IIT JEE 2019 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Gujarati

(A) $U_{rms} = \sqrt{\frac{3RT}{M}}$. $U_{rms} \propto \sqrt{T}$ હોવાથી,જો $T$ એ $4T$ થાય,તો $U_{rms}$ એ $\sqrt{4} = 2$ ગણું થાય છે. તેથી,વિધાન $(1)$ સાચું છે.
$\varepsilon_{av} = \frac{3}{2}kT$. આ સમીકરણ માત્ર તાપમાન $T$ પર આધાર રાખે છે,આણ્વીય દળ $M$ પર નહીં. તેથી,વિધાન $(2)$ સાચું છે.
$U_{rms} = \sqrt{\frac{3RT}{M}}$ પરથી,$U_{rms} \propto \frac{1}{\sqrt{M}}$. તેથી,વિધાન $(3)$ સાચું છે.
$\varepsilon_{av} = \frac{3}{2}kT$ હોવાથી,$\varepsilon_{av} \propto T$. જો તાપમાન ચાર ગણું કરવામાં આવે,તો $\varepsilon_{av}$ ચાર ગણું થાય છે,બમણું નહીં. તેથી,વિધાન $(4)$ ખોટું છે.
આમ,વિધાન $(1), (2)$ અને $(3)$ સાચા છે.

(C) $Q$ એ $SnCl_2$ છે.
$1. SnCl_2 + Cl^{-} \rightarrow [SnCl_3]^{-} (X)$. $[SnCl_3]^{-}$ માં $Sn$ પરમાણુ $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે,તેથી તે $sp^3$ સંકરણ અને પિરામિડલ ભૂમિતિ ધરાવે છે. વિધાન $(1)$ સાચું છે.
$2. SnCl_2 + Me_3N \rightarrow SnCl_2 \cdot NMe_3 (Y)$. આ એક એડક્ટ છે જ્યાં $N$,$Sn$ ને ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું દાન કરે છે,જે સવર્ગ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે. વિધાન $(4)$ સાચું છે.
$3. SnCl_2 + 2CuCl_2 \rightarrow SnCl_4 (Z) + 2CuCl$. $SnCl_4$ માં $Sn$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+4$ છે. વિધાન $(2)$ ખોટું છે.
$4. SnCl_4$ માં $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. વિધાન $(3)$ ખોટું છે.
તેથી,વિધાન $(1)$ અને $(4)$ સાચા છે.

(D) જો અણુ ધ્રુવીય હોય તો તે કાયમી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા ધરાવે છે,એટલે કે તેની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા $\mu \neq 0$ હોય છે.
સમૂહ $(1)$ માં,$BeCl_2$ (રેખીય),$CO_2$ (રેખીય),અને $BCl_3$ (ત્રિકોણીય સમતલીય) સંમિત છે અને $\mu = 0$ ધરાવે છે.
સમૂહ $(2)$ માં,$SO_2$ (બેન્ટ),$C_6H_5Cl$ (ધ્રુવીય),$H_2Se$ (બેન્ટ),અને $BrF_5$ (ચોરસ પિરામિડલ) બધા ધ્રુવીય અણુઓ છે જે $\mu \neq 0$ ધરાવે છે.
સમૂહ $(3)$ માં,$BF_3$ (ત્રિકોણીય સમતલીય) અને $SF_6$ (અષ્ટફલકીય) સંમિત છે અને $\mu = 0$ ધરાવે છે.
સમૂહ $(4)$ માં,$NO_2$ (બેન્ટ),$NH_3$ (પિરામિડલ),$POCl_3$ (વિકૃત ચતુષ્ફલકીય),અને $CH_3Cl$ (વિકૃત ચતુષ્ફલકીય) બધા ધ્રુવીય અણુઓ છે જે $\mu \neq 0$ ધરાવે છે.
આમ,સમૂહ $(2)$ અને $(4)$ માં રહેલા તમામ અણુઓ કાયમી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા ધરાવે છે.

(A) પ્રમાણિત સર્જન એન્થાલ્પી $(\Delta_f H^\circ)$ એટલે જ્યારે $1 \text{ મોલ}$ સંયોજન તેના ઘટક તત્વોમાંથી તેમની સૌથી સ્થાયી પ્રમાણિત અવસ્થામાં બને ત્યારે થતો એન્થાલ્પી ફેરફાર.
$(1)$ $\frac{3}{2} O_{2(g)} \rightarrow O_{3(g)}$: $O_2$ એ ઓક્સિજનનું સૌથી સ્થાયી સ્વરૂપ છે. $1 \text{ મોલ}$ $O_3$ બને છે,તેથી આ $\Delta_f H^\circ$ છે.
$(2)$ $\frac{1}{8} S_{8(s)} + O_{2(g)} \rightarrow SO_{2(g)}$: $S_8$ અને $O_2$ એ તેમના સૌથી સ્થાયી સ્વરૂપો છે. $1 \text{ મોલ}$ $SO_2$ બને છે,તેથી આ $\Delta_f H^\circ$ છે.
$(3)$ $2 H_{2(g)} + O_{2(g)} \rightarrow 2 H_2O_{(l)}$: અહીં $2 \text{ મોલ}$ $H_2O$ બને છે,તેથી આ $2 \times \Delta_f H^\circ$ છે.
$(4)$ $2 C_{(g)} + 3 H_{2(g)} \rightarrow C_2H_{6(g)}$: કાર્બન તેની સૌથી સ્થાયી અવસ્થામાં (ગ્રેફાઇટ) નથી.
આમ,પ્રક્રિયા $(1)$ અને $(2)$ શરતનું પાલન કરે છે.

