IIT JEE 2024 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Gujarati

(A) નાઈટ્રસ એસિડ $(HNO_2)$ જલીય દ્રાવણમાં અસ્થિર છે અને ઓરડાના તાપમાને અસમાનુપાતીકરણ પ્રક્રિયા અનુભવે છે.
આ પ્રક્રિયા માટેનું રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$3HNO_{2(aq)} \rightleftharpoons H_3O^{+} + NO_3^- + 2NO$
આમ,બનતી સ્પીસીઝ $H_3O^{+}$,$NO_3^-$ અને $NO$ છે.

(A) . હાઇઝનબર્ગનો અનિશ્ચિતતાનો સિદ્ધાંત જણાવે છે કે ઇલેક્ટ્રોનનું ચોક્કસ સ્થાન અને વેગમાન એકસાથે નક્કી કરવું અશક્ય છે,તેથી તે ચોક્કસ માર્ગોને નકારે છે.
$B$. કેન્દ્ર દ્વારા આકર્ષણને કારણે કક્ષકોમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનની સ્થિતિ ઉર્જા ઋણ હોય છે. અનંત અંતરે રહેલા ઇલેક્ટ્રોનની ઉર્જા શૂન્ય હોય છે. ઋણ મૂલ્યો શૂન્ય કરતા ઓછા હોવાથી,આ વિધાન સાચું છે.
$C$. ઇલેક્ટ્રોનની ઉર્જા $E_n = -13.6 \times \frac{Z^2}{n^2} \ eV$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. $n=1$ માટે,ઉર્જા સૌથી વધુ ઋણ હોય છે,જે સૌથી સ્થિર અવસ્થા સૂચવે છે.
$D$. બોહરના મોડેલમાં ઇલેક્ટ્રોનનો વેગ $V_n = 2.19 \times 10^6 \times \frac{Z}{n} \ m/s$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. જેમ $n$ વધે છે,તેમ વેગ $V_n$ ઘટે છે,વધતો નથી.

(C) અષ્ટકનો નિયમ પાળતા અણુઓ નક્કી કરવા માટે,આપણે મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન તપાસીએ છીએ:
$1$. $CO_2$: $C$ પાસે $8$ ઇલેક્ટ્રોન છે (અષ્ટક પાળે છે).
$2$. $C_2H_4$: $C$ પાસે $8$ ઇલેક્ટ્રોન છે (અષ્ટક પાળે છે).
$3$. $HCl$: $Cl$ પાસે $8$ ઇલેક્ટ્રોન છે (અષ્ટક પાળે છે).
$4$. $NO$: $N$ પાસે $7$ ઇલેક્ટ્રોન છે (અષ્ટકનો ભંગ).
$5$. $NO_2$: $N$ પાસે $7$ ઇલેક્ટ્રોન છે (અષ્ટકનો ભંગ).
$6$. $O_3$: મધ્યસ્થ $O$ પાસે $8$ ઇલેક્ટ્રોન છે (અષ્ટક પાળે છે).
$7$. $H_2SO_4$: $S$ પાસે $12$ ઇલેક્ટ્રોન છે (અષ્ટકનો ભંગ).
$8$. $BCl_3$: $B$ પાસે $6$ ઇલેક્ટ્રોન છે (અષ્ટકનો ભંગ).
વિકલ્પો તપાસતા:
$(A)$ $CO_2, C_2H_4, HCl$ અષ્ટક પાળે છે ($3$ અણુઓ).
$(D)$ $CO_2, O_3, C_2H_4$ અષ્ટક પાળે છે ($3$ અણુઓ).
આમ,વિકલ્પ $(A)$ અને $(D)$ સાચા છે.

(B) $XeF_2$: $2$ બંધકારક યુગ્મો અને $3$ અબંધકારક યુગ્મો,સ્ટેરિક નંબર $= 5$,$sp^3d$ સંકરણ,ભૂમિતિ ટ્રાયગોનલ બાયપિરામિડલ છે. $(P-5)$
$XeF_4$: $4$ બંધકારક યુગ્મો અને $2$ અબંધકારક યુગ્મો,સ્ટેરિક નંબર $= 6$,$sp^3d^2$ સંકરણ,ભૂમિતિ સ્ક્વેર પ્લેનર છે. $(Q-3)$
$XeO_3$: $3$ બંધકારક યુગ્મો અને $1$ અબંધકારક યુગ્મ,સ્ટેરિક નંબર $= 4$,$sp^3$ સંકરણ,ભૂમિતિ પિરામિડલ છે. $(R-2)$
$XeO_3F_2$: $5$ બંધકારક યુગ્મો અને $0$ અબંધકારક યુગ્મો,સ્ટેરિક નંબર $= 5$,$sp^3d$ સંકરણ,ભૂમિતિ ટ્રાયગોનલ બાયપિરામિડલ છે. $(S-4)$
આમ,સાચી જોડ $P-5, Q-3, R-2, S-4$ છે.

