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

(C) गति के लिए मानक व्यंजक इस प्रकार हैं:
सबसे संभावित गति $(u_{mp})$ = $\sqrt{\frac{2RT}{M}}$
औसत गति $(u_{av})$ = $\sqrt{\frac{8RT}{\pi M}} \approx 1.128 \times \sqrt{\frac{RT}{M}}$
वर्ग माध्य मूल गति $(u_{rms})$ = $\sqrt{\frac{3RT}{M}} \approx 1.224 \times \sqrt{\frac{RT}{M}}$
$u_{mp} : u_{av} : u_{rms}$ का अनुपात लेने पर:
$\sqrt{2} : \sqrt{\frac{8}{\pi}} : \sqrt{3}$
$1.414 : 1.596 : 1.732$
$1.414$ से विभाजित करने पर:
$1 : 1.128 : 1.224$

(B) $Pb_3O_4$ पानी में अघुलनशील है और इसके साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।
$2 KO_2 + 2 H_2O \rightarrow 2 KOH + H_2O_2 + O_2 \uparrow$. पोटेशियम सुपरऑक्साइड $(KO_2)$ पानी के साथ प्रतिक्रिया करके ऑक्सीजन गैस मुक्त करता है।
$Na_2O_2 + 2 H_2O \rightarrow 2 NaOH + H_2O_2$. सोडियम पेरोक्साइड हाइड्रोजन पेरोक्साइड उत्पन्न करता है,ऑक्सीजन गैस नहीं।
$Li_2O_2 + 2 H_2O \rightarrow 2 LiOH + H_2O_2$. लिथियम पेरोक्साइड हाइड्रोजन पेरोक्साइड उत्पन्न करता है,ऑक्सीजन गैस नहीं।

(C) यह निर्धारित करने के लिए कि अणु समान हैं या नहीं,हम प्रत्येक न्यूमैन प्रक्षेप के लिए $IUPAC$ नाम निर्दिष्ट करते हैं:
$P$: यह संरचना $2,3,3$-ट्राइमेथिलपेंटेन-$2$-ऑल के अनुरूप है।
$Q$: यह संरचना $3$-एथिल-$2$-मेथिलपेंटेन-$2$-ऑल के अनुरूप है।
$R$: यह संरचना $3$-एथिल-$2$-मेथिलपेंटेन-$2$-ऑल के अनुरूप है।
$S$: यह संरचना $3$-एथिल-$2$-मेथिलपेंटेन-$3$-ऑल के अनुरूप है।
$IUPAC$ नामों की तुलना करने पर,$Q$ और $R$ का नाम समान है ($3$-एथिल-$2$-मेथिलपेंटेन-$2$-ऑल),जिसका अर्थ है कि वे समान अणु हैं। अतः,सही विकल्प $C$ है।

(D) $IUPAC$ नाम $3$-एथिनिल-$2$-हाइड्रॉक्सी-$4$-मेथिलहेक्स-$3$-ईन-$5$-आइनोइक एसिड के विश्लेषण से:
$1$. मुख्य श्रृंखला $6$ कार्बन वाली हेक्सिनोइक एसिड है ($C-1$ पर कार्बोक्सिलिक एसिड,$C-3$ पर द्वि-आबंध)।
$2$. $C-2$ पर हाइड्रॉक्सी समूह है।
$3$. $C-3$ पर एथिनिल $(-C \equiv CH)$ समूह है।
$4$. $C-4$ पर मेथिल समूह है।
$5$. $C-5$ पर त्रि-आबंध है।
इन विवरणों के अनुसार,संरचना $D$ सही है।

(C) -Erythrose का विन्यास $(2R, 3R)$ है।
$P$: दी गई संरचना को घुमाने पर,यह $D$-erythrose से मेल खाती है,इसलिए यह समान $(2)$ है।
$Q$: इसका विन्यास $(2S, 3R)$ है,जो एक डायस्टेरियोमर $(1)$ है।
$R$: इसका विन्यास $(2R, 3S)$ है,जो एक डायस्टेरियोमर $(1)$ है।
$S$: इसका विन्यास $(2S, 3S)$ है,जो एनैन्टीओमर $(3)$ है।
अतः,सही मिलान $P$ $\rightarrow 2, Q$ $\rightarrow 1, R$ $\rightarrow 1, S$ $\rightarrow 3$ है।

(C) $1$ मोल वान डर वाल्स गैस के लिए,$P = \frac{RT}{V - b} - \frac{a}{V^2}$ है।
ऊष्मागतिकी में,कार्य $w = -\int P_{ext} dV$ है।
यदि प्रक्रिया उत्क्रमणीय है,तो $P_{ext} = P$ होता है।
इसलिए,वान डर वाल्स गैस के लिए यह समीकरण किसी भी उत्क्रमणीय प्रक्रिया के लिए सही है।