(C) પ્રક્રિયા $Fe^{2+}_{(aq)} + S^{2-}_{(aq)} \rightleftharpoons FeS_{(s)}$ છે.
સમાન કદ મિશ્ર કરવાથી નવી સાંદ્રતા $0.03 \ M \ Fe^{2+}$ અને $0.1 \ M \ S^{2-}$ થશે.
$K_{c} = 1.6 \times 10^{17}$ ખૂબ મોટું હોવાથી,પ્રક્રિયા લગભગ પૂર્ણતા તરફ જાય છે.
ધારો કે $Fe^{2+}_{(aq)}$ ની સંતુલન સાંદ્રતા $y$ છે.
પ્રારંભિક સાંદ્રતા: $[Fe^{2+}] = 0.03 \ M$,$[S^{2-}] = 0.1 \ M$.
સંતુલન સમયે: $[Fe^{2+}] = y$,$[S^{2-}] = 0.1 - 0.03 = 0.07 \ M$.
$K_{c} = \frac{1}{[Fe^{2+}][S^{2-}]} = \frac{1}{y \times 0.07} = 1.6 \times 10^{17}$.
$y = \frac{1}{1.6 \times 0.07} \times 10^{-17} = \frac{1}{0.112} \times 10^{-17} \approx 8.928 \times 10^{-17} \ M$.
તેથી,$Y \approx 8.93$.

(B) ચાલો સમાન પ્રકારના બે પરમાણુઓ વચ્ચે સહસંયોજક બંધ ધરાવતા અણુઓને ઓળખવા માટે આપેલા અણુઓની રચનાનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$1$. $B_2H_6$ (ડાયબોરેન): તેમાં $B-H-B$ બ્રિજ બોન્ડ હોય છે. તેમાં $B-B$ બંધ હોતો નથી.
$2$. $B_3N_3H_6$ (બોરાઝીન): તેમાં $B-N$ બંધ હોય છે. તેમાં $B-B$ કે $N-N$ બંધ હોતો નથી.
$3$. $N_2O$: તેની રચના $N \equiv N \rightarrow O$ છે. તેમાં $N-N$ બંધ હોય છે.
$4$. $N_2O_4$: તેની રચના $O_2N-NO_2$ છે. તેમાં $N-N$ બંધ હોય છે.
$5$. $H_2S_2O_3$ (થાયોસલ્ફ્યુરિક એસિડ): તેની રચનામાં $S-S$ બંધ હોય છે.
$6$. $H_2S_2O_8$ (પેરોક્સિડાયસલ્ફ્યુરિક એસિડ): તેની રચનામાં $O-O$ (પેરોક્સાઇડ) બંધ હોય છે.
આમ,સમાન પ્રકારના બે પરમાણુઓ વચ્ચે સહસંયોજક બંધ ધરાવતા અણુઓ $N_2O, N_2O_4, H_2S_2O_3$ અને $H_2S_2O_8$ છે.
આવા અણુઓની કુલ સંખ્યા $4$ છે.

(C) દરેક પ્રક્રિયાનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$(1)$ સોડિયમ બ્યુટેનોએટ $(CH_3CH_2CH_2COONa)$ નું કોલ્બે વિદ્યુતવિભાજન $n$-હેક્ઝેન $(CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CH_3)$ આપે છે.
$(2)$ સોડા લાઈમ $(NaOH + CaO)$ સાથે સોડિયમ બ્યુટેનોએટ $(CH_3CH_2CH_2COONa)$ નું ડિકાર્બોક્સિલેશન પ્રોપેન $(CH_3CH_2CH_3)$ આપે છે.
$(3)$ $Zn$ અને મંદ $HCl$ સાથે $1$-ક્લોરોપ્રોપેન $(CH_3CH_2CH_2Cl)$ નું રિડક્શન પ્રોપેન $(CH_3CH_2CH_3)$ આપે છે.
$(4)$ $Zn$ સાથે $1,2$-ડાયબ્રોમોપ્રોપેનનું ડીહેલોજનેશન પ્રોપીન $(CH_3CH=CH_2)$ આપે છે.
આમ,પ્રક્રિયાઓ $(2)$ અને $(3)$ મુખ્ય નીપજ તરીકે પ્રોપેન આપે છે.

(A) હાઇડ્રોજન જેવી સ્પીસીઝ માટે,ઊર્જા $E_n = -13.6 \times \frac{Z^2}{n^2} \ eV$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$He^+$ માટે,$Z = 2$. આપેલ $E = -3.4 \ eV$,તેથી $-3.4 = -13.6 \times \frac{2^2}{n^2}$,જેનું સાદુંરૂપ આપતા $n^2 = 16$,એટલે કે $n = 4$.
આપેલ એઝિમુથલ ક્વોન્ટમ નંબર $\ell = 2$ હોવાથી,તે $4d$ અવસ્થા છે.
કોણીય નોડ્સની સંખ્યા $= \ell = 2$.
રેડિયલ નોડ્સની સંખ્યા $= n - \ell - 1 = 4 - 2 - 1 = 1$.
$He^+$ એ એક-ઇલેક્ટ્રોન સ્પીસીઝ હોવાથી,અનુભવાતો પરમાણુ વીજભાર $Z = 2e$ છે,તેથી વિધાન $(4)$ ખોટું છે.
આમ,વિધાન $(1)$ અને $(3)$ સાચા છે.

