IIT JEE 2020 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Gujarati

(C) ઝડપ માટેના પ્રમાણિત સૂત્રો નીચે મુજબ છે:
સૌથી સંભવિત ઝડપ $(u_{mp})$ = $\sqrt{\frac{2RT}{M}}$
સરેરાશ ઝડપ $(u_{av})$ = $\sqrt{\frac{8RT}{\pi M}} \approx 1.128 \times \sqrt{\frac{RT}{M}}$
વર્ગ સરેરાશ મૂળ ઝડપ $(u_{rms})$ = $\sqrt{\frac{3RT}{M}} \approx 1.224 \times \sqrt{\frac{RT}{M}}$
$u_{mp} : u_{av} : u_{rms}$ નો ગુણોત્તર લેતા:
$\sqrt{2} : \sqrt{\frac{8}{\pi}} : \sqrt{3}$
$1.414 : 1.596 : 1.732$
$1.414$ વડે ભાગતા:
$1 : 1.128 : 1.224$

(B) $Pb_3O_4$ પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે અને તેની સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી.
$2 KO_2 + 2 H_2O \rightarrow 2 KOH + H_2O_2 + O_2 \uparrow$. પોટેશિયમ સુપરઓક્સાઈડ $(KO_2)$ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઓક્સિજન વાયુ મુક્ત કરે છે.
$Na_2O_2 + 2 H_2O \rightarrow 2 NaOH + H_2O_2$. સોડિયમ પેરોક્સાઈડ હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઈડ ઉત્પન્ન કરે છે,ઓક્સિજન વાયુ નહીં.
$Li_2O_2 + 2 H_2O \rightarrow 2 LiOH + H_2O_2$. લિથિયમ પેરોક્સાઈડ હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઈડ ઉત્પન્ન કરે છે,ઓક્સિજન વાયુ નહીં.

(C) અણુઓ સમાન છે કે નહીં તે નક્કી કરવા માટે,આપણે દરેક ન્યુમેન પ્રક્ષેપણ માટે $IUPAC$ નામ આપીએ છીએ:
$P$: આ બંધારણ $2,3,3$-ટ્રાયમિથાઈલપેન્ટેન-$2$-ઓલ ને અનુરૂપ છે.
$Q$: આ બંધારણ $3$-ઈથાઈલ-$2$-મિથાઈલપેન્ટેન-$2$-ઓલ ને અનુરૂપ છે.
$R$: આ બંધારણ $3$-ઈથાઈલ-$2$-મિથાઈલપેન્ટેન-$2$-ઓલ ને અનુરૂપ છે.
$S$: આ બંધારણ $3$-ઈથાઈલ-$2$-મિથાઈલપેન્ટેન-$3$-ઓલ ને અનુરૂપ છે.
$IUPAC$ નામોની સરખામણી કરતા,$Q$ અને $R$ ના નામ સમાન છે ($3$-ઈથાઈલ-$2$-મિથાઈલપેન્ટેન-$2$-ઓલ),જેનો અર્થ છે કે તેઓ સમાન અણુઓ છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(D) $IUPAC$ નામ $3$-ઇથિનાઇલ-$2$-હાઇડ્રોક્સી-$4$-મિથાઇલહેક્સ-$3$-ઇન-$5$-આઇનોઇક એસિડ પરથી:
$1$. મુખ્ય શૃંખલા $6$ કાર્બન ધરાવતો હેક્સિનોઇક એસિડ છે ($C-1$ પર કાર્બોક્સિલિક એસિડ,$C-3$ પર દ્વિબંધ).
$2$. $C-2$ પર હાઇડ્રોક્સી સમૂહ છે.
$3$. $C-3$ પર ઇથિનાઇલ $(-C \equiv CH)$ સમૂહ છે.
$4$. $C-4$ પર મિથાઇલ સમૂહ છે.
$5$. $C-5$ પર ત્રિબંધ છે.
આ વિગતો મુજબ,રચના $D$ સાચી છે.

(C) -Erythrose નું બંધારણ $(2R, 3R)$ છે.
$P$: આપેલ બંધારણને ફેરવતા,તે $D$-erythrose સાથે બંધ બેસે છે,તેથી તે સમાન $(2)$ છે.
$Q$: તેનું બંધારણ $(2S, 3R)$ છે,જે ડાયાસ્ટીરિયોમર $(1)$ છે.
$R$: તેનું બંધારણ $(2R, 3S)$ છે,જે ડાયાસ્ટીરિયોમર $(1)$ છે.
$S$: તેનું બંધારણ $(2S, 3S)$ છે,જે એનાન્ટીઓમર $(3)$ છે.
તેથી,સાચી જોડ $P$ $\rightarrow 2, Q$ $\rightarrow 1, R$ $\rightarrow 1, S$ $\rightarrow 3$ છે.

(C) $1$ મોલ વાન ડેર વાલ્સ વાયુ માટે,$P = \frac{RT}{V - b} - \frac{a}{V^2}$ છે.
થર્મોડાયનેમિક્સમાં,કાર્ય $w = -\int P_{ext} dV$ છે.
જો પ્રક્રિયા પ્રતિવર્તી હોય,તો $P_{ext} = P$ થાય છે.
તેથી,વાન ડેર વાલ્સ વાયુ માટે આ સમીકરણ કોઈપણ પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા માટે સાચું છે.

