JEE Main 2016 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Hindi

(A) दिया गया है कि तार की कुल लंबाई $2$ इकाई है।
वर्ग का परिमाप $= 4x$ और वृत्त की परिधि $= 2\pi r$ है।
अतः,$4x + 2\pi r = 2$,जिसे सरल करने पर $2x + \pi r = 1$ प्राप्त होता है।
इससे हमें $r = \frac{1 - 2x}{\pi}$ प्राप्त होता है।
क्षेत्रफलों का योग $A = x^2 + \pi r^2$ द्वारा दिया जाता है।
$r$ का मान रखने पर,हमें $A = x^2 + \pi \left( \frac{1 - 2x}{\pi} \right)^2 = x^2 + \frac{(1 - 2x)^2}{\pi}$ प्राप्त होता है।
न्यूनतम क्षेत्रफल ज्ञात करने के लिए,हम $A$ का $x$ के सापेक्ष अवकलन करते हैं और इसे शून्य के बराबर रखते हैं:
$\frac{dA}{dx} = 2x + \frac{2(1 - 2x)(-2)}{\pi} = 0$.
$2x - \frac{4(1 - 2x)}{\pi} = 0$.
$\pi$ से गुणा करने पर,हमें $2\pi x - 4 + 8x = 0$ प्राप्त होता है।
$x(2\pi + 8) = 4$,इसलिए $x = \frac{4}{2\pi + 8} = \frac{2}{\pi + 4}$.
अब,$x$ का मान परिमाप समीकरण में रखने पर: $2(\frac{2}{\pi + 4}) + \pi r = 1$.
$\pi r = 1 - \frac{4}{\pi + 4} = \frac{\pi + 4 - 4}{\pi + 4} = \frac{\pi}{\pi + 4}$.
इसलिए,$r = \frac{1}{\pi + 4}$.
$x$ और $r$ की तुलना करने पर,हम देख सकते हैं कि $x = \frac{2}{\pi + 4}$ और $r = \frac{1}{\pi + 4}$,जो दर्शाता है कि $x = 2r$.

(C) बिंदुओं $(V_0, 2P_0)$ और $(2V_0, P_0)$ से गुजरने वाली रेखा का समीकरण:
ढाल $m = \frac{P_0 - 2P_0}{2V_0 - V_0} = \frac{-P_0}{V_0}$.
रेखा का समीकरण $P - 2P_0 = \frac{-P_0}{V_0}(V - V_0)$ से:
$P = \frac{-P_0}{V_0}V + 3P_0$.
आदर्श गैस समीकरण $PV = nRT$ से,$T = \frac{PV}{nR}$.
$P$ का मान रखने पर:
$T = \frac{1}{nR} \left( \frac{-P_0}{V_0}V^2 + 3P_0V \right)$.
अधिकतम तापमान के लिए,$\frac{dT}{dV} = 0$ लेने पर:
$\frac{dT}{dV} = \frac{1}{nR} \left( \frac{-2P_0}{V_0}V + 3P_0 \right) = 0$.
अतः,$V = \frac{3}{2}V_0$.
$V = \frac{3}{2}V_0$ को $T$ के समीकरण में रखने पर:
$T_{\text{max}} = \frac{1}{nR} \left( \frac{-9}{4}P_0V_0 + \frac{9}{2}P_0V_0 \right) = \frac{9P_0V_0}{4nR}$.

(B) $V$ विभवांतर के माध्यम से त्वरित इलेक्ट्रॉन द्वारा प्राप्त गतिज ऊर्जा $K.E. = eV = \frac{1}{2}mu^2$ है, जहाँ $u$ इलेक्ट्रॉन का वेग है।
वेग के लिए पुनर्व्यवस्थित करने पर: $u = \sqrt{\frac{2eV}{m}}$.
डी ब्रोग्ली संबंध के अनुसार, तरंगदैर्ध्य $\lambda = \frac{h}{mu}$ है, जिसका अर्थ है $\frac{h}{\lambda} = mu$.
$\frac{h}{\lambda}$ के समीकरण में $u$ का मान रखने पर:
$\frac{h}{\lambda} = m \times \sqrt{\frac{2eV}{m}} = \sqrt{m^2 \times \frac{2eV}{m}} = \sqrt{2meV}$.

(C) $N$ परमाणु के संकरण को निर्धारित करने के लिए,हम सूत्र का उपयोग करते हैं: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [V + M - C + A]$,जहाँ $V$ संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है,$M$ एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनायन आवेश है,और $A$ ऋणायन आवेश है।
$NO_{2}^{+}$ के लिए: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [5 + 0 - 1 + 0] = \frac{4}{2} = 2$। $2$ का स्टेरिक नंबर $sp$ संकरण को दर्शाता है।
$NO_{3}^{-}$ के लिए: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [5 + 0 - 0 + 1] = 3$ ($sp^2$ संकरण)।
$NO_{2}$ के लिए: $N$ परमाणु के पास एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है और यह $sp^2$ संकरित होता है।
$NO_{2}^{-}$ के लिए: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [5 + 0 - 0 + 1] = 3$ ($sp^2$ संकरण)।
अतः,$NO_{2}^{+}$ में $N$ परमाणु $sp$ संकरित है।
इसलिए,सही विकल्प $C$ है।