(C) આપેલ પ્રતિક્રિયાઓનું વિશ્લેષણ:
$(1)$ બેન્ઝીન $500 \ K$ તાપમાને $UV$ પ્રકાશની હાજરીમાં વધારાના $Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝીન હેક્સાક્લોરાઇડ બનાવે છે,જે સુગંધિત નથી.
$(2)$ $1,2$-ડાયબ્રોમોપ્રોપેન $alc. KOH$ અને ત્યારબાદ $NaNH_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને પ્રોપાઇન $(CH_3-C \equiv CH)$ બનાવે છે. $873 \ K$ તાપમાને લાલ ગરમ લોખંડની નળીનો ઉપયોગ કરીને પ્રોપાઇનનું સાયક્લોટ્રાઇમરાઇઝેશન કરવાથી $1,3,5$-ટ્રાયમિથાઈલબેન્ઝીન (મેસિટિલીન) મળે છે,જે સુગંધિત છે.
$(3)$ $3$-બ્રોમોસાયક્લોબ્યુટીન $NaOEt$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને વિસ્થાપન નીપજ અને વિલોપન નીપજ (સાયક્લોબ્યુટાડાયન) આપે છે,જે ડાયમરાઇઝ થઈને બિન-સુગંધિત સંયોજન બનાવે છે.
$(4)$ સાયક્લોપેન્ટાડાયન $NaOMe$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલ આયન બનાવે છે,જે સુગંધિત છે ($6 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન,હકલનો નિયમ).
તેથી,પ્રતિક્રિયાઓ $(2)$ અને $(4)$ સુગંધિત નીપજો આપે છે.

(D) સંતુલિત પ્રતિક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$Zn + 2H_2SO_4 \text{ (ગરમ સાંદ્ર)} \rightarrow ZnSO_4 (G) + SO_2 (R) + 2H_2O (X)$
$Zn + 2NaOH \text{ (સાંદ્ર)} \rightarrow Na_2ZnO_2 (T) + H_2 (Q)$
$ZnSO_4 (G) + H_2S + 2NH_4OH \rightarrow ZnS (Z) + 2H_2O (X) + (NH_4)_2SO_4 (Y)$
વિધાનોનું વિશ્લેષણ:
$(1)$ $Na_2ZnO_2$ $(T)$ માં,$Zn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે,$+1$ નથી. તેથી,વિધાન $(1)$ ખોટું છે.
$(2)$ $Q$ એ $H_2$ છે. $H_2$ નો બંધ ક્રમાંક $1$ છે. તેથી,વિધાન $(2)$ સાચું છે.
$(3)$ $Z$ એ $ZnS$ છે,જે સફેદ રંગનું હોય છે. તેથી,વિધાન $(3)$ સાચું છે.
$(4)$ $R$ એ $SO_2$ છે. $SO_2$ નો આકાર બેન્ટ અથવા $V$-આકારનો હોય છે. તેથી,વિધાન $(4)$ સાચું છે.
આમ,વિધાનો $(2, 3, 4)$ સાચા છે.

(C) આણ્વીય સૂત્ર $C_4H_8O$ માટે અસંતૃપ્તતાની માત્રા $1$ છે. ચક્રીય ઈથર્સ માટે આપણે નીચેના બંધારણો ધ્યાનમાં લઈએ છીએ:
$1$. ટેટ્રાહાઈડ્રોફ્યુરાન $(THF)$: $1$ સમઘટક.
$2$. $2$-મિથાઈલ-ઓક્સેટેન: કાઈરલ કેન્દ્ર ધરાવે છે,તેથી તે પ્રતિબિંબીત સમઘટકોની જોડી ($R$ અને $S$) તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. કુલ = $2$ સમઘટકો.
$3$. $3$-મિથાઈલ-ઓક્સેટેન: અકાઈરલ. કુલ = $1$ સમઘટક.
$4$. $2$-ઈથાઈલ-ઓક્સિરેન: કાઈરલ કેન્દ્ર ધરાવે છે,તેથી તે પ્રતિબિંબીત સમઘટકોની જોડી ($R$ અને $S$) તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. કુલ = $2$ સમઘટકો.
$5$. $2,3$-ડાયમિથાઈલ-ઓક્સિરેન: બે કાઈરલ કેન્દ્રો ધરાવે છે. તે $(R,R)$,$(S,S)$ (પ્રતિબિંબીત જોડી) અને $(R,S)$ (મીસો સંયોજન) તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. કુલ = $3$ સમઘટકો.
$6$. $1,1$-ડાયમિથાઈલ-ઓક્સિરેન: અકાઈરલ. કુલ = $1$ સમઘટક.
આ બધાનો સરવાળો કરતા: $1 + 2 + 1 + 2 + 3 + 1 = 10$ સમઘટકો.

(C) સાંદ્ર $HNO_3$ દ્વારા રોમ્બિક સલ્ફર $(S_8)$ નું ઓક્સિડેશન સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ આપે છે,જેમાં સલ્ફરની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+6$ છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$S_8 + 48 \ HNO_3 \longrightarrow 8 \ H_2SO_4 + 48 \ NO_2 + 16 \ H_2O$
પ્રક્રિયાના તત્વયોગમિતિ મુજબ,$1$ મોલ $S_8$ માંથી $16$ મોલ $H_2O$ ઉત્પન્ન થાય છે.
પાણીનું દળ $= 16 \ mol \times 18 \ g \ mol^{-1} = 288 \ g$.