(C) સંયોજનની એસિડિકતા તેના સંયુગ્મી બેઝની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$(A)$ સંયોજન $I$ (ટ્રાયફિનાઇલમિથેન) નો સંયુગ્મી બેઝ ટ્રાયફિનાઇલમિથાઇલ કાર્બેનાયન છે,જે ત્રણ ફિનાઇલ વલયો દ્વારા રેઝોનન્સ સ્થાયી થયેલ છે. તેથી,વિધાન $(A)$ સાચું છે.
$(B)$ સંયોજન $IV$ (સાયક્લોપેન્ટાડાયન) નો સંયુગ્મી બેઝ સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલ એનાયન છે,જેમાં $6\pi$ ઇલેક્ટ્રોન છે અને તે એરોમેટિક છે. તેથી,વિધાન $(B)$ સાચું છે.
$(C)$ $-NO_2$ સમૂહ એક પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહ ($-I$ અને $-M$ અસર) છે. જ્યારે તે બેન્ઝીન (સંયોજન $II$) સાથે જોડાય છે,ત્યારે તે ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ખેંચીને સંયુગ્મી બેઝ (ફિનાઇલ એનાયન) ને સ્થાયી કરે છે,જેનાથી એસિડિકતા વધે છે. તેથી,વિધાન $(C)$ સાચું છે.
$(D)$ $pK_a$ મૂલ્યોના આધારે: $IV$ $(16)$ > $V$ $(25)$ > $I$ $(33.3)$ > $II$ $(43)$ > $III$ $(50)$. એસિડિકતાનો ક્રમ $IV > V > I > II > III$ છે. તેથી,વિધાન $(D)$ સાચું છે.
આમ,વિધાનો $(A), (B), (C),$ અને $(D)$ બધા સાચા છે. જોકે,આપેલા વિકલ્પોમાંથી,સૌથી યોગ્ય પસંદગી $(C)$ છે.

(D) પ્રક્રિયા $A \rightleftharpoons B$ માટે સંતુલન અચળાંક $K_{eq} = \frac{P_B}{P_A}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આલેખ પરથી,$1000 \ K$ તાપમાને,$P_B = 10 \ bar$ અને $P_A = 1 \ bar$,તેથી $K_{1000} = \frac{10}{1} = 10$.
$2000 \ K$ તાપમાને,$P_B = 100 \ bar$ અને $P_A = 1 \ bar$,તેથી $K_{2000} = \frac{100}{1} = 100$.
પ્રમાણિત ગિબ્સ ઉર્જા ફેરફાર $\Delta G^0 = -RT \ln(K_{eq})$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
તેથી,ગુણોત્તર:
$\frac{\Delta G_{1000}^0}{\Delta G_{2000}^0} = \frac{-R(1000) \ln(10)}{-R(2000) \ln(100)}$
$= \frac{1000 \times \ln(10)}{2000 \times \ln(10^2)}$
$= \frac{1000 \times \ln(10)}{2000 \times 2 \ln(10)}$
$= \frac{1000}{4000} = 0.25$.

(B) સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ: $2 \ Al(s) + 3 \ H_2SO_4(aq) \longrightarrow Al_2(SO_4)_3(aq) + 3 \ H_2(g)$
$Al$ ના મોલ $= \frac{5.4 \ g}{27.0 \ g \ mol^{-1}} = 0.2 \ mol$
$H_2SO_4$ ના મોલ $= M \times V(L) = 5.0 \ mol \ L^{-1} \times 0.050 \ L = 0.25 \ mol$
સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ,$2 \ mol$ $Al$ ને $3 \ mol$ $H_2SO_4$ ની જરૂર પડે છે.
$0.2 \ mol$ $Al$ માટે,જરૂરી $H_2SO_4 = \frac{3}{2} \times 0.2 = 0.3 \ mol$.
આપણી પાસે માત્ર $0.25 \ mol$ $H_2SO_4$ હોવાથી,$H_2SO_4$ એ સીમિત પ્રક્રિયક છે.
ઉત્પન્ન થતા $H_2$ ના મોલ $= \frac{3}{3} \times 0.25 \ mol = 0.25 \ mol$.
આદર્શ વાયુ સમીકરણ $PV = nRT$ નો ઉપયોગ કરતા:
$V = \frac{nRT}{P} = \frac{0.25 \ mol \times 0.082 \ atm \ L \ mol^{-1} \ K^{-1} \times 300 \ K}{1.0 \ atm} = 6.15 \ L$.

(C) આ પ્રક્રિયામાં સંયોજન $P$ નું સાંદ્ર $H_2SO_4$ ની હાજરીમાં ચક્રીયકરણ થઈને સંયોજન $Q$ બને છે.
સંયોજન $P$ માં કાર્બોનિલ ઓક્સિજનનું પ્રોટોનેશન થાય છે,ત્યારબાદ મિથેનોલ $(-CH_3OH)$ દૂર થઈને એસિલિયમ આયન મધ્યવર્તી બને છે.
આ એસિલિયમ આયન ત્યારબાદ એક ઓર્થો-ફિનાઈલ રિંગ સાથે આંતર-આણ્વીય ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ એસિલેશન પ્રક્રિયા કરીને ચક્રીય કીટોન $Q$ બનાવે છે.
$Q$ ની રચનામાં ચાર બેન્ઝીન રિંગ્સ (દરેકની અસંતૃપ્તતાની માત્રા $4$,કુલ $16$) અને ચક્રીયકરણ દ્વારા બનેલી એક વધારાની રિંગ,વત્તા એક કાર્બોનિલ સમૂહ $(C=O)$ છે,જે અસંતૃપ્તતાની માત્રામાં $1$ ઉમેરે છે.
તેથી,$Q$ માટે કુલ અસંતૃપ્તતાની માત્રા $(DBE)$ $16 + 1 + 1 = 18$ છે.