(A) प्रारंभ में,प्रत्येक बल्ब में गैस के मोलों की संख्या $n_1 = \frac{P_i V}{R T_1}$ और $n_2 = \frac{P_i V}{R T_1}$ है।
दूसरे बल्ब का तापमान $T_2$ तक बढ़ाने के बाद,दोनों बल्बों में गैस के मोलों की संख्या $n_1' = \frac{P_f V}{R T_1}$ और $n_2' = \frac{P_f V}{R T_2}$ हो जाती है।
चूंकि गैस के मोलों की कुल संख्या स्थिर रहती है:
$n_1 + n_2 = n_1' + n_2'$
$\frac{P_i V}{R T_1} + \frac{P_i V}{R T_1} = \frac{P_f V}{R T_1} + \frac{P_f V}{R T_2}$
$\frac{2 P_i V}{R T_1} = \frac{P_f V}{R} \left( \frac{1}{T_1} + \frac{1}{T_2} \right)$
$\frac{2 P_i}{T_1} = P_f \left( \frac{T_2 + T_1}{T_1 T_2} \right)$
$P_f = \frac{2 P_i T_2}{T_1 + T_2}$

(B) $CO$ की संभवन ऊष्मा अभिक्रिया के लिए है: $C_{(s)} + \frac{1}{2} O_{2(g)} \rightarrow CO_{(g)}$.
दी गई अभिक्रियाएँ:
$1) C_{(s)} + O_{2(g)} \rightarrow CO_{2(g)}; \Delta H_1 = -393.5 \ kJ \ mol^{-1}$
$2) CO_{(g)} + \frac{1}{2} O_{2(g)} \rightarrow CO_{2(g)}; \Delta H_2 = -283.5 \ kJ \ mol^{-1}$
लक्ष्य अभिक्रिया प्राप्त करने के लिए,समीकरण $(2)$ को समीकरण $(1)$ से घटाएँ:
$(C_{(s)} + O_{2(g)}) - (CO_{(g)} + \frac{1}{2} O_{2(g)}) \rightarrow CO_{2(g)} - CO_{2(g)}$
$C_{(s)} + \frac{1}{2} O_{2(g)} \rightarrow CO_{(g)}$
अतः,$\Delta H_f = \Delta H_1 - \Delta H_2 = -393.5 - (-283.5) = -110 \ kJ \ mol^{-1}$.

(A) अभिक्रिया $A + B \rightleftharpoons C + D$ के लिए,साम्य स्थिरांक $K_c = 100$ है।
प्रारंभिक सांद्रता: $[A]_0 = 1 \ M, [B]_0 = 1 \ M, [C]_0 = 1 \ M, [D]_0 = 1 \ M$.
माना साम्य पर सांद्रता में परिवर्तन $x$ है।
साम्य पर: $[A] = 1-x, [B] = 1-x, [C] = 1+x, [D] = 1+x$.
$K_c = \frac{[C][D]}{[A][B]} = \frac{(1+x)(1+x)}{(1-x)(1-x)} = \left(\frac{1+x}{1-x}\right)^2 = 100$.
दोनों पक्षों का वर्गमूल लेने पर: $\frac{1+x}{1-x} = 10$.
$1+x = 10 - 10x \implies 11x = 9 \implies x = \frac{9}{11} \approx 0.818$.
$D$ की साम्य सांद्रता $[D] = 1 + x = 1 + 0.818 = 1.818 \ M$ होगी।

(A) अंतःआण्विक (intramolecular) हाइड्रोजन बंधन के बारे में दिया गया कथन $FALSE$ है। संघनित अवस्था (द्रव या ठोस) में,जल के अणु $intermolecular$ (अंतर-आण्विक) हाइड्रोजन बंधन प्रदर्शित करते हैं,न कि $intramolecular$ (अंतःआण्विक) हाइड्रोजन बंधन।

(B) प्रथम आयनन ऊर्जा वह ऊर्जा है जो एक विलगित गैसीय परमाणु से सबसे शिथिल रूप से बंधे इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक होती है।
$K$ $(Z=19)$ और $Na$ $(Z=11)$ क्षार धातुएं (समूह $1$) हैं,जिनकी आयनन ऊर्जा अपने संबंधित आवर्त में सबसे कम होती है।
$Rb$ $(Z=37)$ भी एक क्षार धातु है जिसकी आयनन ऊर्जा अपने बड़े परमाणु आकार के कारण $K$ से भी कम होती है।
$Sc$ $(Z=21)$ एक $d$-ब्लॉक संक्रमण धातु है।
संक्रमण धातुओं की प्रथम आयनन ऊर्जा सामान्यतः समान या निकटवर्ती आवर्त की क्षार धातुओं की तुलना में अधिक होती है क्योंकि उनकी परमाणु त्रिज्या छोटी होती है और प्रभावी नाभिकीय आवेश अधिक होता है,जो संयोजी इलेक्ट्रॉनों को अधिक मजबूती से बांधे रखता है।