(B) ધારો કે $\theta_1 = \sin^{-1}(\frac{3}{5})$. તેથી $\sin \theta_1 = \frac{3}{5}$,જેનો અર્થ છે કે $\tan \theta_1 = \frac{3}{4}$,એટલે કે $\theta_1 = \tan^{-1}(\frac{3}{4})$.
ધારો કે $\theta_2 = \cos^{-1}(\frac{2}{\sqrt{5}})$. તેથી $\cos \theta_2 = \frac{2}{\sqrt{5}}$,જેનો અર્થ છે કે $\tan \theta_2 = \frac{1}{2}$,એટલે કે $\theta_2 = \tan^{-1}(\frac{1}{2})$.
પદાવલિ $\tan(\theta_1 - 2\theta_2) = \tan(\tan^{-1}(\frac{3}{4}) - 2\tan^{-1}(\frac{1}{2}))$ બને છે.
$2\tan^{-1}(x) = \tan^{-1}(\frac{2x}{1-x^2})$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા,$2\tan^{-1}(\frac{1}{2}) = \tan^{-1}(\frac{2 \times \frac{1}{2}}{1 - \frac{1}{4}}) = \tan^{-1}(\frac{1}{3/4}) = \tan^{-1}(\frac{4}{3})$.
હવે,$\tan(\tan^{-1}(\frac{3}{4}) - \tan^{-1}(\frac{4}{3})) = \tan(\tan^{-1}(\frac{3/4 - 4/3}{1 + (3/4)(4/3)})) = \frac{3/4 - 4/3}{1 + 1} = \frac{(9-16)/12}{2} = \frac{-7/12}{2} = \frac{-7}{24}$.

(D) ઓક્સાઈડ $M_X Y_2 O_4$ નો કુલ વીજભાર શૂન્ય હોવો જોઈએ.
આપેલ છે કે $Y$ એ $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે અને $O$ એ $-2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે,તેથી કુલ ઋણ વીજભાર $4 \times (-2) = -8$ છે.
$Y$ દ્વારા મળતો કુલ ધન વીજભાર $2 \times (+3) = +6$ છે.
તેથી,$M$ દ્વારા મળતો કુલ ધન વીજભાર $8 - 6 = +2$ હોવો જોઈએ.
ધારો કે $M$ આયનોની કુલ સંખ્યા $X$ છે. $M^{2+}$ નો અંશ $\frac{1}{3}$ છે,તેથી $M^{2+}$ આયનોની સંખ્યા $\frac{X}{3}$ અને $M^{3+}$ આયનોની સંખ્યા $\frac{2X}{3}$ છે.
$M$ દ્વારા ફાળો આપેલ કુલ વીજભાર $(\frac{X}{3} \times 2) + (\frac{2X}{3} \times 3) = \frac{2X}{3} + 2X = \frac{8X}{3}$ છે.
$M$ ના કુલ ધન વીજભારને $+2$ સાથે સરખાવતા,આપણને $\frac{8X}{3} = 2$ મળે છે.
$X$ માટે ઉકેલતા,આપણને $X = \frac{6}{8} = 0.75$ મળે છે.

(D) $1$. $L$-ગ્લુકોઝનું $HI$ અને લાલ $P$ સાથે રિડક્શન કરવાથી $n$-હેક્ઝેન મળે છે.
$2$. $n$-હેક્ઝેન,જ્યારે $775 \ K$ તાપમાને અને $10-20 \ atm$ દબાણે $Cr_2O_3$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે એરોમેટાઈઝેશન પ્રક્રિયા દ્વારા બેન્ઝીન $(P)$ બનાવે છે.
$3$. બેન્ઝીન $(P)$ $UV$ પ્રકાશ (સૂર્યપ્રકાશ) ની હાજરીમાં વધારાના $Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઇલેક્ટ્રોફિલિક યોગશીલ પ્રક્રિયા આપે છે,જે બેન્ઝીન હેક્ઝાક્લોરાઈડ $(C_6H_6Cl_6)$ બનાવે છે,જેને $BHC$ અથવા લિન્ડેન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
$4$. તેથી,મુખ્ય નીપજ $Q$ બેન્ઝીન હેક્ઝાક્લોરાઈડ છે.

(C) એસ્પાર્ટેમ એ એસ્પાર્ટિક એસિડ અને ફિનાઇલએલેનાઇનમાંથી બનેલું ડાયપેપ્ટાઇડ છે. ખાસ કરીને,તે $L$-એસ્પાર્ટિલ-$L$-ફિનાઇલએલેનાઇન ડાયપેપ્ટાઇડનું મિથાઇલ એસ્ટર છે. આ બંધારણમાં ફિનાઇલએલેનાઇનનો એમિનો સમૂહ એસ્પાર્ટિક એસિડના કાર્બોક્સિલ સમૂહ સાથે એમાઇડ બંધ બનાવે છે,અને ફિનાઇલએલેનાઇનનો કાર્બોક્સિલ સમૂહ મિથેનોલ સાથે એસ્ટરીકૃત થાય છે. સાચું બંધારણ વિકલ્પ $C$ માં દર્શાવેલ છે.