(C) $n$ નું મૂલ્ય નક્કી કરવા માટે,આપણે દરેક તત્વ માટે આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં થતો કૂદકો (jump) તપાસીએ છીએ:
$1$. પરમાણુ ક્રમાંક $(n+4)$ માટે,$I_2$ અને $I_3$ ($1451$ થી $7733$) વચ્ચે મોટો તફાવત છે,જે દર્શાવે છે કે તે આલ્કલાઇન અર્થ મેટલ (સમૂહ $2$) છે.
$2$. પરમાણુ ક્રમાંક $(n+3)$ માટે,$I_1$ અને $I_2$ ($496$ થી $4562$) વચ્ચે મોટો તફાવત છે,જે દર્શાવે છે કે તે આલ્કલી મેટલ (સમૂહ $1$) છે.
$3$. જો $(n+3)$ આલ્કલી મેટલ હોય અને $(n+4)$ આલ્કલાઇન અર્થ મેટલ હોય,તો $(n+3)$ એ $Z=11$ (સોડિયમ) અને $(n+4)$ એ $Z=12$ (મેગ્નેશિયમ) છે.
$4$. જો $n+3 = 11$ હોય,તો $n = 8$ થાય.
$5$. શ્રેણી તપાસતા: $n=8$ (ઓક્સિજન),$n+1=9$ (ફ્લોરિન),$n+2=10$ (નિયોન),$n+3=11$ (સોડિયમ). આમ,$n=8$ સાચો જવાબ છે.

(A) વીજભારિત કાંસકો વિદ્યુતક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે જે ધ્રુવીય અણુઓ પર તેમના કાયમી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રાને કારણે આકર્ષણ બળ લગાડે છે,જેના કારણે તેઓ તેમના માર્ગથી વિચલિત થાય છે.
અધ્રુવીય અણુઓ પાસે કાયમી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા હોતી નથી અને તેઓ વીજભારિત કાંસકા દ્વારા નોંધપાત્ર રીતે વિચલિત થતા નથી.
આપેલા સંયોજનોની ધ્રુવીયતાનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$1$. $O_2$: અધ્રુવીય (સમકેન્દ્રીય દ્વિપરમાણ્વીય અણુ).
$2$. $HF$: ધ્રુવીય (વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત).
$3$. $H_2O$: ધ્રુવીય (બેન્ટ આકાર).
$4$. $NH_3$: ધ્રુવીય (પિરામિડલ આકાર).
$5$. $H_2O_2$: ધ્રુવીય (અસમતલીય બંધારણ).
$6$. $CCl_4$: અધ્રુવીય (સમપ્રમાણ ટેટ્રાહેડ્રલ આકાર).
$7$. $CHCl_3$: ધ્રુવીય (અસમપ્રમાણ ટેટ્રાહેડ્રલ આકાર).
$8$. $C_6H_6$: અધ્રુવીય (સમપ્રમાણ સમતલીય બંધારણ).
$9$. $C_6H_5Cl$: ધ્રુવીય (બેન્ઝીન રિંગ પર અસમપ્રમાણ વિસ્થાપન).
ધ્રુવીય અણુઓ છે: $HF, H_2O, NH_3, H_2O_2, CHCl_3, C_6H_5Cl$.
ધ્રુવીય અણુઓની કુલ સંખ્યા = $6$.

(B) નિર્બળ બેઝિક અથવા તટસ્થ માધ્યમમાં $KMnO_4$ અને $KI$ ની પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત સમીકરણ:
$2KMnO_4 + 6KI + 4H_2O \longrightarrow 2MnO_2 + 3I_2 + 8KOH$.
સંતુલિત સમીકરણની તત્વયોગમિતિ મુજબ,$2$ મોલ $KMnO_4$ એ $3$ મોલ $I_2$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,$4$ મોલ $KMnO_4$ માટે,ઉત્પન્ન થતા $I_2$ ના મોલ = $(4 \times 3) / 2 = 6$ મોલ.

(D) $1$. સંયોજન $P$ $(C_9H_{12})$ નું $Pt/H_2$ સાથે હાઇડ્રોજનેશન કરતા propylcyclohexane મળે છે,જે દર્શાવે છે કે $P$ માં cyclohexyl વલય અને ત્રિ-બંધ ધરાવતી propyl શૃંખલા છે.
$2$. $NaNH_2$ અને ત્યારબાદ $C_6H_5COCH_3$ અને $H_3O^+/\Delta$ સાથેની પ્રક્રિયા પુષ્ટિ કરે છે કે $P$ એ ટર્મિનલ આલ્કાઇન છે,જે $3-$cyclohexylprop$-1-$yne છે.
$3$. $X$ એ પ્રક્રિયક છે જે આલ્કાઇનનું આંશિક રિડક્શન કરીને આલ્કીન બનાવે છે,જે $Pd-C/\text{quinoline}/H_2$ (Lindlar's catalyst) છે.
$4$. પરિણામી આલ્કીનનું $KMnO_4/H_2SO_4/\Delta$ સાથે ઓક્સિડેશન કરતા પ્રકાશિક સક્રિય એસિડ $Q$ મળે છે.
$5$. આમ,$P$ એ $3-$cyclohexylprop$-1-$yne (વિકલ્પ $A$) છે અને $X$ એ $Pd-C/\text{quinoline}/H_2$ (વિકલ્પ $B$) છે.
$6$. તેથી,સાચા વિકલ્પો $A$ અને $B$ છે.