(C) यौगिक की अम्लता उसके संयुग्मी क्षार की स्थिरता पर निर्भर करती है।
$(A)$ यौगिक $I$ (ट्राइफेनिलमेथेन) का संयुग्मी क्षार ट्राइफेनिलमेथिल कार्बनायन है,जो तीन फेनिल वलयों द्वारा अनुनाद-स्थिर है। अतः,कथन $(A)$ सही है।
$(B)$ यौगिक $IV$ (साइक्लोपेंटाडाइन) का संयुग्मी क्षार साइक्लोपेंटाडाइनाइल एनायन है,जिसमें $6\pi$ इलेक्ट्रॉन होते हैं और यह एरोमैटिक है। अतः,कथन $(B)$ सही है।
$(C)$ $-NO_2$ समूह एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह ($-I$ और $-M$ प्रभाव) है। जब यह बेंजीन (यौगिक $II$) से जुड़ता है,तो यह इलेक्ट्रॉन घनत्व को खींचकर संयुग्मी क्षार (फेनिल एनायन) को स्थिर करता है,जिससे अम्लता बढ़ जाती है। अतः,कथन $(C)$ सही है।
$(D)$ $pK_a$ मानों के आधार पर: $IV$ $(16)$ > $V$ $(25)$ > $I$ $(33.3)$ > $II$ $(43)$ > $III$ $(50)$। अम्लता का क्रम $IV > V > I > II > III$ है। अतः,कथन $(D)$ सही है।
अतः,कथन $(A), (B), (C),$ और $(D)$ सभी सही हैं। हालाँकि,दिए गए विकल्पों में से,सबसे उपयुक्त विकल्प $(C)$ है।

(D) अभिक्रिया $A \rightleftharpoons B$ के लिए साम्यावस्था स्थिरांक $K_{eq} = \frac{P_B}{P_A}$ द्वारा दिया जाता है।
आरेख से,$1000 \ K$ पर,$P_B = 10 \ bar$ और $P_A = 1 \ bar$,इसलिए $K_{1000} = \frac{10}{1} = 10$.
$2000 \ K$ पर,$P_B = 100 \ bar$ और $P_A = 1 \ bar$,इसलिए $K_{2000} = \frac{100}{1} = 100$.
मानक गिब्स ऊर्जा परिवर्तन $\Delta G^0 = -RT \ln(K_{eq})$ द्वारा दिया जाता है।
अतः,अनुपात:
$\frac{\Delta G_{1000}^0}{\Delta G_{2000}^0} = \frac{-R(1000) \ln(10)}{-R(2000) \ln(100)}$
$= \frac{1000 \times \ln(10)}{2000 \times \ln(10^2)}$
$= \frac{1000 \times \ln(10)}{2000 \times 2 \ln(10)}$
$= \frac{1000}{4000} = 0.25$.

(B) संतुलित रासायनिक समीकरण है: $2 \ Al(s) + 3 \ H_2SO_4(aq) \longrightarrow Al_2(SO_4)_3(aq) + 3 \ H_2(g)$
$Al$ के मोल $= \frac{5.4 \ g}{27.0 \ g \ mol^{-1}} = 0.2 \ mol$
$H_2SO_4$ के मोल $= M \times V(L) = 5.0 \ mol \ L^{-1} \times 0.050 \ L = 0.25 \ mol$
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$2 \ mol$ $Al$ को $3 \ mol$ $H_2SO_4$ की आवश्यकता होती है।
$0.2 \ mol$ $Al$ के लिए,आवश्यक $H_2SO_4 = \frac{3}{2} \times 0.2 = 0.3 \ mol$।
चूंकि हमारे पास केवल $0.25 \ mol$ $H_2SO_4$ है,इसलिए $H_2SO_4$ सीमाकारी अभिकर्मक है।
उत्पन्न $H_2$ के मोल $= \frac{3}{3} \times 0.25 \ mol = 0.25 \ mol$।
आदर्श गैस समीकरण $PV = nRT$ का उपयोग करते हुए:
$V = \frac{nRT}{P} = \frac{0.25 \ mol \times 0.082 \ atm \ L \ mol^{-1} \ K^{-1} \times 300 \ K}{1.0 \ atm} = 6.15 \ L$.

(C) यह अभिक्रिया सांद्र $H_2SO_4$ की उपस्थिति में यौगिक $P$ के चक्रीकरण द्वारा यौगिक $Q$ के निर्माण को दर्शाती है।
यौगिक $P$ में कार्बोनिल ऑक्सीजन का प्रोटोनेशन होता है,जिसके बाद मेथनॉल $(-CH_3OH)$ के निष्कासन से एक एसीलियम आयन मध्यवर्ती बनता है।
यह एसीलियम आयन फिर एक ऑर्थो-फिनाइल रिंग के साथ अंतःआणविक फ्रीडल-क्राफ्ट एसाइलेशन अभिक्रिया करके चक्रीय कीटोन $Q$ बनाता है।
$Q$ की संरचना में चार बेंजीन रिंग (प्रत्येक की असंतृप्ति की डिग्री $4$,कुल $16$) और चक्रीकरण द्वारा बनी एक अतिरिक्त रिंग,तथा एक कार्बोनिल समूह $(C=O)$ है,जो असंतृप्ति की डिग्री में $1$ जोड़ता है।
अतः,$Q$ के लिए कुल असंतृप्ति की डिग्री $(DBE)$ $16 + 1 + 1 = 18$ है।