(C) Set-$I$: $[Co(NH_3)_3(NO_2)_3]$ એ ફેસિયલ (facial) અને મેરિડિઓનલ (meridional) ભૌમિતિક સમઘટકો દર્શાવે છે. $[Co(en)_2Cl_2]$ એ સિસ (cis) અને ટ્રાન્સ (trans) ભૌમિતિક સમઘટકો દર્શાવે છે.
Set-$II$: $[Co(NH_3)_5Cl]SO_4$ અને $[Co(NH_3)_5(SO_4)]Cl$ એકબીજાના આયનીકરણ સમઘટકો છે કારણ કે તેઓ સંકલન ક્ષેત્રની અંદરના લિગેન્ડ $(Cl^-)$ અને બહારના આયન $(SO_4^{2-})$ ની અદલાબદલી કરે છે.

(A) $1$. આઈસો-પ્રોપાઈલબેન્ઝીન (ક્યુમીન) ની $O_2$ અને ત્યારબાદ $H_3O^{+}$ સાથેની પ્રક્રિયા ક્યુમીન પ્રક્રિયા છે, જે ફિનોલ અને એસિટોન $(P = CH_3COCH_3)$ આપે છે.
$2$. એસિટોન $(P)$ ની $3$ મોલ $Cl_2$ સાથેની પ્રક્રિયાથી ટ્રાયક્લોરોએસિટોન $(Q = Cl_3CCOCH_3)$ મળે છે.
$3$. ટ્રાયક્લોરોએસિટોન $(Q)$ ની $Ca(OH)_2$ સાથેની પ્રક્રિયાથી ક્લોરોફોર્મ $(R = CHCl_3)$ અને કેલ્શિયમ એસિટેટ $(S = (CH_3COO)_2Ca)$ મળે છે.
$4$. વિધાન $(A)$: $CHCl_3$ ની એસિટોન સાથે $KOH$ ની હાજરીમાં પ્રક્રિયાથી ક્લોરિટોન $(Cl_3CC(OH)(CH_3)_2)$ મળે છે. આ સાચું છે.
$5$. વિધાન $(B)$: $CHCl_3$ $(R)$ ની $O_2$ સાથે પ્રકાશની હાજરીમાં પ્રક્રિયાથી ફોસ્જીન $(COCl_2)$ મળે છે. આ સાચું છે.
$6$. વિધાન $(C)$: $Q$ $(Cl_3CCOCH_3)$ ની $NaOH$ સાથેની પ્રક્રિયા હેલોફોર્મ પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે, જે આપેલ વિધાન મુજબ નથી. આ ખોટું છે.
$7$. વિધાન $(D)$: કેલ્શિયમ એસિટેટ $(S)$ ના શુષ્ક નિસ્યંદનથી એસિટોન $(P)$ અને $CaCO_3$ મળે છે. આ સાચું છે.
તેથી, સાચા વિધાનો $A, B$ અને $D$ છે.

(C) પ્રક્રિયાનો વેગ સૌથી ધીમા તબક્કા દ્વારા નક્કી થાય છે,જે વેગ-નિર્ધારક તબક્કો $(RDS)$ છે:
$Rate = k_2[N_2O_2][H_2]$
ઝડપી સંતુલન તબક્કા પરથી,આપણી પાસે છે:
$K_{eq} = \frac{k_1}{k_{-1}} = \frac{[N_2O_2]}{[NO]^2}$
તેથી,$[N_2O_2] = \frac{k_1}{k_{-1}}[NO]^2$
આ કિંમતને વેગના સમીકરણમાં મૂકતા:
$Rate = k_2 \times \frac{k_1}{k_{-1}}[NO]^2[H_2]$
$Rate = k'[NO]^2[H_2]$
પ્રક્રિયાનો ક્રમ એ વેગ નિયમમાં સાંદ્રતા પદોના ઘાતાંકોનો સરવાળો છે:
$Order = 2 + 1 = 3$