(C) ટાઇટ્રેશન વક્ર પરથી,$HA$ ના $6 \ mL$ ઉમેરતા તુલ્યબિંદુ પ્રાપ્ત થાય છે.
અર્ધ-તુલ્યબિંદુએ,$V = 3 \ mL$,નિર્બળ બેઇઝની સાંદ્રતા $[B]$ તેના સંયુગ્મી એસિડ $[BH^{+}]$ ની સાંદ્રતા જેટલી હોય છે.
નિર્બળ બેઇઝ માટે હેન્ડરસન-હેસલબેક સમીકરણ મુજબ:
$pOH = pK_{b} + \log\left(\frac{[BH^{+}]}{[B]}\right)$
અર્ધ-તુલ્યબિંદુએ,$[BH^{+}] = [B]$,તેથી $\log(1) = 0$.
તેથી,$pOH = pK_{b}$.
આલેખ પરથી,$V = 3 \ mL$ પર,$pH$ આશરે $11.15$ છે.
$25^{\circ}C$ તાપમાને $pH + pOH = 14$ હોવાથી,$pOH = 14 - 11.15 = 2.85$.
આમ,$pK_{b} = 2.85$.

(C) $ZnS$ ના અવક્ષેપનને રોકવા માટે,આયનીય ગુણાકાર $Q_{sp}$ એ દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $K_{sp}$ કરતા ઓછો અથવા તેના જેટલો હોવો જોઈએ.
$Q_{sp} = [Zn^{2+}][S^{2-}] \leq K_{sp}(ZnS)$
આપેલ છે: $[Zn^{2+}] = 0.05 \ M$ અને $K_{sp}(ZnS) = 1.25 \times 10^{-22}$
$[S^{2-}] \leq \frac{K_{sp}}{[Zn^{2+}]} = \frac{1.25 \times 10^{-22}}{0.05} = 2.5 \times 10^{-21} \ M$
$H_2S$ ના વિયોજન માટે: $H_2S \rightleftharpoons 2H^{+} + S^{2-}$
કુલ વિયોજન અચળાંક નીચે મુજબ છે:
$K_{NET} = \frac{[H^{+}]^2 [S^{2-}]}{[H_2S]}$
$1 \times 10^{-21} = \frac{[H^{+}]^2 \times (2.5 \times 10^{-21})}{0.1}$
$[H^{+}]^2 = \frac{1 \times 10^{-21} \times 0.1}{2.5 \times 10^{-21}} = \frac{0.1}{2.5} = 0.04$
$[H^{+}] = \sqrt{0.04} = 0.2 \ M$
આમ,જરૂરી $H^{+}$ ની ન્યૂનતમ સાંદ્રતા $0.20 \ M$ છે.

(A) $1$. $X$ અને $Y$ ના નાઈટ્રેટ ધરાવતા દ્રાવણમાં $NaCl$ ઉમેરવાથી $AgCl$ અને $PbCl_2$ ના સફેદ અવક્ષેપ મળે છે.
$2$. $PbCl_2$ ગરમ પાણીમાં દ્રાવ્ય છે,જ્યારે $AgCl$ નથી. તેથી,અવશેષ $P$ એ $AgCl$ છે અને ગરમ ગાળણ $Q$ માં $PbCl_2$ છે.
$3$. $AgCl$ (અવશેષ $P$) જલીય $NH_3$ માં $[Ag(NH_3)_2]Cl$ બનાવવા માટે અને વધારાના સોડિયમ થાયોસલ્ફેટમાં $Na_3[Ag(S_2O_3)_2]$ બનાવવા માટે દ્રાવ્ય છે.
$4$. $Pb^{2+}$ આયનો ધરાવતું ગરમ દ્રાવણ $Q$ એ $KI$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $PbI_2$ ના પીળા અવક્ષેપ આપે છે $(Pb^{2+} + 2I^- \rightarrow PbI_2 \downarrow)$.
$5$. તેથી,$X$ એ $Ag$ છે અને $Y$ એ $Pb$ છે.

(C) $1$. $P$ નું સક્સિનિક એનહાઇડ્રાઇડ સાથે ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ એસિલેશન કરવાથી $Q$ મળે છે,જે કીટો-એસિડ છે: $Ar-CO-CH_2-CH_2-COOH$.
$2$. ક્લેમેન્સન રિડક્શન $(Zn-Hg/HCl)$ કીટોનનું મિથિલીન ગ્રુપમાં રિડક્શન કરે છે,ત્યારબાદ $H_3PO_4$ નો ઉપયોગ કરીને આંતરિક ચક્રીયકરણ દ્વારા ચક્રીય કીટોન $R$ બને છે.
$3$. $R$ ની $CH_3MgBr$ સાથે પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ એસિડ વર્કઅપ કરવાથી તૃતીયક આલ્કોહોલ મળે છે.
$4$. $H_2SO_4/\Delta$ સાથે આલ્કોહોલનું નિર્જલીકરણ કરવાથી આલ્કીન $S$ મળે છે.
$5$. બંધારણોની સરખામણી કરતા,$A$ એ $S$ માટેનું સાચું બંધારણ છે અને $C$ એ $R$ માટેનું સાચું બંધારણ છે. તેથી,સાચું સંયોજન $A.C$ છે.

(A) $[FeCl_4]^-$ માં,$Fe^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^5$ છે. $Cl^-$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગાન્ડ હોવાથી,તે $sp^3$ સંકરણ સાથે હાઇ-સ્પિન ટેટ્રાહેડ્રલ સંકીર્ણ બનાવે છે.
$(C)$ $[FeCl_4]^-$ માં $5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે,તેથી તેની સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય મોમેન્ટ $\mu = \sqrt{5(5+2)} = \sqrt{35} \approx 5.92 \ BM$ છે. $[Co(en)(NH_3)_2Cl_2]^+$ માં,$Co^{3+}$ ની રચના $[Ar] 3d^6$ છે. પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગાન્ડ ($en$ અને $NH_3$) ની હાજરીને કારણે,ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત થાય છે,પરિણામે $0$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $(n=0, \mu=0)$ મળે છે. તેથી,$[FeCl_4]^-$ ની ચુંબકીય મોમેન્ટ વધારે છે.
$(B)$ ખોટું છે કારણ કે $[Co(en)(NH_3)_2Cl_2]^+$ $3$ ભૌમિતિક સમઘટકો ધરાવે છે.
$(D)$ ખોટું છે કારણ કે આ લો-સ્પિન ઓક્ટાહેડ્રલ સંકીર્ણમાં $Co^{3+}$ નું સંકરણ $d^2sp^3$ છે.