(C) $n$ का मान निर्धारित करने के लिए,हम प्रत्येक तत्व के लिए आयनन एन्थैल्पी में उछाल (jump) का विश्लेषण करते हैं:
$1$. परमाणु क्रमांक $(n+4)$ के लिए,$I_2$ और $I_3$ ($1451$ से $7733$) के बीच बड़ा अंतर है,जो दर्शाता है कि यह एक क्षारीय मृदा धातु (समूह $2$) है।
$2$. परमाणु क्रमांक $(n+3)$ के लिए,$I_1$ और $I_2$ ($496$ से $4562$) के बीच बड़ा अंतर है,जो दर्शाता है कि यह एक क्षार धातु (समूह $1$) है।
$3$. यदि $(n+3)$ एक क्षार धातु है और $(n+4)$ एक क्षारीय मृदा धातु है,तो $(n+3)$ का मान $Z=11$ (सोडियम) और $(n+4)$ का मान $Z=12$ (मैग्नीशियम) है।
$4$. यदि $n+3 = 11$ है,तो $n = 8$ होगा।
$5$. अनुक्रम की जाँच करने पर: $n=8$ (ऑक्सीजन),$n+1=9$ (फ्लोरीन),$n+2=10$ (नियॉन),$n+3=11$ (सोडियम)। अतः $n=8$ सही उत्तर है।

(A) एक आवेशित कंघी एक विद्युत क्षेत्र बनाती है जो ध्रुवीय अणुओं पर उनके स्थायी द्विध्रुव आघूर्ण (dipole moment) के कारण आकर्षण बल लगाती है,जिससे वे अपने पथ से विक्षेपित हो जाते हैं।
अध्रुवीय अणुओं में स्थायी द्विध्रुव आघूर्ण नहीं होता है और वे आवेशित कंघी द्वारा महत्वपूर्ण रूप से विक्षेपित नहीं होते हैं।
दिए गए यौगिकों की ध्रुवीयता का विश्लेषण करते हैं:
$1$. $O_2$: अध्रुवीय (समनाभिकीय द्विपरमाणुक अणु)।
$2$. $HF$: ध्रुवीय (विद्युत ऋणात्मकता में अंतर)।
$3$. $H_2O$: ध्रुवीय (बेंट ज्यामिति)।
$4$. $NH_3$: ध्रुवीय (पिरामिडल ज्यामिति)।
$5$. $H_2O_2$: ध्रुवीय (अतलीय संरचना)।
$6$. $CCl_4$: अध्रुवीय (सममित चतुष्फलकीय ज्यामिति)।
$7$. $CHCl_3$: ध्रुवीय (असममित चतुष्फलकीय ज्यामिति)।
$8$. $C_6H_6$: अध्रुवीय (सममित समतलीय संरचना)।
$9$. $C_6H_5Cl$: ध्रुवीय (बेंजीन रिंग पर असममित प्रतिस्थापन)।
ध्रुवीय अणु हैं: $HF, H_2O, NH_3, H_2O_2, CHCl_3, C_6H_5Cl$।
ध्रुवीय अणुओं की कुल संख्या = $6$।

(B) दुर्बल क्षारीय या उदासीन माध्यम में $KMnO_4$ और $KI$ की अभिक्रिया के लिए संतुलित समीकरण है:
$2KMnO_4 + 6KI + 4H_2O \longrightarrow 2MnO_2 + 3I_2 + 8KOH$.
संतुलित समीकरण की स्टोइकोमेट्री के अनुसार,$2$ मोल $KMnO_4$,$3$ मोल $I_2$ उत्पन्न करते हैं।
अतः,$4$ मोल $KMnO_4$ के लिए,उत्पन्न $I_2$ के मोल = $(4 \times 3) / 2 = 6$ मोल।

(D) $1$. यौगिक $P$ $(C_9H_{12})$ का $Pt/H_2$ के साथ हाइड्रोजनीकरण करने पर propylcyclohexane प्राप्त होता है,जो दर्शाता है कि $P$ में एक cyclohexyl वलय और एक त्रि-बंध वाली propyl श्रृंखला है।
$2$. $NaNH_2$ और उसके बाद $C_6H_5COCH_3$ तथा $H_3O^+/\Delta$ के साथ अभिक्रिया यह पुष्टि करती है कि $P$ एक टर्मिनल एल्काइन है,जो $3-$cyclohexylprop$-1-$yne है।
$3$. $X$ वह अभिकर्मक है जो एल्काइन का आंशिक अपचयन करके एल्कीन बनाता है,जो $Pd-C/\text{quinoline}/H_2$ (Lindlar's catalyst) है।
$4$. परिणामी एल्कीन का $KMnO_4/H_2SO_4/\Delta$ के साथ ऑक्सीकरण करने पर प्रकाशिक सक्रिय अम्ल $Q$ प्राप्त होता है।
$5$. इस प्रकार,$P$ $3-$cyclohexylprop$-1-$yne (विकल्प $A$) है और $X$ $Pd-C/\text{quinoline}/H_2$ (विकल्प $B$) है।
$6$. अतः,सही विकल्प $A$ और $B$ हैं।