(C) એસિટાલડીહાઈડ $(CH_3CHO)$ ની વધારાના ફોર્માલ્ડિહાઈડ $(HCHO)$ સાથે સાંદ્ર $NaOH$ ની હાજરીમાં પ્રક્રિયા એ એલ્ડૉલ કન્ડેન્સેશન અને ત્યારબાદ કેનિઝારો પ્રક્રિયા છે,જે પેન્ટાએરિથ્રિટોલ ($P$,$C(CH_2OH)_4$) અને સોડિયમ ફોર્મેટ ($Q$,$HCOONa$) આપે છે.
$P$ એ $C(CH_2OH)_4$ છે,જેમાં કોઈ આલ્ડિહાઈડ જૂથ નથી અને તે ટોલેન્સ કસોટી આપતું નથી.
$Q$ એ $HCOONa$ છે,જે એસિડિકરણ પર ફોર્મિક એસિડ $(HCOOH)$ આપે છે,જે હકારાત્મક ટોલેન્સ કસોટી આપે છે.
$PTSA$ ની હાજરીમાં $P$ ની વધારાના સાયક્લોહેક્ઝેનોન સાથેની પ્રક્રિયાથી એસિટલ $R$ (સ્પાયરો-સંયોજન) બને છે.
$R$ નું બંધારણ $C(CH_2O)_2(C_6H_{10})_2$ છે.
$R$ માં,બે સાયક્લોહેક્ઝેનોન વલયોમાંથી $12$ મિથાઈલીન જૂથો અને મધ્યવર્તી કાર્બનના વિસ્થાપકોમાંથી $2$ મિથાઈલીન જૂથો છે,જે કુલ $14$ મિથાઈલીન જૂથો $(-CH_2-)$ બનાવે છે.
બે એસિટલ લિંકેજમાં $4$ ઓક્સિજન પરમાણુઓ છે.
સરવાળો $= 14 + 4 = 18$.

(C) $Ni(CO)_4$ સાથે આઈસોઈલેક્ટ્રોનિક થવા માટે,સ્પીસીઝનો ઇફેક્ટિવ એટોમિક નંબર $(EAN)$ સમાન હોવો જોઈએ.
$Ni(CO)_4$ નો $EAN = 28 + 4 \times 2 = 36$.
આપેલ સ્પીસીઝ માટે $EAN$ ની ગણતરી:
$1. V(CO)_6 = 23 + 6 \times 2 = 35$
$2. Cr(CO)_5 = 24 + 5 \times 2 = 34$
$3. Cu(CO)_3 = 29 + 3 \times 2 = 35$
$4. Mn(CO)_5 = 25 + 5 \times 2 = 35$
$5. Fe(CO)_5 = 26 + 5 \times 2 = 36$ (સમાન છે)
$6. [Co(CO)_3]^{3-} = 27 + 3 + 3 \times 2 = 36$ (સમાન છે)
$7. [Cr(CO)_4]^{4-} = 24 + 4 + 4 \times 2 = 36$ (સમાન છે)
$8. Ir(CO)_3 = 77 + 3 \times 2 = 83$
$EAN = 36$ ધરાવતી સ્પીસીઝ $Fe(CO)_5$,$[Co(CO)_3]^{3-}$,અને $[Cr(CO)_4]^{4-}$ છે.
આમ,$Ni(CO)_4$ સાથે આઈસોઈલેક્ટ્રોનિક હોય તેવી કુલ સ્પીસીઝની સંખ્યા $3$ છે.

(D) પ્રતિક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. આલ્કાઈન $HC \equiv C-(CH_2)_{15}-CO_2Et$ નું $Hg^{2+}/H_3O^+$ સાથે જલીયકરણ કરવાથી કીટોન મળે છે.
$2$. ક્લેમેન્સન રિડક્શન $(Zn(Hg)/HCl)$ કીટોનને આલ્કેન સાંકળમાં ઘટાડે છે.
$3$. એસિડિક જળવિભાજન $(H_3O^+, \Delta)$ એસ્ટરને સ્ટીઅરિક એસિડ $(C_{17}H_{35}COOH)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે,જે નીપજ $P$ છે.
$4$. ગ્લિસરોલ $3$ મોલ સ્ટીઅરિક એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ગ્લિસરીલ ટ્રાયસ્ટીઅરેટ $(Q)$ બનાવે છે.
$5$. $1$ મોલ $Q$ નું $NaOH$ સાથે સાબુનીકરણ કરવાથી $3$ મોલ સોડિયમ સ્ટીઅરેટ $(C_{17}H_{35}COONa)$ મળે છે.
$6$. $CaCl_2$ સાથેની પ્રક્રિયા $3$ મોલ સોડિયમ સ્ટીઅરેટને $\frac{3}{2}$ મોલ કેલ્શિયમ સ્ટીઅરેટ $(R = (C_{17}H_{35}COO)_2Ca)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.
$7$. $R$ નું આણ્વીય દળ = $606 \ g/mol$.
$8$. $R$ નો જથ્થો = $\frac{3}{2} \times 606 \ g = 909 \ g$.