(B) હાઈપોક્લોરાઈટ આયન: $ClO^{-}$
ક્લોરેટ આયન: $ClO_{3}^{-}$
પરક્લોરેટ આયન: $ClO_{4}^{-}$
$A.$ એસિડિક પ્રબળતાનો ક્રમ: $HClO < HClO_{3} < HClO_{4}$. તેથી,સંયુગ્મી બેઈઝની પ્રબળતાનો ક્રમ $ClO^{-} > ClO_{3}^{-} > ClO_{4}^{-}$ છે. આમ,$A$ સાચું છે.
$B.$ હાઈપોક્લોરાઈટ આયન $(ClO^{-})$: રેખીય આકાર. ક્લોરેટ આયન $(ClO_{3}^{-})$: $Cl$ પરના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે ત્રિકોણીય પિરામિડલ આકાર. પરક્લોરેટ આયન $(ClO_{4}^{-})$: સમચતુષ્ફલકીય આકાર. માત્ર ક્લોરેટ આયનનો આકાર અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ દ્વારા નોંધપાત્ર રીતે વિકૃત થાય છે. આમ,$B$ સાચું છે.
$C.$ અસમાનુપાતીકરણ પ્રક્રિયાઓ:
$I.$ $3ClO^{-} \rightarrow 2Cl^{-} + ClO_{3}^{-}$
$II.$ $4ClO_{3}^{-} \rightarrow 3ClO_{4}^{-} + Cl^{-}$
નીપજો અલગ છે. આમ,$C$ ખોટું છે.
$D.$ હાઈપોક્લોરાઈટ એક પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે અને સલ્ફાઈટ $(SO_{3}^{2-})$ નું સલ્ફેટ $(SO_{4}^{2-})$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે: $ClO^{-} + SO_{3}^{2-} \rightarrow Cl^{-} + SO_{4}^{2-}$. આમ,$D$ સાચું છે.
સાચા વિધાનો $A, B, D$ છે.

(A) આપેલ એકમ કોષ પરથી,$M$ પરમાણુઓ ફલક કેન્દ્ર પર છે અને $X$ પરમાણુઓ ધારના કેન્દ્ર પર છે.
$(A)$ $M$ પરમાણુઓની સંખ્યા $(Z_M)$ = $6 \times \frac{1}{2} = 3$. $X$ પરમાણુઓની સંખ્યા $(Z_X)$ = $12 \times \frac{1}{4} = 3$. ગુણોત્તર $Z_M : Z_X = 1:1$. તેથી,પ્રાયોગિક સૂત્ર $MX$ છે.
$(B)$ $M$ અને $X$ બંને સમાન સંકલન આંક ધરાવતી જગ્યાઓ રોકે છે,તેથી તેઓ સમાન સંકલન ભૂમિતિ ધરાવે છે.
$(C)$ ફલક-કેન્દ્રિત પરમાણુ $M$ અને ધાર-કેન્દ્રિત પરમાણુ $X$ વચ્ચેનું અંતર બંધ લંબાઈ $d = \frac{a}{\sqrt{2}} = 0.707a$ છે. વિધાન ખોટું છે.
$(D)$ આ બંધારણ માટે,સંપર્ક $M$ અને $X$ વચ્ચે થાય છે. અંતર $d = r_M + r_X = \frac{a}{\sqrt{2}}$. $r_M < r_X$ આપેલ હોવાથી,ગુણોત્તર $r_M/r_X$ એ $0.414$ નથી. વિધાન ખોટું છે.
તેથી,માત્ર વિધાન $(A)$ સાચું છે.

(A) ઓક્ઝેલિક એસિડ $(H_2C_2O_4)$ અને $NaOH$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા: $H_2C_2O_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2C_2O_4 + 2H_2O$.
$NaOH$ નું સંગત કદ $9.0 \ mL$ છે.
તુલ્યતા સંબંધનો ઉપયોગ કરતા: $n_1 M_1 V_1 = n_2 M_2 V_2$,જ્યાં $n$ એ n-ફેક્ટર છે.
ઓક્ઝેલિક એસિડ માટે,$n_1 = 2$. $NaOH$ માટે,$n_2 = 1$.
$2 \times 0.10 \ M \times 5.00 \ mL = 1 \times M_{NaOH} \times 9.0 \ mL$.
$M_{NaOH} = \frac{2 \times 0.10 \times 5.00}{9.0} = \frac{1.0}{9.0} \approx 0.11 \ M$.

(A) $E_{\text{cell}}^{\circ} = 1.23 \ V - 0.00 \ V = 1.23 \ V$
$\Delta G^{\circ} = -nFE_{\text{cell}}^{\circ} = -2 \times 96500 \times 1.23 \ J \ mol^{-1}$
$1.0 \times 10^{-3} \ mol$ $H_{2(g)}$ માટે ફ્યુઅલ સેલમાંથી મેળવેલ કાર્ય:
$W = 0.70 \times |\Delta G^{\circ}| \times 10^{-3} = 0.70 \times (2 \times 96500 \times 1.23) \times 10^{-3} \ J = 166.002 \ J$
થર્મલી ઇન્સ્યુલેટેડ પાત્ર માટે,$q = 0$. ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના પ્રથમ નિયમ મુજબ,$W = \Delta U = nC_{V,m} \Delta T$.
મોનોએટોમિક આદર્શ વાયુ માટે,$C_{V,m} = \frac{3}{2}R = \frac{3}{2} \times 8.314 \ J \ mol^{-1} \ K^{-1} = 12.471 \ J \ mol^{-1} \ K^{-1}$.
$166.002 = 1.00 \times 12.471 \times \Delta T$
$\Delta T = \frac{166.002}{12.471} \approx 13.311 \ K \approx 13.32 \ K$.