(A) $1$. શરૂઆતના પદાર્થમાં એક આલ્કાઈન સમૂહ અને બે આલ્કીન સમૂહ (એક સાયક્લોપેન્ટેન રિંગમાં અને એક સાયક્લોહેક્સેન રિંગમાં) હોય છે.
$2$. પ્રથમ પગલામાં $H_2, Pd-BaSO_4$ અને ક્વિનોલિન (લિન્ડલર ઉદ્દીપક) નો ઉપયોગ થાય છે,જે અન્ય આલ્કીન સમૂહોને અસર કર્યા વિના આલ્કાઈનનું $cis$-આલ્કીનમાં પસંદગીયુક્ત રિડક્શન કરે છે.
$3$. બીજા પગલામાં $273 \ K$ તાપમાને મંદ $KMnO_4$ (બેયર પ્રક્રિયક) નો ઉપયોગ થાય છે,જે અણુમાં હાજર તમામ દ્વિબંધોનું syn-ડાયહાઈડ્રોક્સિલેશન કરે છે.
$4$. અણુમાં ત્રણ દ્વિબંધો છે: એક નવો બનેલો $cis$-આલ્કીન અને બે મૂળ ચક્રીય આલ્કીન.
$5$. દરેક દ્વિબંધ ડાયહાઈડ્રોક્સિલેશનમાંથી પસાર થાય છે,જે દરેક દ્વિબંધ દીઠ બે $-OH$ સમૂહો ઉમેરે છે.
$6$. કુલ $-OH$ સમૂહો $= 3 \times 2 = 6$.

(A) બોહરના એક-ઇલેક્ટ્રોન પરમાણુના મોડેલ મુજબ:
$1.$ $n^{\text{મી}}$ કક્ષાની ત્રિજ્યા,$r_n = \frac{n^2 h^2 \epsilon_0}{\pi m Z e^2} \propto n^2$. તેથી,$(I)$ એ $(T)$ સાથે જોડાય છે.
$2.$ કોણીય વેગમાન,$L = \frac{nh}{2\pi} \propto n^1$. તેથી,$(II)$ એ $(S)$ સાથે જોડાય છે.
$3.$ ગતિઊર્જા,$KE = \frac{m Z^2 e^4}{8 \epsilon_0^2 n^2 h^2} \propto n^{-2}$. તેથી,$(III)$ એ $(P)$ સાથે જોડાય છે.
$4.$ સ્થિતિઊર્જા,$PE = - \frac{m Z^2 e^4}{4 \epsilon_0^2 n^2 h^2} \propto n^{-2}$. તેથી,$(IV)$ એ $(P)$ સાથે જોડાય છે.
પ્રશ્ન $(1)$ માટે,સાચું સંયોજન $(I), (T)$ છે,જે વિકલ્પ $(3)$ છે.
પ્રશ્ન $(2)$ માટે,સાચું સંયોજન $(III), (P)$ છે,જે વિકલ્પ $(4)$ છે.
તેથી,જવાબ $3, 4$ છે.

(A) સોડિયમ સ્ટીઅરેટ એ એક સર્ફેક્ટન્ટ છે જે ઓછી સાંદ્રતા પર પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય તરીકે વર્તે છે.
જેમ સાંદ્રતા વધે છે,તેમ આંતર-આયનીય આકર્ષણને કારણે મોલર વાહકતા $\left(\Lambda_m\right)$ ઘટે છે,જે અન્ય પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્યો જેવું જ છે.
જો કે,એકવાર સાંદ્રતા ક્રિટિકલ મિસેલ કોન્સન્ટ્રેશન $(CMC)$ સુધી પહોંચી જાય,પછી વ્યક્તિગત આયનો મોટા,ભારે મિસેલ બનાવવા માટે એકઠા થાય છે.
આ મિસેલ્સની ગતિશીલતા વ્યક્તિગત આયનોની તુલનામાં ઘણી ઓછી હોય છે,જેના કારણે $CMC$ બિંદુ પછી $\sqrt{c}$ ના સંદર્ભમાં મોલર વાહકતામાં થતા ફેરફારના દરમાં તીવ્ર ઘટાડો થાય છે.
આના પરિણામે એક એવો આલેખ મળે છે જ્યાં $CMC$ પર ઢાળ નોંધપાત્ર રીતે બદલાય છે,જે વિકલ્પ $A$ માં આપેલા આલેખ દ્વારા શ્રેષ્ઠ રીતે દર્શાવવામાં આવ્યો છે.

(A) એસિડિક પ્રબળતા એ $pK_a$ મૂલ્યના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
ઓછું $pK_a$ મૂલ્ય વધુ એસિડિક પ્રબળતા સૂચવે છે.
આપેલા સંયોજનો છે:
$(I)$ પ્રોપિયોલિક એસિડ $(pK_a = 1.86)$
$(II)$ એક્રિલિક એસિડ $(pK_a = 4.3)$
$(III)$ $p$-મિથોક્સીબેન્ઝોઇક એસિડ $(pK_a = 4.5)$
$(IV)$ પ્રોપેનોઇક એસિડ $(pK_a = 4.88)$
$pK_a$ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $1.86 < 4.3 < 4.5 < 4.88$.
તેથી,એસિડિક પ્રબળતાનો ક્રમ $I > II > III > IV$ છે.

(B) આપેલ અયસ્કોના રાસાયણિક સૂત્રો નીચે મુજબ છે:

અયસ્ક	સૂત્ર
કેલેમાઇન	$ZnCO_3$
મેલેકાઇટ	$CuCO_3 \cdot Cu(OH)_2$
મેગ્નેટાઇટ	$Fe_3O_4$
ક્રાયોલાઇટ	$Na_3AlF_6$

તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(A) બોરેક્સ બીડ કસોટીમાં,ક્રોમિયમ $(III)$ ક્ષાર ગરમ કરવા પર વિઘટિત થઈને ક્રોમિયમ $(III)$ ઓક્સાઈડ $(Cr_2O_3)$ બનાવે છે.
બોરેક્સ $(Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O)$ ગરમ કરવા પર પાણી ગુમાવે છે અને સોડિયમ મેટાબોરેટ $(NaBO_2)$ અને બોરિક એનહાઇડ્રાઇડ $(B_2O_3)$ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $Cr_2O_3 + 3B_2O_3 \longrightarrow 2Cr(BO_2)_3$.
લીલો રંગ ક્રોમિયમ મેટાબોરેટ,$Cr(BO_2)_3$ ના નિર્માણને કારણે હોય છે.