(A) $Mn^{3+} (3d^4)$: પ્રબળ અને નિર્બળ બંને ક્ષેત્રોમાં,તેમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. તેથી,$[Mn(NH_3)_6]^{3+}$ અને $[MnCl_6]^{3-}$ પેરામેગ્નેટિક છે.
$Fe^{3+} (3d^5)$: પ્રબળ અને નિર્બળ બંને ક્ષેત્રોમાં,તેમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. તેથી,$[FeF_6]^{3-}$ અને $[Fe(NH_3)_6]^{3+}$ પેરામેગ્નેટિક છે.
$Co^{3+} (3d^6)$:
$1$. $[CoF_6]^{3-}$: $F^-$ એ નિર્બળ ક્ષેત્રનો લિગેન્ડ છે,તેથી તે $t_{2g}^4 e_g^2$ ઇલેક્ટ્રોન રચના સાથે હાઈ-સ્પિન સંકીર્ણ બનાવે છે,જે પેરામેગ્નેટિક છે.
$2$. $[Co(en)_3]^{3+}$: $en$ એ પ્રબળ ક્ષેત્રનો લિગેન્ડ છે,તેથી તે $t_{2g}^6 e_g^0$ ઇલેક્ટ્રોન રચના સાથે લો-સ્પિન સંકીર્ણ બનાવે છે,જે ડાયમેગ્નેટિક છે.
આમ,માત્ર $[Co(en)_3]^{3+}$ ડાયમેગ્નેટિક છે. ડાયમેગ્નેટિક સ્પીસીઝની કુલ સંખ્યા $1$ છે.

(C) $(P)$ ટાઇટ્રેટ: $KCl$,ટાઇટ્રન્ટ: $AgNO _3$: $Ag ^{+} + Cl ^{-} \rightarrow AgCl(s)$. $Cl ^{-}$ આયનો $NO _3^{-}$ આયનો દ્વારા બદલાય છે. $\Lambda _0(Cl ^{-} = 7.6) > \Lambda _0(NO _3^{-} = 7.2)$ હોવાથી,તુલ્યબિંદુ સુધી વાહકતા ઘટે છે,ત્યારબાદ વધારાના $AgNO _3$ ને કારણે વધે છે. આલેખ $(2)$ સાથે મેળ ખાય છે.
$(Q)$ ટાઇટ્રેટ: $AgNO _3$,ટાઇટ્રન્ટ: $KCl$: $Ag ^{+} + Cl ^{-} \rightarrow AgCl(s)$. $Ag ^{+}$ આયનો $K ^{+}$ આયનો દ્વારા બદલાય છે. $\Lambda _0(K ^{+} = 7.4) > \Lambda _0(Ag ^{+} = 6.2)$ હોવાથી,વાહકતા વધે છે. તુલ્યબિંદુ પછી,વધારાના $KCl$ ને કારણે વાહકતા વધુ વધે છે. આલેખ $(4)$ સાથે મેળ ખાય છે.
$(R)$ ટાઇટ્રેટ: $NaOH$,ટાઇટ્રન્ટ: $HCl$: $H ^{+} + OH ^{-} \rightarrow H _2O$. અત્યંત ગતિશીલ $OH ^{-}$ આયનો $Cl ^{-}$ આયનો દ્વારા બદલાય છે. તુલ્યબિંદુ સુધી વાહકતા ઘટે છે,પછી વધે છે. આલેખ $(3)$ સાથે મેળ ખાય છે.
$(S)$ ટાઇટ્રેટ: $NaOH$,ટાઇટ્રન્ટ: $CH _3COOH$: $OH ^{-}$ આયનો $CH _3COO ^{-}$ આયનો દ્વારા બદલાય છે,તેથી વાહકતા ઘટે છે. તટસ્થીકરણ પછી,વધારાના $CH _3COOH$ ને કારણે વાહકતા લગભગ અચળ રહે છે. આલેખ $(5)$ સાથે મેળ ખાય છે.

(A) $(P)$ માટે: સાયક્લોહેક્સિન ઓઝોનોલિસિસ દ્વારા હેક્ઝેનડાયલ આપે છે,ત્યારબાદ આંતર-આણ્વીય એલ્ડૉલ કન્ડેન્સેશન દ્વારા સાયક્લોહેક્સ$-1-$ઈનકાર્બાલ્ડિહાઈડ બનાવે છે. ઈથિલિન ગ્લાયકોલ સાથે સુરક્ષા,હાઈડ્રોબોરેશન-ઓક્સિડેશન,ડિપ્રોટેક્શન અને $NaBH_4$ સાથે રિડક્શન દ્વારા $(3)$ મળે છે.
$(Q)$ માટે: $1-$મિથાઈલસાયક્લોહેક્સિન ઓઝોનોલિસિસ,એલ્ડૉલ કન્ડેન્સેશન,સુરક્ષા,હાઈડ્રોબોરેશન-ઓક્સિડેશન,ડિપ્રોટેક્શન અને રિડક્શન દ્વારા $(5)$ આપે છે.
$(R)$ માટે: $3-$મિથાઈલસાયક્લોપેન્ટ$-2-$ઈનોન સુરક્ષિત થાય છે,ઓક્સિમર્ક્યુરેશન-ડીમર્ક્યુરેશન,ડિપ્રોટેક્શન અને રિડક્શન દ્વારા $(4)$ આપે છે.
$(S)$ માટે: $3-$મિથાઈલસાયક્લોપેન્ટ$-2-$ઈનોન સુરક્ષિત થાય છે,હાઈડ્રોબોરેશન-ઓક્સિડેશન,ડિપ્રોટેક્શન અને રિડક્શન દ્વારા $(1)$ આપે છે.
આમ,સાચી જોડ $P-3, Q-5, R-4, S-1$ છે.