(C) એસિડિક પોટેશિયમ ક્રોમેટ અને $H_2O_2$ વચ્ચેની પ્રક્રિયાથી ક્રોમિયમ પેન્ટોક્સાઈડ $(CrO_5)$ બને છે,જે વાદળી રંગનું સંયોજન છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $K_2CrO_4 + 2H_2O_2 + 2H^+ \rightarrow CrO_5 + 2K^+ + 2H_2O$.
$CrO_5$ નું બંધારણ પતંગિયા જેવું હોય છે.
આ બંધારણમાં,એક દ્વિ-બંધિત ઓક્સિજન પરમાણુ $(Cr=O)$ અને ચાર એકલ-બંધિત ઓક્સિજન પરમાણુઓ $(Cr-O)$ હોય છે જે બે પેરોક્સો જૂથો $(-O-O-)$ નો ભાગ છે.
તેથી,ક્રોમિયમ સાથે માત્ર એકલ બંધ દ્વારા જોડાયેલા ઓક્સિજન પરમાણુઓની સંખ્યા $4$ છે.

(D) પેપ્ટાઈડ $Tyr-Asp-Lys$ છે. આયનીકરણ પામતા સમૂહો $N$-ટર્મિનલ $-NH_2$ $(pK_a \approx 9)$,$C$-ટર્મિનલ $-COOH$ $(pK_a \approx 2)$,$Asp$ ની સાઇડ ચેઈન $-COOH$ $(pK_a \approx 3.9)$,$Tyr$ ની સાઇડ ચેઈન $-OH$ $(pK_a \approx 10)$,અને $Lys$ ની સાઇડ ચેઈન $-NH_2$ $(pK_a \approx 10.5)$ છે.
$pH = 2$ પર: $N$-ટર્મિનલ $-NH_2$ પ્રોટોનેટેડ ($-NH_3^+$,$+1$),$C$-ટર્મિનલ $-COOH$ તટસ્થ $(0)$,$Asp$ સાઇડ ચેઈન $-COOH$ તટસ્થ $(0)$,$Tyr$ સાઇડ ચેઈન $-OH$ તટસ્થ $(0)$,અને $Lys$ સાઇડ ચેઈન $-NH_2$ પ્રોટોનેટેડ ($-NH_3^+$,$+1$) છે. ચોખ્ખો વીજભાર $z_1 = +2$,તેથી $|z_1| = 2$.
$pH = 6$ પર: $N$-ટર્મિનલ $-NH_2$ પ્રોટોનેટેડ ($-NH_3^+$,$+1$),$C$-ટર્મિનલ $-COOH$ ડીપ્રોટોનેટેડ ($-COO^-$,$-1$),$Asp$ સાઇડ ચેઈન $-COOH$ ડીપ્રોટોનેટેડ ($-COO^-$,$-1$),$Tyr$ સાઇડ ચેઈન $-OH$ તટસ્થ $(0)$,અને $Lys$ સાઇડ ચેઈન $-NH_2$ પ્રોટોનેટેડ ($-NH_3^+$,$+1$) છે. ચોખ્ખો વીજભાર $z_2 = (+1) + (-1) + (-1) + (+1) = 0$,તેથી $|z_2| = 0$.
$pH = 11$ પર: $N$-ટર્મિનલ $-NH_2$ તટસ્થ $(0)$,$C$-ટર્મિનલ $-COOH$ ડીપ્રોટોનેટેડ ($-COO^-$,$-1$),$Asp$ સાઇડ ચેઈન $-COOH$ ડીપ્રોટોનેટેડ ($-COO^-$,$-1$),$Tyr$ સાઇડ ચેઈન $-OH$ ડીપ્રોટોનેટેડ ($-O^-$,$-1$),અને $Lys$ સાઇડ ચેઈન $-NH_2$ તટસ્થ $(0)$ છે. ચોખ્ખો વીજભાર $z_3 = (-1) + (-1) + (-1) = -3$,તેથી $|z_3| = 3$.
તેથી,$|z_1| + |z_2| + |z_3| = 2 + 0 + 3 = 5$.

(A) આણ્વિય સૂત્ર $C_8H_{10}O_2$ અને હકારાત્મક $FeCl_3$ કસોટી સૂચવે છે કે સંયોજન ફિનોલનું વ્યુત્પન્ન છે.
સંયોજન સમતલ-ધ્રુવીભૂત પ્રકાશનું પરિભ્રમણ કરે છે,તેથી તે પ્રકાશીય સક્રિય હોવું જોઈએ,જેનો અર્થ છે કે તેમાં કાઈરલ કેન્દ્ર છે.
બંધારણમાં બેન્ઝીન વલય સાથે એક $-OH$ સમૂહ અને $-CH(OH)CH_3$ ની પાર્શ્વ શૃંખલા હોય છે.
બેન્ઝીન વલય પર $-OH$ સમૂહની સાપેક્ષમાં પાર્શ્વ શૃંખલા માટે ત્રણ શક્ય સ્થાનો છે: ઓર્થો,મેટા અને પેરા.
આ ત્રણેય સ્થાનો માટે,પાર્શ્વ શૃંખલા $-CH(OH)CH_3$ માં એક કાઈરલ કાર્બન પરમાણુ હોય છે,જેના પરિણામે બે એનાન્શિયોમર ($R$ અને $S$ વિન્યાસ) મળે છે.
તેથી,પ્રકાશીય સક્રિય સમઘટકોની કુલ સંખ્યા $3 \times 2 = 6$ છે.