(C) अनुमापन वक्र से,$HA$ के $6 \ mL$ मिलाने पर तुल्यांक बिंदु प्राप्त होता है।
अर्ध-तुल्यांक बिंदु पर,$V = 3 \ mL$,दुर्बल क्षार की सांद्रता $[B]$ उसके संयुग्मी अम्ल $[BH^{+}]$ की सांद्रता के बराबर होती है।
दुर्बल क्षार के लिए हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण के अनुसार:
$pOH = pK_{b} + \log\left(\frac{[BH^{+}]}{[B]}\right)$
अर्ध-तुल्यांक बिंदु पर,$[BH^{+}] = [B]$,इसलिए $\log(1) = 0$ है।
अतः,$pOH = pK_{b}$ है।
ग्राफ से,$V = 3 \ mL$ पर,$pH$ लगभग $11.15$ है।
$25^{\circ}C$ पर $pH + pOH = 14$ होता है,इसलिए $pOH = 14 - 11.15 = 2.85$ है।
इस प्रकार,$pK_{b} = 2.85$ है।

(C) $ZnS$ के अवक्षेपण को रोकने के लिए,आयनिक गुणनफल $Q_{sp}$ का मान विलेयता गुणनफल $K_{sp}$ से कम या उसके बराबर होना चाहिए।
$Q_{sp} = [Zn^{2+}][S^{2-}] \leq K_{sp}(ZnS)$
दिया गया है: $[Zn^{2+}] = 0.05 \ M$ और $K_{sp}(ZnS) = 1.25 \times 10^{-22}$
$[S^{2-}] \leq \frac{K_{sp}}{[Zn^{2+}]} = \frac{1.25 \times 10^{-22}}{0.05} = 2.5 \times 10^{-21} \ M$
$H_2S$ के वियोजन के लिए: $H_2S \rightleftharpoons 2H^{+} + S^{2-}$
कुल वियोजन स्थिरांक इस प्रकार है:
$K_{NET} = \frac{[H^{+}]^2 [S^{2-}]}{[H_2S]}$
$1 \times 10^{-21} = \frac{[H^{+}]^2 \times (2.5 \times 10^{-21})}{0.1}$
$[H^{+}]^2 = \frac{1 \times 10^{-21} \times 0.1}{2.5 \times 10^{-21}} = \frac{0.1}{2.5} = 0.04$
$[H^{+}] = \sqrt{0.04} = 0.2 \ M$
अतः,आवश्यक $H^{+}$ की न्यूनतम सांद्रता $0.20 \ M$ है।

(A) $1$. $X$ और $Y$ के नाइट्रेट युक्त विलयन में $NaCl$ मिलाने पर $AgCl$ और $PbCl_2$ के सफेद अवक्षेप बनते हैं।
$2$. $PbCl_2$ गर्म पानी में घुलनशील है,जबकि $AgCl$ नहीं है। अतः,अवशेष $P$ $AgCl$ है और गर्म निस्यंद $Q$ में $PbCl_2$ है।
$3$. $AgCl$ (अवशेष $P$) जलीय $NH_3$ में $[Ag(NH_3)_2]Cl$ बनाने के लिए और अतिरिक्त सोडियम थायोसल्फेट में $Na_3[Ag(S_2O_3)_2]$ बनाने के लिए घुलनशील है।
$4$. $Pb^{2+}$ आयनों वाला गर्म विलयन $Q$ $KI$ के साथ अभिक्रिया करके $PbI_2$ का पीला अवक्षेप देता है $(Pb^{2+} + 2I^- \rightarrow PbI_2 \downarrow)$।
$5$. इसलिए,$X$ $Ag$ है और $Y$ $Pb$ है।

(C) $1$. सक्सिनिक एनहाइड्राइड के साथ $P$ का फ्रीडल-क्राफ्ट्स एसाइलेशन $Q$ देता है,जो एक कीटो-अम्ल है: $Ar-CO-CH_2-CH_2-COOH$।
$2$. क्लेमेंसन अपचयन $(Zn-Hg/HCl)$ कीटोन को मेथिलीन समूह में अपचयित करता है,जिसके बाद $H_3PO_4$ का उपयोग करके अंतःआणविक चक्रीकरण द्वारा चक्रीय कीटोन $R$ बनता है।
$3$. $R$ की $CH_3MgBr$ के साथ अभिक्रिया और उसके बाद एसिड वर्कअप से तृतीयक अल्कोहल प्राप्त होता है।
$4$. $H_2SO_4/\Delta$ के साथ अल्कोहल का निर्जलीकरण करने पर एल्कीन $S$ प्राप्त होता है।
$5$. संरचनाओं की तुलना करने पर,$A$ $S$ के लिए सही संरचना है और $C$ $R$ के लिए सही संरचना है। अतः,सही संयोजन $A.C$ है।