(C) $(P)$ બેન્ઝીન સલ્ફોનિક એસિડ પીગળેલા $NaOH$ અને ત્યારબાદ $H_3O^+$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફિનોલ આપે છે. સાંદ્ર $HNO_3$ સાથે ફિનોલનું નાઈટ્રેશન $2,4,6$-ટ્રાયનાઈટ્રોફિનોલ (પિક્રિક એસિડ) આપે છે,જે $(3)$ ને અનુરૂપ છે.
$(Q)$ નાઈટ્રોબેન્ઝીનનું એનિલીનમાં રિડક્શન થાય છે,જે ત્યારબાદ બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડમાં ફેરવાય છે. જળવિભાજનથી ફિનોલ મળે છે,જેનું નાઈટ્રેશન $2,4,6$-ટ્રાયનાઈટ્રોફિનોલ $(3)$ આપે છે.
$(R)$ રિસોર્સિનોલ ($1,3$-ડાયહાઈડ્રોક્સીબેન્ઝીન) સલ્ફોનેશન અને નાઈટ્રેશન બાદ ડીસલ્ફોનેશન પામીને $2$-નાઈટ્રોરિસોર્સિનોલ આપે છે,જે $(4)$ છે.
$(S)$ ટોલ્યુઈનનું ઓક્સિડેશન બેન્ઝોઈક એસિડમાં થાય છે,જેનું નાઈટ્રેશન $3,5$-ડાયનાઈટ્રોબેન્ઝોઈક એસિડમાં થાય છે,ત્યારબાદ એમાઈડમાં રૂપાંતર,હોફમેન બ્રોમામાઈડ ડિગ્રેડેશન દ્વારા $3,5$-ડાયનાઈટ્રોએનિલીન,પછી ડાયઝોનિયમ ક્ષાર અને અંતે $3,5$-ડાયનાઈટ્રોફિનોલ $(1)$ મળે છે.
આમ,સાચી જોડ $P-3, Q-5, R-4, S-1$ છે.

(B) જ્યારે $PCl_5$ નું ધ્રુવીય કાર્બનિક દ્રાવકમાં ફ્લોરિનેશન કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે આયનીય સ્પીસીઝ બનાવવા માટે પ્રક્રિયા કરે છે.
આ પ્રક્રિયામાં $[PCl_4]^+[PCl_4F_2]^-$ (રંગહીન સ્ફટિકો) અને $[PCl_4]^+[PF_6]^-$ (સફેદ સ્ફટિકો) બને છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) હાઇડ્રેઝીન-ઓક્સિજન ફ્યુઅલ સેલમાં,નીચે મુજબની પ્રક્રિયાઓ થાય છે:
એનોડ: $N_2H_{4(aq)} + 4OH^{-}_{(aq)} \longrightarrow N_{2(g)} + 4H_2O_{(l)} + 4e^-$
કેથોડ: $O_{2(g)} + 2H_2O_{(l)} + 4e^- \longrightarrow 4OH^{-}_{(aq)}$
વિધાન $A$ સાચું છે કારણ કે તે હાઇડ્રેઝીનના એનોડિક ઓક્સિડેશનનું વર્ણન કરે છે.
વિધાન $C$ સાચું છે કારણ કે તે ઓક્સિજનના હાઇડ્રોક્સાઇડ આયનોમાં કેથોડિક રિડક્શનનું વર્ણન કરે છે.
વિધાન $B$ અને $D$ ખોટા છે કારણ કે તે આ ફ્યુઅલ સેલની પ્રમાણભૂત પદ્ધતિનું વર્ણન કરતા નથી.

(C) $P$ નું $Q$ માં રૂપાંતર કરવા માટે,આપણે નીચે મુજબના રૂપાંતરણો કરવા જરૂરી છે:
$1$. કીટોન અને એસ્ટર/નાઈટ્રાઈલ સમૂહોનું રિડક્શન.
$2$. લિન્ડલર ઉદ્દીપક અને $H_2$ નો ઉપયોગ કરીને બે આલ્કાઈન સમૂહોનું સિસ-આલ્કીનમાં પસંદગીયુક્ત રિડક્શન.
$3$. $SnCl_2 / HCl$ (સ્ટીફન રિડક્શન) નો ઉપયોગ કરીને નાઈટ્રાઈલ સમૂહ $(-CN)$ નું આલ્ડિહાઈડ $(-CHO)$ માં રિડક્શન.
$4$. $NaBH_4$ નો ઉપયોગ કરીને કીટોન સમૂહનું આલ્કોહોલમાં રિડક્શન.
$5$. $H_3O^{+}$ નો ઉપયોગ કરીને એસ્ટર અને ઈમાઈન મધ્યવર્તીનું જળવિભાજન.
વિકલ્પ $(C)$ માં આપેલા ક્રમનું વિશ્લેષણ કરતા:
$i$) $NaBH_4$ કીટોનનું આલ્કોહોલમાં રિડક્શન કરે છે.
$ii$) $SnCl_2 / HCl$ નાઈટ્રાઈલનું ઈમાઈનમાં રિડક્શન કરે છે.
$iii$) $H_3O^{+}$ ઈમાઈનનું આલ્ડિહાઈડમાં અને એસ્ટરનું કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં જળવિભાજન કરે છે.
$iv$) $H_2$ સાથે લિન્ડલર ઉદ્દીપક બે આંતરિક આલ્કાઈનનું સિસ-આલ્કીનમાં રિડક્શન કરે છે.
આ ક્રમ $P$ નું $Q$ માં યોગ્ય રીતે રૂપાંતર કરે છે.