(B) પેરામેગ્નેટિક સંયોજનો ચુંબકીય ક્ષેત્ર તરફ આકર્ષાય છે,જેના કારણે પલ્લું નીચેની તરફ નમે છે (આકૃતિ $III$).
ડાયામેગ્નેટિક સંયોજનો ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા અપાકર્ષાય છે,જેના કારણે પલ્લું ઉપરની તરફ નમે છે (આકૃતિ $II$).
$(A)$ $H_2O_{(l)}$ ડાયામેગ્નેટિક છે. તેથી,વિચલન ઉપરની તરફ થાય છે. (સાચું)
$(B)$ $K_4[Fe(CN)_6]_{(s)}$ માં પ્રબળ લિગેન્ડ $(CN^-)$ સાથે $Fe^{2+}$ છે,જે $d^6$ ઇલેક્ટ્રોન રચના $[t_{2g}^6, e_g^0]$ ધરાવે છે. તે ડાયામેગ્નેટિક છે. તેથી,વિચલન ઉપરની તરફ થાય છે. (સાચું)
$(C)$ $O_{2(g)}$ તેની $\pi^*$ એન્ટિબોન્ડિંગ કક્ષકોમાં બે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનને કારણે પેરામેગ્નેટિક છે. તેથી,વિચલન નીચેની તરફ થાય છે. (સાચું)
$(D)$ $C_6H_{6(l)}$ (બેન્ઝીન) ડાયામેગ્નેટિક છે કારણ કે તેમાં કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી. તેથી,વિચલન ઉપરની તરફ થવું જોઈએ,નીચેની તરફ નહીં. (ખોટું)
આમ,વિધાનો $(A), (B)$ અને $(C)$ સાચા છે.

(A) આ પ્રક્રિયા $SN^1$ પ્રક્રિયા છે,જે પ્રથમ ક્રમની ગતિશાસ્ત્રને અનુસરે છે.
પ્રથમ ક્રમની પ્રક્રિયા માટે:
$1$. અર્ધ-આયુષ્ય $t_{1/2} = \frac{0.693}{k}$ એ પ્રારંભિક સાંદ્રતા $[P]_0$ થી સ્વતંત્ર છે. તેથી,$t_{1/2}$ વિરુદ્ધ $[P]_0$ નો આલેખ એક આડી રેખા છે.
$2$. પ્રક્રિયાનો દર $rate = k[P]$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. પ્રારંભિક દર $rate_0 = k[P]_0$ છે. તેથી,પ્રારંભિક દર વિરુદ્ધ $[P]_0$ નો આલેખ ઉગમબિંદુમાંથી પસાર થતી સીધી રેખા છે.
$3$. સમય $t$ પર નીપજ $Q$ ની સાંદ્રતા $[Q] = [P]_0 - [P] = [P]_0(1 - e^{-kt})$ છે. તેથી,$\frac{[Q]}{[P]_0} = 1 - e^{-kt}$. આ આલેખ એક ઘાતાંકીય વૃદ્ધિ વક્ર છે.
$4$. પ્રથમ ક્રમની ગતિશાસ્ત્ર માટે,$\ln(\frac{[P]}{[P]_0}) = -kt$. $\ln(\frac{[P]}{[P]_0})$ વિરુદ્ધ સમયનો આલેખ એ ઉગમબિંદુમાંથી પસાર થતી $-k$ જેટલા ઋણ ઢાળવાળી સીધી રેખા છે.

(B) . $2 Na[Al(OH)_4]_{(aq)} + CO_2 \longrightarrow Na_2CO_3 + H_2O + 2 Al(OH)_3(\downarrow)$. આ સાચું છે કારણ કે જળયુક્ત એલ્યુમિના અવક્ષેપિત થાય છે.
$B$. મિશ્રણનું ગલનબિંદુ ઘટાડવા અને વાહકતા વધારવા માટે $Na_3AlF_6$ (ક્રાયોલાઈટ) ઉમેરવામાં આવે છે. આ સાચું છે.
$C$. વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન,કાર્બન એનોડ ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CO$ અને $CO_2$ બનાવે છે. આ સાચું છે.
$D$. વિદ્યુતવિભાજન કોષમાં કાર્બનનું અસ્તર ધરાવતું સ્ટીલનું પાત્ર હોય છે જે કેથોડ તરીકે કાર્ય કરે છે. આ સાચું છે.
તેથી,તમામ વિધાનો $A, B, C,$ અને $D$ સાચા છે.

(D) . $SnCl_2 \cdot 2 H_2O$ એક રિડક્શનકર્તા છે કારણ કે $Sn^{2+}$ નું સરળતાથી $Sn^{4+}$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે.
$B$. $SnO_2$ ઉભયગુણી છે અને $KOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સ્ટેનેટ સંકીર્ણ બનાવે છે: $SnO_2 + 2 KOH + 2 H_2O \longrightarrow K_2[Sn(OH)_6]$.
$C$. $PbCl_2$ પાણીમાં અલ્પ દ્રાવ્ય છે. $HCl$ ની હાજરીમાં,તે $Pb^{2+}$ અને $Cl^-$ આયનો તરીકે સંતુલનમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે,જોકે તે વધારાના $HCl$ માં $[PbCl_4]^{2-}$ જેવા સંકીર્ણ આયનો પણ બનાવી શકે છે.
$D$. પ્રક્રિયા $Pb_3O_4 + 4 HNO_3 \longrightarrow PbO_2 + 2 Pb(NO_3)_2 + 2 H_2O$ એ રેડોક્ષ પ્રક્રિયા નથી કારણ કે $Pb$ ના ઓક્સિડેશન આંક $+2$ અને $+4$ જળવાઈ રહે છે.