(A) $[FeCl_4]^-$ में,$Fe^{3+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^5$ है। चूंकि $Cl^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,यह $sp^3$ संकरण के साथ एक उच्च-स्पिन चतुष्फलकीय संकुल बनाता है।
$(C)$ $[FeCl_4]^-$ में $5$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं,इसलिए इसका स्पिन-ओनली चुंबकीय आघूर्ण $\mu = \sqrt{5(5+2)} = \sqrt{35} \approx 5.92 \ BM$ है। $[Co(en)(NH_3)_2Cl_2]^+$ में,$Co^{3+}$ का विन्यास $[Ar] 3d^6$ है। प्रबल क्षेत्र लिगेंडों ($en$ और $NH_3$) की उपस्थिति के कारण,इलेक्ट्रॉन युग्मित हो जाते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $0$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन $(n=0, \mu=0)$ होते हैं। इसलिए,$[FeCl_4]^-$ का चुंबकीय आघूर्ण अधिक है।
$(B)$ गलत है क्योंकि $[Co(en)(NH_3)_2Cl_2]^+$ के $3$ ज्यामितीय समावयवी होते हैं।
$(D)$ गलत है क्योंकि इस निम्न-स्पिन अष्टफलकीय संकुल में $Co^{3+}$ का संकरण $d^2sp^3$ है।

(B) हाइपोक्लोराइट आयन: $ClO^{-}$
क्लोरेट आयन: $ClO_{3}^{-}$
परक्लोरेट आयन: $ClO_{4}^{-}$
$A.$ अम्लीय सामर्थ्य का क्रम: $HClO < HClO_{3} < HClO_{4}$। अतः,संयुग्मी क्षार सामर्थ्य का क्रम $ClO^{-} > ClO_{3}^{-} > ClO_{4}^{-}$ है। इस प्रकार,$A$ सही है।
$B.$ हाइपोक्लोराइट आयन $(ClO^{-})$: रैखिक आकार। क्लोरेट आयन $(ClO_{3}^{-})$: $Cl$ पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म की उपस्थिति के कारण त्रिकोणीय पिरामिडीय आकार। परक्लोरेट आयन $(ClO_{4}^{-})$: चतुष्फलकीय आकार। केवल क्लोरेट आयन का आकार एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म द्वारा काफी प्रभावित होता है। इस प्रकार,$B$ सही है।
$C.$ असमानुपातन अभिक्रियाएं:
$I.$ $3ClO^{-} \rightarrow 2Cl^{-} + ClO_{3}^{-}$
$II.$ $4ClO_{3}^{-} \rightarrow 3ClO_{4}^{-} + Cl^{-}$
उत्पाद अलग-अलग हैं। अतः,$C$ गलत है।
$D.$ हाइपोक्लोराइट एक प्रबल ऑक्सीकारक है और सल्फाइट $(SO_{3}^{2-})$ को सल्फेट $(SO_{4}^{2-})$ में ऑक्सीकृत करता है: $ClO^{-} + SO_{3}^{2-} \rightarrow Cl^{-} + SO_{4}^{2-}$। इस प्रकार,$D$ सही है।
सही कथन $A, B, D$ हैं।

(A) दी गई इकाई सेल से,$M$ परमाणु फलक केंद्रों पर हैं और $X$ परमाणु किनारों के केंद्रों पर हैं।
$(A)$ $M$ परमाणुओं की संख्या $(Z_M)$ = $6 \times \frac{1}{2} = 3$. $X$ परमाणुओं की संख्या $(Z_X)$ = $12 \times \frac{1}{4} = 3$. अनुपात $Z_M : Z_X = 1:1$. अतः,मूलानुपाती सूत्र $MX$ है.
$(B)$ $M$ और $X$ दोनों समान समन्वय संख्या वाले स्थानों पर स्थित हैं,इसलिए उनकी समन्वय ज्यामिति समान है.
$(C)$ फलक-केंद्रित परमाणु $M$ और किनारे-केंद्रित परमाणु $X$ के बीच की दूरी बंध लंबाई $d = \frac{a}{\sqrt{2}} = 0.707a$ है। कथन गलत है.
$(D)$ इस संरचना के लिए,संपर्क $M$ और $X$ के बीच होता है। दूरी $d = r_M + r_X = \frac{a}{\sqrt{2}}$. चूँकि $r_M < r_X$ दिया गया है,अनुपात $r_M/r_X$ का मान $0.414$ नहीं है। कथन गलत है.
अतः,केवल कथन $(A)$ सही है।

(A) ऑक्सेलिक एसिड $(H_2C_2O_4)$ और $NaOH$ के बीच की अभिक्रिया: $H_2C_2O_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2C_2O_4 + 2H_2O$.
$NaOH$ का संगत आयतन $9.0 \ mL$ है।
तुल्यता संबंध का उपयोग करते हुए: $n_1 M_1 V_1 = n_2 M_2 V_2$,जहाँ $n$ n-फैक्टर है।
ऑक्सेलिक एसिड के लिए,$n_1 = 2$. $NaOH$ के लिए,$n_2 = 1$.
$2 \times 0.10 \ M \times 5.00 \ mL = 1 \times M_{NaOH} \times 9.0 \ mL$.
$M_{NaOH} = \frac{2 \times 0.10 \times 5.00}{9.0} = \frac{1.0}{9.0} \approx 0.11 \ M$.