(B) $MnO_2 + 2 KOH + \frac{1}{2} O_2 \xrightarrow{\Delta} K_2MnO_4 + H_2O$ $(W)$
$W = K_2MnO_4 \rightleftharpoons 2K^{\oplus} + MnO_4^{2-} (Y)$
$K_2MnO_4 + H_2O \xrightarrow{\text{Electrolytic}} H_2 + KOH + KMnO_4 (X)$
$X$ નો એનાયન = $MnO_4^{-} (Z)$
$1$. $Y$ $(MnO_4^{2-})$ એ $d^1$ (પેરામેગ્નેટિક) છે અને $Z$ $(MnO_4^{-})$ એ $d^0$ (ડાયમેગ્નેટિક) છે. વિધાન $(1)$ ખોટું છે.
$2$. $MnO_4^{2-}$ અને $MnO_4^{-}$ બંને ચાર્જ ટ્રાન્સફરને કારણે રંગીન છે અને ટેટ્રાહેડ્રલ ભૂમિતિ ધરાવે છે. વિધાન $(2)$ સાચું છે.
$3$. બંનેમાં,ઓક્સિજનના $p$-ઓર્બિટલ્સ અને મેંગેનીઝના $d$-ઓર્બિટલ્સ વચ્ચે $\pi$-બંધન ($p\pi-d\pi$ બોન્ડિંગ) થાય છે. વિધાન $(3)$ સાચું છે.
$4$. એસિડિક દ્રાવણમાં,$MnO_4^{2-}$ ડિસપ્રોપોર્શનલ પ્રતિક્રિયા આપે છે: $3MnO_4^{2-} + 4H^{\oplus} \longrightarrow 2MnO_4^{-} + MnO_2 + 2H_2O$. વિધાન $(4)$ સાચું છે.
આમ,વિધાનો $(2, 3, 4)$ સાચા છે.

(A) ક્ષય શ્રેણીનું વિશ્લેષણ:
$1$. $^{238}_{92}U \xrightarrow{- x_1} ^{234}_{90}Th$: દળ ક્રમાંક $4$ જેટલો ઘટે છે અને પરમાણુ ક્રમાંક $2$ જેટલો ઘટે છે,તેથી $x_1$ એ $\alpha$-કણ $(^{4}_{2}He^{2+})$ છે. $\alpha$-કણો ધન વીજભારિત હોય છે અને ઋણ વીજભારિત પ્લેટ તરફ વિચલિત થાય છે. વિધાન $(3)$ સાચું છે.
$2$. $^{234}_{90}Th \xrightarrow{- x_2} ^{234}_{91}Pa$: પરમાણુ ક્રમાંક $1$ જેટલો વધે છે,તેથી $x_2$ એ $\beta^{-}$-કણ $(^{0}_{-1}e)$ છે. વિધાન $(2)$ સાચું છે.
$3$. $^{234}_{91}Pa \xrightarrow{- x_3} ^{234}_{92}Z$: પરમાણુ ક્રમાંક $1$ જેટલો વધે છે,તેથી $x_3$ એ $\beta^{-}$-કણ છે. વિધાન $(4)$ ખોટું છે.
$4$. $^{234}_{92}Z$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $92$ છે,જે $U$ જેવો જ છે,તેથી $Z$ એ યુરેનિયમનો આઇસોટોપ છે. વિધાન $(1)$ સાચું છે.
આમ,વિધાનો $(1)$,$(2)$ અને $(3)$ સાચા છે.

(B) $(1)$ $FALSE$: ગ્લુકોઝનું બ્રોમીન પાણી ($Br_2$ પાણી) વડે ઓક્સિડેશન કરવાથી ગ્લુકોનિક એસિડ મળે છે,ગ્લુટામિક એસિડ નહીં.
$(2)$ $TRUE$: $D-( )-$ગ્લુકોઝના બે છ-સભ્યવાળા ચક્રીય હેમિયાસીટલ સ્વરૂપો ($\alpha-D-$ગ્લુકોઝ અને $\beta-D-$ગ્લુકોઝ) $C_1$ કાર્બન પરના વિન્યાસમાં અલગ પડે છે અને તેને એનોમર્સ કહેવામાં આવે છે.
$(3)$ $TRUE$: સુક્રોઝના જળવિભાજનથી $D-( )-$ગ્લુકોઝ (ડેક્સ્ટ્રોરોટેટરી) અને $D-(-)-$ફ્રુક્ટોઝ (લિવોરોટેટરી) મળે છે.
$(4)$ $TRUE$: મોનોસેકેરાઇડ્સ એ સૌથી સરળ કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ છે અને તેનું વધુ જળવિભાજન કરીને નાના પોલીહાઇડ્રોક્સી આલ્ડિહાઇડ અથવા કીટોન એકમો મેળવી શકાતા નથી.

