઇલ ઈથર $(3)$ આપે છે.
જોડકાં: $P$ $\rightarrow 1, 4; Q$ $\rightarrow 2; R$ $\rightarrow 4; S$ $\rightarrow 3$.