(A) $E_{\text{cell}}^{\circ} = 1.23 \ V - 0.00 \ V = 1.23 \ V$
$\Delta G^{\circ} = -nFE_{\text{cell}}^{\circ} = -2 \times 96500 \times 1.23 \ J \ mol^{-1}$
$1.0 \times 10^{-3} \ mol$ $H_{2(g)}$ के लिए ईंधन सेल से प्राप्त कार्य:
$W = 0.70 \times |\Delta G^{\circ}| \times 10^{-3} = 0.70 \times (2 \times 96500 \times 1.23) \times 10^{-3} \ J = 166.002 \ J$
तापीय रूप से इंसुलेटेड कंटेनर के लिए,$q = 0$। ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम के अनुसार,$W = \Delta U = nC_{V,m} \Delta T$।
एकपरमाणुक आदर्श गैस के लिए,$C_{V,m} = \frac{3}{2}R = \frac{3}{2} \times 8.314 \ J \ mol^{-1} \ K^{-1} = 12.471 \ J \ mol^{-1} \ K^{-1}$।
$166.002 = 1.00 \times 12.471 \times \Delta T$
$\Delta T = \frac{166.002}{12.471} \approx 13.311 \ K \approx 13.32 \ K$.

(C) अम्लीय पोटेशियम क्रोमेट और $H_2O_2$ के बीच की अभिक्रिया से क्रोमियम पेंटोक्साइड $(CrO_5)$ बनता है,जो एक नीले रंग का यौगिक है।
रासायनिक अभिक्रिया: $K_2CrO_4 + 2H_2O_2 + 2H^+ \rightarrow CrO_5 + 2K^+ + 2H_2O$.
$CrO_5$ की संरचना तितली के समान होती है।
इस संरचना में,एक द्वि-बंधित ऑक्सीजन परमाणु $(Cr=O)$ और चार एकल-बंधित ऑक्सीजन परमाणु $(Cr-O)$ होते हैं जो दो पेरोक्सो समूहों $(-O-O-)$ का हिस्सा होते हैं।
अतः,क्रोमियम से केवल एकल बंध द्वारा जुड़े ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या $4$ है।

(D) पेप्टाइड $Tyr-Asp-Lys$ है। आयनित होने वाले समूह $N$-टर्मिनल $-NH_2$ $(pK_a \approx 9)$,$C$-टर्मिनल $-COOH$ $(pK_a \approx 2)$,$Asp$ की साइड चेन $-COOH$ $(pK_a \approx 3.9)$,$Tyr$ की साइड चेन $-OH$ $(pK_a \approx 10)$,और $Lys$ की साइड चेन $-NH_2$ $(pK_a \approx 10.5)$ हैं।
$pH = 2$ पर: $N$-टर्मिनल $-NH_2$ प्रोटोनेटेड ($-NH_3^+$,$+1$),$C$-टर्मिनल $-COOH$ उदासीन $(0)$,$Asp$ साइड चेन $-COOH$ उदासीन $(0)$,$Tyr$ साइड चेन $-OH$ उदासीन $(0)$,और $Lys$ साइड चेन $-NH_2$ प्रोटोनेटेड ($-NH_3^+$,$+1$) है। शुद्ध आवेश $z_1 = +2$,इसलिए $|z_1| = 2$.
$pH = 6$ पर: $N$-टर्मिनल $-NH_2$ प्रोटोनेटेड ($-NH_3^+$,$+1$),$C$-टर्मिनल $-COOH$ डीप्रोटोनेटेड ($-COO^-$,$-1$),$Asp$ साइड चेन $-COOH$ डीप्रोटोनेटेड ($-COO^-$,$-1$),$Tyr$ साइड चेन $-OH$ उदासीन $(0)$,और $Lys$ साइड चेन $-NH_2$ प्रोटोनेटेड ($-NH_3^+$,$+1$) है। शुद्ध आवेश $z_2 = (+1) + (-1) + (-1) + (+1) = 0$,इसलिए $|z_2| = 0$.
$pH = 11$ पर: $N$-टर्मिनल $-NH_2$ उदासीन $(0)$,$C$-टर्मिनल $-COOH$ डीप्रोटोनेटेड ($-COO^-$,$-1$),$Asp$ साइड चेन $-COOH$ डीप्रोटोनेटेड ($-COO^-$,$-1$),$Tyr$ साइड चेन $-OH$ डीप्रोटोनेटेड ($-O^-$,$-1$),और $Lys$ साइड चेन $-NH_2$ उदासीन $(0)$ है। शुद्ध आवेश $z_3 = (-1) + (-1) + (-1) = -3$,इसलिए $|z_3| = 3$.
अतः,$|z_1| + |z_2| + |z_3| = 2 + 0 + 3 = 5$.

(A) आणविक सूत्र $C_8H_{10}O_2$ और धनात्मक $FeCl_3$ परीक्षण यह इंगित करते हैं कि यौगिक एक फिनोल व्युत्पन्न है।
चूंकि यौगिक समतल-ध्रुवित प्रकाश को घुमाता है,इसलिए यह प्रकाशिक रूप से सक्रिय होना चाहिए,जिसका अर्थ है कि इसमें एक कायरल केंद्र है।
संरचना में एक बेंजीन वलय के साथ एक $-OH$ समूह और $-CH(OH)CH_3$ की पार्श्व श्रृंखला होती है।
बेंजीन वलय पर $-OH$ समूह के सापेक्ष पार्श्व श्रृंखला के लिए तीन संभावित स्थान हैं: ऑर्थो,मेटा और पैरा।
इन तीनों स्थितियों में से प्रत्येक के लिए,पार्श्व श्रृंखला $-CH(OH)CH_3$ में एक कायरल कार्बन परमाणु होता है,जिसके परिणामस्वरूप दो प्रतिबिंब रूप ($R$ और $S$ विन्यास) प्राप्त होते हैं।
इसलिए,प्रकाशिक रूप से सक्रिय समावयवियों की कुल संख्या $3 \times 2 = 6$ है।