(A) $1$. પ્રારંભિક પદાર્થ $C_6H_{10}O$ એ સાયક્લોહેક્ઝેનોન છે. $CH_3MgBr$ અને ત્યારબાદ $H_2O$ સાથેની પ્રક્રિયા $1$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેનોલ $(Q)$ આપે છે.
$2$. $Q$ એ $conc. HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $1$-ક્લોરો-$1$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેન $(S)$ બનાવે છે. આ બંધારણ $(2)$ સાથે મેળ ખાય છે.
$3$. $Q$ એ $20\% H_3PO_4$ સાથે $360 \ K$ તાપમાને એસિડ-ઉદ્દીપકીય નિર્જલીકરણ પામીને $1$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝીન $(R)$ બનાવે છે.
$4$. $R$ એ બેન્ઝોઈલ પેરોક્સાઈડની હાજરીમાં $HBr$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને (એન્ટી-માર્કોવનીકોવ યોગશીલ પ્રક્રિયા) $1$-બ્રોમો-$2$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેન $(U)$ બનાવે છે. આ બંધારણ $(4)$ સાથે મેળ ખાય છે.
$5$. $R$ એ હાઈડ્રોજનેશન $(H_2, Ni)$ પામીને મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેન બનાવે છે,ત્યારબાદ રેડિકલ બ્રોમિનેશન $(Br_2, h\nu)$ દ્વારા $1$-બ્રોમો-$1$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેન $(T)$ બનાવે છે.
$6$. બંધારણોની સરખામણી કરતા: $S$ એ $(2)$ છે,$U$ એ $(4)$ છે,અને $T$ એ $(1)$ છે. સાચો સેટ $(2, 4)$ છે.

(A) વેગ નિયમ $r = K [A]^{n_1} [B]^{n_2} [C]^{n_3}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
પ્રયોગ $1$ અને $2$ ની સરખામણી કરતા,$[A]$ અને $[C]$ અચળ છે,પરંતુ $[B]$ બદલાય છે અને વેગ અચળ રહે છે,તેથી $n_2 = 0$.
પ્રયોગ $1$ અને $3$ ની સરખામણી કરતા,$[A]$ અને $[B]$ અચળ છે,$[C]$ બમણું થાય છે,અને વેગ બમણો થાય છે,તેથી $n_3 = 1$.
પ્રયોગ $1$ અને $4$ ની સરખામણી કરતા,$[B]$ અને $[C]$ અચળ છે,$[A]$ $1.5$ ગણું વધે છે,અને વેગ $1.5$ ગણો વધે છે,તેથી $n_1 = 1$.
આમ,વેગ નિયમ $r = K [A] [C]$ છે.
પ્રયોગ $1$ નો ઉપયોગ કરતા: $6.0 \times 10^{-5} = K \times 0.2 \times 0.1$,જે $K = 3.0 \times 10^{-3} \ L \ mol^{-1} \ s^{-1}$ આપે છે.
હવે,$[A] = 0.15 \ mol \ dm^{-3}, [B] = 0.25 \ mol \ dm^{-3}, [C] = 0.15 \ mol \ dm^{-3}$ માટે:
$r = (3.0 \times 10^{-3}) \times 0.15 \times 0.15 = 6.75 \times 10^{-5} \ mol \ dm^{-3} \ s^{-1}$.
આને $Y \times 10^{-5}$ સાથે સરખાવતા,આપણને $Y = 6.75$ મળે છે.

(A) બાષ્પદબાણમાં સાપેક્ષ ઘટાડા માટે રાઉલ્ટના નિયમ મુજબ:
$\frac{P^{\circ} - P_s}{P^{\circ}} = \frac{n_2}{n_1 + n_2} \approx \frac{n_2}{n_1}$
આપેલ છે: $P^{\circ} = 650 \ mm \ Hg$,$P_s = 640 \ mm \ Hg$,$W_2 = 0.5 \ g$,$W_1 = 39 \ g$,$M_1 = 78 \ g \ mol^{-1}$,$K_f = 5.12 \ K \ kg \ mol^{-1}$.
$\frac{650 - 640}{650} = \frac{0.5 / M_2}{39 / 78} = \frac{0.5 / M_2}{0.5} = \frac{1}{M_2}$
$\frac{10}{650} = \frac{1}{M_2} \implies M_2 = 65 \ g \ mol^{-1}$.
હવે,મોલાલિટી $(m)$ ની ગણતરી કરો:
$m = \frac{W_2 \times 1000}{M_2 \times W_1} = \frac{0.5 \times 1000}{65 \times 39} \approx 0.197 \ mol \ kg^{-1}$.
ઠારબિંદુમાં ઘટાડો $\Delta T_f = K_f \times m = 5.12 \times 0.197 \approx 1.01 \ K$.