(D) $I$ અને $II$ વચ્ચેનો $pK_b$ તફાવત $0.53$ છે અને $III$ અને $IV$ નો $4.6$ છે. તેથી,વિધાન $(B)$ ખોટું છે.
$2,4,6$-ટ્રાયનાઈટ્રોએનિલીન $(III)$ માં,ત્રણ $-NO_2$ સમૂહોની પ્રબળ $-R$ અસરને કારણે,$-NH_2$ સમૂહની અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બેન્ઝીન વલયમાં વધુ સંસ્પંદન પામે છે,જે તેને સૌથી ઓછું બેઝિક બનાવે છે.
$N,N$-ડાયમિથાઈલ-$2,4,6$-ટ્રાયનાઈટ્રોએનિલીન $(IV)$ માં,નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના મોટા $-CH_3$ સમૂહો ઓર્થો $-NO_2$ સમૂહો સાથે અવકાશીય અપાકર્ષણ અનુભવે છે. આનાથી સંસ્પંદનમાં અવકાશીય અવરોધ $(SIR)$ ઉદભવે છે,જેના કારણે નાઈટ્રોજન પરની અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બેન્ઝીન વલયના સમતલની બહાર ધકેલાય છે. પરિણામે,આ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સંસ્પંદનમાં ભાગ લેતી નથી અને પ્રોટોનેશન માટે વધુ ઉપલબ્ધ બને છે,જે $(IV)$ ને $(III)$ કરતા વધુ બેઝિક બનાવે છે.
તેથી,વિધાનો $(C)$ અને $(D)$ સાચા છે.

(C) આદર્શ દ્રાવણ માટે,કુલ બાષ્પ દબાણ રાઉલ્ટના નિયમ મુજબ મળે છે: $P_{T} = P_{A}^{\circ} X_{A} + P_{B}^{\circ} X_{B}$.
$X_{B} = 1 - X_{A}$ હોવાથી,$P_{T} = P_{A}^{\circ} X_{A} + P_{B}^{\circ} (1 - X_{A})$.
પ્રથમ દ્રાવણ માટે: $0.3 = P_{A}^{\circ} (0.25) + P_{B}^{\circ} (0.75) \implies 1.2 = P_{A}^{\circ} + 3 P_{B}^{\circ} \quad (I)$.
બીજા દ્રાવણ માટે: $0.4 = P_{A}^{\circ} (0.50) + P_{B}^{\circ} (0.50) \implies 0.8 = P_{A}^{\circ} + P_{B}^{\circ} \quad (II)$.
સમીકરણ $(I)$ માંથી $(II)$ બાદ કરતા: $2 P_{B}^{\circ} = 0.4 \implies P_{B}^{\circ} = 0.2 \ bar$.

(A) એનિલીન $(P)$ નું આણ્વીય દળ $= C_6H_7N = 6 \times 12 + 7 \times 1 + 14 = 93 \ g \ mol^{-1}$.
$P$ ની ઘનતા $= 1.00 \ g \ mL^{-1}$,તેથી $9.3 \ mL$ $P$ નું દળ $= 9.3 \ g$.
$P$ ના મોલ $= \frac{9.3 \ g}{93 \ g \ mol^{-1}} = 0.1 \ mol$.
આ પ્રક્રિયા એક કપલિંગ પ્રક્રિયા છે જેમાં $1 \ mol$ એનિલીન $(P)$ $1 \ mol$ એઝો ડાય $(Q)$ બનાવે છે.
કુલ ઉપજ $75 \%$ હોવાથી,$Q$ ના વાસ્તવિક મોલ $= 0.1 \times 0.75 = 0.075 \ mol$.
$Q$ નું આણ્વીય સૂત્ર $C_{16}H_{12}N_2O$ છે.
$Q$ નું મોલર દળ $= 16 \times 12 + 12 \times 1 + 2 \times 14 + 16 = 192 + 12 + 28 + 16 = 248 \ g \ mol^{-1}$.
$Q$ નું ગ્રામમાં પ્રમાણ $= 0.075 \ mol \times 248 \ g \ mol^{-1} = 18.6 \ g$.

(B) કેસિટેરાઈટ $(SnO_2)$ નું કોક $(C)$ દ્વારા રિડક્શન માટેનું રાસાયણિક સમીકરણ: $SnO_{2(s)} + C_{(s)} \longrightarrow Sn_{(s)} + CO_{2(g)}$
પ્રક્રિયાની પ્રમાણિત એન્થાલ્પીની ગણતરી: $\Delta H^{\circ}_{rxn} = [-394.0] - [-581.0] = 187.0 \ kJ \ mol^{-1} = 187000 \ J \ mol^{-1}$
પ્રક્રિયાની પ્રમાણિત એન્ટ્રોપીની ગણતરી: $\Delta S^{\circ}_{rxn} = [52.0 + 210.0] - [56.0 + 6.0] = 200.0 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$
પ્રક્રિયા સ્વયંભૂ થવા માટે,$\Delta G^{\circ} < 0$ હોવું જોઈએ. સંતુલન સમયે,$\Delta G^{\circ} = 0$,તેથી $T = \frac{\Delta H^{\circ}}{\Delta S^{\circ}}$
$T = \frac{187000}{200.0} = 935 \ K$