(B) अनुचुंबकीय (Paramagnetic) यौगिक चुंबकीय क्षेत्र की ओर आकर्षित होते हैं,जिससे पलड़ा नीचे की ओर झुक जाता है (आकृति $III$)।
प्रतिचुंबकीय (Diamagnetic) यौगिक चुंबकीय क्षेत्र द्वारा प्रतिकर्षित होते हैं,जिससे पलड़ा ऊपर की ओर झुक जाता है (आकृति $II$)।
$(A)$ $H_2O_{(l)}$ प्रतिचुंबकीय है। अतः,विक्षेपण ऊपर की ओर होता है। (सही)
$(B)$ $K_4[Fe(CN)_6]_{(s)}$ में प्रबल क्षेत्र लिगेंड $(CN^-)$ के साथ $Fe^{2+}$ होता है,जिससे $d^6$ विन्यास $[t_{2g}^6, e_g^0]$ प्राप्त होता है। यह प्रतिचुंबकीय है। अतः,विक्षेपण ऊपर की ओर होता है। (सही)
$(C)$ $O_{2(g)}$ अपनी $\pi^*$ एंटीबॉन्डिंग कक्षकों में दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के कारण अनुचुंबकीय है। अतः,विक्षेपण नीचे की ओर होता है। (सही)
$(D)$ $C_6H_{6(l)}$ (बेंजीन) प्रतिचुंबकीय है क्योंकि इसमें कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं होता है। अतः,विक्षेपण ऊपर की ओर होना चाहिए,नीचे की ओर नहीं। (गलत)
अतः,कथन $(A), (B)$ और $(C)$ सही हैं।

(A) यह अभिक्रिया एक $SN^1$ अभिक्रिया है,जो प्रथम कोटि की बलगतिकी का पालन करती है।
प्रथम कोटि की अभिक्रिया के लिए:
$1$. अर्ध-आयु $t_{1/2} = \frac{0.693}{k}$ प्रारंभिक सांद्रता $[P]_0$ से स्वतंत्र है। अतः,$t_{1/2}$ बनाम $[P]_0$ का आलेख एक क्षैतिज रेखा है।
$2$. अभिक्रिया की दर $rate = k[P]$ द्वारा दी जाती है। प्रारंभिक दर $rate_0 = k[P]_0$ है। अतः,प्रारंभिक दर बनाम $[P]_0$ का आलेख मूल बिंदु से गुजरने वाली एक सीधी रेखा है।
$3$. समय $t$ पर उत्पाद $Q$ की सांद्रता $[Q] = [P]_0 - [P] = [P]_0(1 - e^{-kt})$ है। अतः,$\frac{[Q]}{[P]_0} = 1 - e^{-kt}$। यह आलेख एक चरघातांकीय वृद्धि वक्र है।
$4$. प्रथम कोटि की बलगतिकी के लिए,$\ln(\frac{[P]}{[P]_0}) = -kt$। $\ln(\frac{[P]}{[P]_0})$ बनाम समय का आलेख मूल बिंदु से गुजरने वाली $-k$ ढाल वाली एक सीधी रेखा है।

(B) . $2 Na[Al(OH)_4]_{(aq)} + CO_2 \longrightarrow Na_2CO_3 + H_2O + 2 Al(OH)_3(\downarrow)$। यह सही है क्योंकि जलयोजित एल्युमिना अवक्षेपित होता है।
$B$. मिश्रण का गलनांक कम करने और चालकता बढ़ाने के लिए $Na_3AlF_6$ (क्रायोलाइट) मिलाया जाता है। यह सही है।
$C$. विद्युत अपघटन के दौरान,कार्बन एनोड ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके $CO$ और $CO_2$ बनाते हैं। यह सही है।
$D$. विद्युत अपघटनी सेल में कार्बन की परत वाला एक स्टील का बर्तन होता है जो कैथोड के रूप में कार्य करता है। यह सही है।
अतः,सभी कथन $A, B, C,$ और $D$ सत्य हैं।

(D) . $SnCl_2 \cdot 2 H_2O$ एक अपचायक है क्योंकि $Sn^{2+}$ आसानी से $Sn^{4+}$ में ऑक्सीकृत हो जाता है।
$B$. $SnO_2$ उभयधर्मी (amphoteric) है और $KOH$ के साथ अभिक्रिया करके स्टेनेट संकुल बनाता है: $SnO_2 + 2 KOH + 2 H_2O \longrightarrow K_2[Sn(OH)_6]$.
$C$. $PbCl_2$ जल में अल्प विलेय है। $HCl$ की उपस्थिति में,यह $Pb^{2+}$ और $Cl^-$ आयनों के रूप में साम्यावस्था में रहता है,हालांकि यह अतिरिक्त $HCl$ में $[PbCl_4]^{2-}$ जैसे संकुल आयन भी बना सकता है।
$D$. अभिक्रिया $Pb_3O_4 + 4 HNO_3 \longrightarrow PbO_2 + 2 Pb(NO_3)_2 + 2 H_2O$ एक रेडॉक्स अभिक्रिया नहीं है क्योंकि $Pb$ की ऑक्सीकरण अवस्थाएं $+2$ और $+4$ बनी रहती हैं।