(C) પેરોક્સાઇડ લિંકેજ એટલે ઓક્સિજન-ઓક્સિજન સિંગલ બોન્ડ $(-O-O-)$.
$1$. $H_2S_2O_7$ (ઓલિયમ/પાયરોસલ્ફ્યુરિક એસિડ) માં $S-O-S$ લિંકેજ હોય છે.
$2$. $H_2S_2O_8$ (પેરોક્સિડાયસલ્ફ્યુરિક એસિડ/માર્શલ એસિડ) માં $S-O-O-S$ લિંકેજ હોય છે,જે પેરોક્સાઇડ લિંકેજ છે.
$3$. $H_2S_2O_5$ (પાયરોસલ્ફ્યુરસ એસિડ) માં $S-S$ લિંકેજ હોય છે.
$4$. $H_2SO_5$ (પેરોક્સિમોનોસલ્ફ્યુરિક એસિડ/કેરો એસિડ) માં $S-O-O-H$ લિંકેજ હોય છે,જેમાં પેરોક્સાઇડ લિંકેજ હાજર છે.
તેથી,$H_2S_2O_8$ અને $H_2SO_5$ બંનેમાં પેરોક્સાઇડ લિંકેજ હોય છે.

(C) એસિટિક એસિડના પ્રારંભિક મિલિમોલ $= 100 \ mL \times 0.5 \ M = 50 \ mmol$.
$NaOH$ દ્વારા તટસ્થ થયેલ અધિશોષિત ન થયેલ એસિટિક એસિડના મિલિમોલ $= 40 \ mL \times 1 \ M = 40 \ mmol$.
$1 \ g$ ચારકોલ પર અધિશોષિત એસિટિક એસિડના મિલિમોલ $= 50 - 40 = 10 \ mmol = 10 \times 10^{-3} \ mol$.
અધિશોષિત એસિટિક એસિડના અણુઓની સંખ્યા $= 10 \times 10^{-3} \ mol \times 6.0 \times 10^{23} \ mol^{-1} = 6.0 \times 10^{21} \ {\text{અણુઓ}}$.
એક અણુ દ્વારા રોકાયેલ સપાટીનું ક્ષેત્રફળ $= \frac{\text{કુલ સપાટીનું ક્ષેત્રફળ}}{\text{અણુઓની સંખ્યા}} = \frac{1.5 \times 10^2 \ m^2}{6.0 \times 10^{21}} = 0.25 \times 10^{-19} \ m^2 = 2500 \times 10^{-23} \ m^2$.
આને $P \times 10^{-23} \ m^2$ સાથે સરખાવતા,આપણને $P = 2500$ મળે છે.

(A) ઉત્કલનબિંદુમાં ઉન્નયન $\Delta T_b = i \times K_b \times m$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
પાત્ર-$1$ માટે: $(\Delta T_b)_1 = i_1 \times K_b \times \frac{w_2 / GMM_X}{w_1 / 1000}$.
પાત્ર-$2$ માટે: $(\Delta T_b)_2 = i_2 \times K_b \times \frac{w_2 / GMM_Y}{w_1 / 1000}$.
ગુણોત્તર લેતા: $\frac{(\Delta T_b)_1}{(\Delta T_b)_2} = \frac{i_1}{i_2} \times \frac{GMM_Y}{GMM_X}$.
આપેલ છે કે $GMM_X = 0.8 \times GMM_Y$ અને $i_1 = 1.2 \times i_2$.
કિંમતો મૂકતા: $\frac{(\Delta T_b)_1}{(\Delta T_b)_2} = \frac{1.2 \times i_2}{i_2} \times \frac{GMM_Y}{0.8 \times GMM_Y} = \frac{1.2}{0.8} = 1.5$.
તેથી,ટકાવારી $1.5 \times 100 = 150 \%$ થશે.

(D) આપેલ સ્ટ્રેન્ડ $5'-A-G-T-C-A-C-G-T-A-A-G-T-C-3'$ છે.
$A-T$ જોડીની સંખ્યા $= 7$
$G-C$ જોડીની સંખ્યા $= 6$
$A-T$ માટે જરૂરી ઉર્જા $= 7 \times 2 \times 1.0 = 14 \ kcal \ mol^{-1}$
$G-C$ માટે જરૂરી ઉર્જા $= 6 \times 3 \times 1.5 = 27 \ kcal \ mol^{-1}$
કુલ જરૂરી ઉર્જા $= 14 + 27 = 41 \ kcal \ mol^{-1}$.