(C) પગલું $1$: $P$ (એનિલીન) નું $Q$ ($2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોબેન્ઝોઈલ ક્લોરાઈડ) માં રૂપાંતર.
એનિલીન વધારાના $Br_2/H_2O$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોએનિલીન બનાવે છે. ડાયઝોટાઈઝેશન અને ત્યારબાદ $CuCN/KCN$ સાથેની પ્રક્રિયા $2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોબેન્ઝોનાઈટ્રાઈલ આપે છે. જળવિભાજનથી $2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોબેન્ઝોઈક એસિડ મળે છે,જે $SOCl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $Q$ ($2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોબેન્ઝોઈલ ક્લોરાઈડ) બનાવે છે.
પગલું $2$: $R$ (બેન્ઝીન) નું $S$ ($4$-બ્રોમોફિનોલ) માં રૂપાંતર.
બેન્ઝીન ઓલિયમ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝીન સલ્ફોનિક એસિડ બનાવે છે,જે $NaOH$ સાથે ફ્યુઝન અને ત્યારબાદ એસિડિફિકેશન દ્વારા ફિનોલ આપે છે. $273 \ K$ તાપમાને $Br_2/CS_2$ સાથે ફિનોલનું બ્રોમિનેશન મુખ્ય નીપજ તરીકે $4$-બ્રોમોફિનોલ $(S)$ આપે છે.
પગલું $3$: $Q$ અને $S$ માંથી $T$ નું સંશ્લેષણ.
$S$ ($4$-બ્રોમોફિનોલ) $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ $4$-બ્રોમોફિનોક્સાઈડ બનાવે છે,જે ન્યુક્લિયોફાઈલ તરીકે વર્તે છે અને $Q$ ($2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોબેન્ઝોઈલ ક્લોરાઈડ) ના કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરીને એસ્ટર $T$ ($4$-બ્રોમોફિનાઈલ $2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોબેન્ઝોએટ) બનાવે છે.
$T$ ની રચનામાં બેન્ઝોઈલ ભાગમાંથી $3$ $Br$ પરમાણુઓ અને ફિનોક્સી ભાગમાંથી $1$ $Br$ પરમાણુ હોય છે.
$T$ માં $Br$ પરમાણુઓની કુલ સંખ્યા $= 3 + 1 = 4$.

(A) રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે: $XeF_4 + O_2F_2 \rightarrow XeF_6 + O_2$.
સંયોજન $Y$ એ $XeF_6$ છે.
$XeF_6$ માં $6$ ફ્લોરિન પરમાણુઓ છે. દરેક ફ્લોરિન પરમાણુ પાસે $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે કુલ $6 \times 3 = 18$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ આપે છે.
$XeF_6$ માં ઝેનોન પરમાણુ પાસે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.
તેથી,$XeF_6$ અણુમાં અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની કુલ સંખ્યા $18 + 1 = 19$ છે.

(D) સોનાના નિષ્કર્ષણમાં નીચેની પ્રતિક્રિયાઓ સામેલ છે:
$4Au_{(s)} + 8CN^{-}_{(aq)} + 2H_2O_{(l)} + O_{2(g)} \rightarrow 4[Au(CN)_2]^{-}_{(aq)} + 4OH^{-}_{(aq)}$
અહીં,$Q = O_2$ અને $R = [Au(CN)_2]^{-}$ છે.
ત્યારબાદ સંકીર્ણ $R$ ની પ્રક્રિયા ઝિંક $(T = Zn)$ સાથે કરવામાં આવે છે જેથી સોનું મુક્ત થાય છે:
$2[Au(CN)_2]^{-}_{(aq)} + Zn_{(s)} \rightarrow [Zn(CN)_4]^{2-}_{(aq)} + 2Au_{(s)}$
અહીં,$Z = [Zn(CN)_4]^{2-}$ છે.
બધા જ વિધાનો $1, 2, 3,$ અને $4$ સાચા છે.

(D) $(1)$ સોનાની એક્વા રેજિયા સાથેની પ્રક્રિયા $NO$ (નાઈટ્રિક ઓક્સાઈડ) ઉત્પન્ન કરે છે,$NO_2$ નહીં. તેથી,વિધાન $(1)$ ખોટું છે.
$(2)$ એક્વા રેજિયા સાંદ્ર $HCl$ અને સાંદ્ર $HNO_3$ ને $3:1$ કદના ગુણોત્તરમાં મિશ્ર કરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે. તેથી,વિધાન $(2)$ સાચું છે.
$(3)$ પ્રક્રિયા $Au + 4H^+ + NO_3^- + 4Cl^- \rightarrow AuCl_4^- + NO + 2H_2O$ છે. સંકીર્ણ આયન $AuCl_4^-$ માં સોનું $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે. તેથી,વિધાન $(3)$ સાચું છે.
$(4)$ એક્વા રેજિયાનો પીળો-નારંગી રંગ નાઈટ્રોસિલ ક્લોરાઈડ $(NOCl)$ અને ક્લોરિન $(Cl_2)$ ના નિર્માણને કારણે હોય છે. તેથી,વિધાન $(4)$ સાચું છે.

(C) $(1)$ કુદરતી રબર એ સિસ-પોલીઆઈસોપ્રીન છે. તેથી,વિધાન $(1)$ ખોટું છે.
$(2)$ નાયલોન-$6$ એ કેપ્રોલેક્ટમના પોલિમરાઈઝેશન દ્વારા બને છે અને તેમાં એમાઈડ લિંકેજ $(-NH-CO-)$ હોય છે. તેથી,વિધાન $(2)$ સાચું છે.
$(3)$ સેલ્યુલોઝ એ $\beta$-ગ્લાયકોસિડિક લિંકેજ દ્વારા જોડાયેલા $\beta-D$-ગ્લુકોઝ એકમોનો રેખીય પોલિમર છે. તેથી,વિધાન $(3)$ ખોટું છે.
$(4)$ ટેફલોન ઊંચા દબાણે પર્સલ્ફેટ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં ટેટ્રાફ્લોરોઈથીન $(CF_2=CF_2)$ ને ગરમ કરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે. તેથી,વિધાન $(4)$ સાચું છે.
તેથી,વિધાનો $(2)$ અને $(4)$ સાચા છે.