(D) $I$ और $II$ के बीच $pK_b$ का अंतर $0.53$ है और $III$ तथा $IV$ का $4.6$ है। अतः,कथन $(B)$ गलत है।
$2,4,6$-ट्राइनाइट्रोऐनिलीन $(III)$ में,तीन $-NO_2$ समूहों के प्रबल $-R$ प्रभाव के कारण,$-NH_2$ समूह का एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) बेंजीन वलय के साथ अधिक अनुनाद में शामिल होता है,जिससे यह सबसे कम क्षारीय हो जाता है।
$N,N$-डाइमिथाइल-$2,4,6$-ट्राइनाइट्रोऐनिलीन $(IV)$ में,नाइट्रोजन परमाणु पर मौजूद बड़े $-CH_3$ समूह ऑर्थो $-NO_2$ समूहों के साथ त्रिविम प्रतिकर्षण (steric repulsion) का अनुभव करते हैं। इसके कारण अनुनाद में त्रिविम बाधा $(SIR)$ उत्पन्न होती है,जिससे नाइट्रोजन पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बेंजीन वलय के तल से बाहर धकेल दिया जाता है। परिणामस्वरूप,यह एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म अनुनाद में शामिल नहीं होता है और प्रोटोनेशन के लिए अधिक उपलब्ध रहता है,जो $(IV)$ को $(III)$ से अधिक क्षारीय बनाता है।
अतः,कथन $(C)$ और $(D)$ सही हैं।

(C) आदर्श विलयन के लिए,कुल वाष्प दाब राउल्ट के नियम द्वारा दिया जाता है: $P_{T} = P_{A}^{\circ} X_{A} + P_{B}^{\circ} X_{B}$.
चूंकि $X_{B} = 1 - X_{A}$,इसलिए $P_{T} = P_{A}^{\circ} X_{A} + P_{B}^{\circ} (1 - X_{A})$.
पहले विलयन के लिए: $0.3 = P_{A}^{\circ} (0.25) + P_{B}^{\circ} (0.75) \implies 1.2 = P_{A}^{\circ} + 3 P_{B}^{\circ} \quad (I)$.
दूसरे विलयन के लिए: $0.4 = P_{A}^{\circ} (0.50) + P_{B}^{\circ} (0.50) \implies 0.8 = P_{A}^{\circ} + P_{B}^{\circ} \quad (II)$.
समीकरण $(I)$ से $(II)$ को घटाने पर: $2 P_{B}^{\circ} = 0.4 \implies P_{B}^{\circ} = 0.2 \ bar$.

(A) एनिलिन $(P)$ का आणविक द्रव्यमान $= C_6H_7N = 6 \times 12 + 7 \times 1 + 14 = 93 \ g \ mol^{-1}$.
$P$ का घनत्व $= 1.00 \ g \ mL^{-1}$,अतः $9.3 \ mL$ $P$ का द्रव्यमान $= 9.3 \ g$.
$P$ के मोल $= \frac{9.3 \ g}{93 \ g \ mol^{-1}} = 0.1 \ mol$.
यह एक कपलिंग अभिक्रिया है जिसमें $1 \ mol$ एनिलिन $(P)$ $1 \ mol$ एज़ो डाई $(Q)$ बनाता है।
कुल उपज $75 \%$ होने के कारण,$Q$ के वास्तविक मोल $= 0.1 \times 0.75 = 0.075 \ mol$.
$Q$ का आणविक सूत्र $C_{16}H_{12}N_2O$ है।
$Q$ का मोलर द्रव्यमान $= 16 \times 12 + 12 \times 1 + 2 \times 14 + 16 = 192 + 12 + 28 + 16 = 248 \ g \ mol^{-1}$.
$Q$ की मात्रा ग्राम में $= 0.075 \ mol \times 248 \ g \ mol^{-1} = 18.6 \ g$.

(B) कोक $(C)$ द्वारा कैसिटेराइट $(SnO_2)$ के अपचयन के लिए रासायनिक समीकरण: $SnO_{2(s)} + C_{(s)} \longrightarrow Sn_{(s)} + CO_{2(g)}$
अभिक्रिया की मानक एन्थैल्पी की गणना: $\Delta H^{\circ}_{rxn} = [-394.0] - [-581.0] = 187.0 \ kJ \ mol^{-1} = 187000 \ J \ mol^{-1}$
अभिक्रिया की मानक एन्ट्रॉपी की गणना: $\Delta S^{\circ}_{rxn} = [52.0 + 210.0] - [56.0 + 6.0] = 200.0 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$
अभिक्रिया के स्वतःस्फूर्त होने के लिए,$\Delta G^{\circ} < 0$ होना चाहिए। साम्यावस्था पर,$\Delta G^{\circ} = 0$,इसलिए $T = \frac{\Delta H^{\circ}}{\Delta S^{\circ}}$
$T = \frac{187000}{200.0} = 935 \ K$