(D) $1$. $[Co(CN)_4]^{4-}$: $Co^{0}$ $(d^9 s^2)$ $CN^-$ ક્ષેત્રમાં સમચતુષ્ફલકીય છે.
$2$. $[Co(CO)_3(NO)]$: $Co$ એ $d^9 s^2$ છે,$CO$ અને $NO$ પ્રબળ લિગેન્ડ છે,ભૂમિતિ સમચતુષ્ફલકીય છે.
$3$. $XeF_4$: $sp^3d^2$ સંકરણ,સમતલીય ચોરસ ભૂમિતિ.
$4$. $[PCl_4]^{+}$: $sp^3$ સંકરણ,સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ.
$5$. $[PdCl_4]^{2-}$: $Pd^{2+}$ $(d^8)$ સમતલીય ચોરસ છે.
$6$. $[ICl_4]^{-}$: $sp^3d^2$ સંકરણ,સમતલીય ચોરસ ભૂમિતિ.
$7$. $[Cu(CN)_4]^{3-}$: $Cu^{+}$ $(d^{10})$ સમચતુષ્ફલકીય છે.
$8$. $P_4$: $P$ પરમાણુઓ $sp^3$ સંકરિત છે,સમચતુષ્ફલકીય બંધારણ.
આમ,સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ધરાવતી સ્પીસીઝ $[Co(CN)_4]^{4-}, [Co(CO)_3(NO)], [PCl_4]^{+}, [Cu(CN)_4]^{3-}$ અને $P_4$ છે. કુલ સંખ્યા $5$ છે.

(A) સંયોજન $P$ એ સાયક્લોહેક્ઝેન-$1,3,5$-ટ્રાયોન છે,જે ફ્લોરોગ્લુસીનોલ સાથે ટૉટોમેરિક સંતુલનમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. તે ઈનોલ સ્વરૂપને કારણે પોઝિટિવ $FeCl_3$ કસોટી આપે છે અને ટ્રાય-કીટો સ્વરૂપમાં આંતઃઆણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધનો અભાવ હોય છે.
$P$ એ $3$ તુલ્ય $NH_2OH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ટ્રાય-ઓક્સાઈમ $Q$ બનાવે છે.
$P$ ની વધુ પડતા $CH_3I$ અને $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયાથી $\alpha$-કાર્બનનું સંપૂર્ણ મિથાઈલેશન થાય છે,જેનાથી $2,2,4,4,6,6$-હેક્ઝામિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેન-$1,3,5$-ટ્રાયોન $(R)$ મળે છે.
$R$ ની વધુ પડતા આઈસો-બ્યુટાઈલ મેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ $(iso-BuMgBr)$ સાથેની પ્રક્રિયામાં,$\alpha$-કાર્બન પરના છ મિથાઈલ સમૂહોની અવકાશીય અવરોધને કારણે તે બેઝ તરીકે વર્તે છે,જે કાર્બોનિલ સમૂહોનું હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહોમાં રિડક્શન (ઈનોલાઈઝેશન/રિડક્શન) કરે છે. અંતિમ નીપજ $S$ એ $2,2,4,4,6,6$-હેક્ઝામિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેન-$1,3,5$-ટ્રાયોલ છે.
$2,2,4,4,6,6$-હેક્ઝામિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેન-$1,3,5$-ટ્રાયોલમાં,રિંગના કાર્બન સાથે જોડાયેલા $6$ મિથાઈલ સમૂહો છે. દરેક મિથાઈલ સમૂહ એક $-CH_3$ એકમ છે. આમ,મિથાઈલ સમૂહોની કુલ સંખ્યા $6$ છે.

(D) પોટેશિયમ આયોડાઈડ અને પોટેશિયમ ફેરીસાયનાઈડ વચ્ચેની પ્રક્રિયા:
$2K_3[Fe(CN)_6] + 2KI \rightleftharpoons 2K_4[Fe(CN)_6] + I_2$
અહીં,$P$ એ $K_4[Fe(CN)_6]$ છે.
$(1)$ તત્વયોગમિતિ મુજબ,$2$ મોલ $K_4[Fe(CN)_6]$ $(P)$ ઉત્પન્ન કરવા માટે $2$ મોલ $KI$ જરૂરી છે. તેથી,$KI$ ના મોલની સંખ્યા $2$ છે.
$(2)$ $K_4[Fe(CN)_6]$ ની $ZnCl_2$ સાથેની પ્રક્રિયાથી અલ્પ દ્રાવ્ય સંકીર્ણ $K_2Zn_3[Fe(CN)_6]_2$ બને છે. આ સૂત્રમાં ઝિંક આયનો $(Zn^{2+})$ ની સંખ્યા $3$ છે.