(A) $1$. શરૂઆતનું પદાર્થ $4$-મિથોક્સીફિનાઈલબ્યુટ-$3$-ઈનાલ છે. $Hg^{2+}, dil. H_2SO_4$ સાથેની પ્રક્રિયા આલ્કાઈનનું હાઈડ્રેશન કરીને કીટોન બનાવે છે,જે $4$-મિથોક્સીફિનાઈલ-$4$-ઓક્સોબ્યુટેનાલ આપે છે.
$2$. $AgNO_3, NH_4OH$ (ટોલેન્સ પ્રક્રિયક) સાથે ઓક્સિડેશન આલ્ડિહાઈડને કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં ફેરવે છે,ત્યારબાદ ક્લેમેન્સન રિડક્શન $(Zn-Hg, conc. HCl)$ કીટોનને મિથાઈલીન ગ્રુપમાં રિડ્યુસ કરે છે,જેના પરિણામે $4-(4-\text{મિથોક્સીફિનાઈલ})\text{બ્યુટેનોઈક}$ એસિડ $(Q)$ મળે છે.
$3$. $Q$ ની $SOCl_2$ અને ત્યારબાદ $AlCl_3$ (ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ એસિલેશન) સાથેની પ્રક્રિયા આંતર-આણ્વીય ચક્રીયકરણ દ્વારા $7-\text{મિથોક્સી}-1-\text{ટેટ્રાલોન}$ $(R)$ બનાવે છે.
$4$. અંતે,કીટોન $R$ નું ક્લેમેન્સન રિડક્શન $(Zn-Hg, conc. HCl)$ $6-\text{મિથોક્સીટેટ્રાલિન}$ $(S)$ આપે છે.
$5$. આપેલ બંધારણો સાથે સરખાવતા,$Q$ બંધારણ $(2)$ સાથે,$R$ બંધારણ $(4)$ સાથે અને $S$ બંધારણ $(4)$ સાથે મેળ ખાય છે. તેથી,સાચા વિકલ્પો $2$ અને $4$ છે.

(B) પ્રક્રિયા $2N_2O_{5(g)} \rightarrow 2N_2O_{4(g)} + O_{2(g)}$ માટે અચળ $V$ અને $T$ પર:
$t = 0$ સમયે,$P_{N_2O_5} = 1 \ atm$,$P_{N_2O_4} = 0$,$P_{O_2} = 0$.
$t = Y \times 10^3 \ s$ સમયે,ધારો કે $O_2$ નું દબાણ $P$ છે. તો $P_{N_2O_5} = 1 - 2P$,$P_{N_2O_4} = 2P$,અને $P_{O_2} = P$.
કુલ દબાણ $P_T = (1 - 2P) + 2P + P = 1 + P = 1.45 \ atm$.
તેથી,$P = 0.45 \ atm$.
$N_2O_5$ નું પ્રારંભિક દબાણ $P_0 = 1 \ atm$ છે અને $t$ સમયે દબાણ $P_t = 1 - 2P = 1 - 2(0.45) = 0.1 \ atm$ છે.
પ્રથમ ક્રમની પ્રક્રિયા માટે,$k = \frac{2.303}{t} \log \left(\frac{P_0}{P_t}\right)$.
કિંમતો મૂકતા: $5 \times 10^{-4} = \frac{2.303}{Y \times 10^3} \log \left(\frac{1}{0.1}\right)$.
$5 \times 10^{-4} = \frac{2.303}{Y \times 10^3} \times 1$.
$0.5 = \frac{2.303}{Y} \implies Y = \frac{2.303}{0.5} = 4.606$.

(A) $cis-[Mn(en)_2Cl_2]$ સંકીર્ણમાં,મધ્યસ્થ ધાતુ આયન $Mn$ અષ્ટફલકીય રીતે જોડાયેલ છે.
તેમાં બે $Cl$ લિગેન્ડ અને બે $en$ (ઇથિલિનડાયમાઇન) લિગેન્ડ છે.
દરેક $en$ લિગેન્ડ બે $N$ દાતા પરમાણુઓ પૂરા પાડે છે.
અષ્ટફલકીય ભૂમિતિનું વિશ્લેષણ કરતા,$cis$ $N-Mn-Cl$ બંધકોણ નીચે મુજબ છે:
$Cl_{(a)}-Mn-N_{(1)}$,$Cl_{(a)}-Mn-N_{(2)}$,$Cl_{(a)}-Mn-N_{(4)}$,$Cl_{(b)}-Mn-N_{(1)}$,$Cl_{(b)}-Mn-N_{(3)}$,અને $Cl_{(b)}-Mn-N_{(4)}$.
આમ,કુલ $6$ $cis$ બંધકોણ મળે છે.

(D) પાણીના મોલ $(n_{H_2O})$ = $\frac{900}{18} = 50 \text{ mol}$.
યુરિયાનો મોલ અંશ $(x_{urea})$ = $0.05$.
સૂત્ર $x_{urea} = \frac{n_{urea}}{n_{urea} + n_{H_2O}}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$0.05 = \frac{n_{urea}}{n_{urea} + 50}$.
$0.05n_{urea} + 2.5 = n_{urea} \implies 0.95n_{urea} = 2.5 \implies n_{urea} = \frac{2.5}{0.95} \approx 2.6316 \text{ mol}$.
યુરિયાનું દળ = $2.6316 \text{ mol} \times 60 \text{ g mol}^{-1} = 157.896 \text{ g}$.
દ્રાવણનું કુલ દળ = $157.896 \text{ g} + 900 \text{ g} = 1057.896 \text{ g}$.
દ્રાવણનું કદ $(V)$ = $\frac{\text{દળ}}{\text{ઘનતા}} = \frac{1057.896 \text{ g}}{1.2 \text{ g cm}^{-3}} = 881.58 \text{ mL} = 0.88158 \text{ L}$.
મોલારિટી $(M)$ = $\frac{n_{urea}}{V(L)} = \frac{2.6316}{0.88158} \approx 2.98 \text{ M}$.