(B) जब क्षार धातुओं को वायु की अधिकता में गर्म किया जाता है,तो वे अपने आकार और ध्रुवीयता के आधार पर विभिन्न प्रकार के ऑक्साइड बनाते हैं:
$1$. लिथियम मोनोऑक्साइड बनाता है: $4Li + O_2 \longrightarrow 2Li_2O$
$2$. सोडियम पेरोक्साइड बनाता है: $2Na + O_2 \longrightarrow Na_2O_2$
$3$. पोटेशियम सुपरऑक्साइड बनाता है: $K + O_2 \longrightarrow KO_2$
अतः,सही क्रम $Li_2O, Na_2O_2$ और $KO_2$ है।

(D) निरपेक्ष विन्यास निर्धारित करने के लिए,हम Cahn-Ingold-Prelog $(CIP)$ नियमों का उपयोग करके प्रत्येक कायरल कार्बन से जुड़े समूहों को प्राथमिकता (priority) देते हैं।
$C-2$ कार्बन के लिए:
समूह $-OH$ (प्राथमिकता $1$),$-CH(Cl)CH_3$ (प्राथमिकता $2$),$-CO_2H$ (प्राथमिकता $3$),और $-H$ (प्राथमिकता $4$) हैं।
चूंकि सबसे कम प्राथमिकता वाला समूह $(-H)$ क्षैतिज बंध पर है,इसलिए विन्यास उलट जाता है। $1$ $\rightarrow 2$ $\rightarrow 3$ का क्रम दक्षिणावर्त (clockwise) है,जो $R$ होना चाहिए,लेकिन क्षैतिज $-H$ के कारण यह $S$ हो जाता है। अतः,$C-2$ का विन्यास $2S$ है।
$C-3$ कार्बन के लिए:
समूह $-Cl$ (प्राथमिकता $1$),$-CH(OH)CO_2H$ (प्राथमिकता $2$),$-CH_3$ (प्राथमिकता $3$),और $-H$ (प्राथमिकता $4$) हैं।
चूंकि सबसे कम प्राथमिकता वाला समूह $(-H)$ क्षैतिज बंध पर है,इसलिए विन्यास उलट जाता है। $1$ $\rightarrow 2$ $\rightarrow 3$ का क्रम वामावर्त (counter-clockwise) है,जो $S$ होना चाहिए,लेकिन क्षैतिज $-H$ के कारण यह $R$ हो जाता है। अतः,$C-3$ का विन्यास $3R$ है।
इसलिए,निरपेक्ष विन्यास $(2S, 3R)$ है।

(B) स्पेंट-लाई और ग्लिसरॉल को कम दबाव पर आसवन द्वारा अलग किया जाता है।
कम दबाव के तहत,तरल कम तापमान पर उबलता है,जिससे तापीय अपघटन (thermal decomposition) नहीं होता है।
उदाहरण के लिए,ग्लिसरॉल वायुमंडलीय दबाव पर $290^{\circ}C$ पर अपघटन के साथ उबलता है,लेकिन कम दबाव पर यह $180^{\circ}C$ पर बिना अपघटन के उबलता है.

(A) बुन्सेन ज्वाला दहन की सीमा के आधार पर कई क्षेत्रों से बनी होती है।
क्षेत्र $1$ सबसे भीतरी गहरा क्षेत्र है जिसमें बिना जला हुआ ईंधन होता है।
क्षेत्र $2$ चमकदार क्षेत्र है जहाँ अधूरा दहन होता है।
क्षेत्र $3$ गैर-चमकदार क्षेत्र है जहाँ पूर्ण दहन होता है,जो इसे ज्वाला का सबसे गर्म हिस्सा बनाता है।
क्षेत्र $4$ ज्वाला का शीर्ष है।
इसलिए,सबसे गर्म क्षेत्र क्षेत्र $3$ है।

(D) दहन अभिक्रिया: $C_xH_y + (x + \frac{y}{4}) O_2 \rightarrow x CO_2 + \frac{y}{2} H_2O_{(l)}$
उपयोग की गई $O_2$ का आयतन $= 375 \times 0.20 = 75 \ mL$.
स्टोइकोमेट्री के अनुसार: $15(x + \frac{y}{4}) = 75 \implies 4x + y = 20$.
अंतिम आयतन $330 \ mL$ में $CO_2$ और $N_2$ शामिल हैं।
$N_2$ का आयतन $= 375 - 75 = 300 \ mL$.
$CO_2$ का आयतन $= 330 - 300 = 30 \ mL$.
$15 \ mL$ हाइड्रोकार्बन $30 \ mL \ CO_2$ देता है,इसलिए $x = 2$. गणना के अनुसार सही उत्तर $C_3H_8$ है।

(D) प्रोपीन की $HOCl$ के साथ अभिक्रिया में द्वि-आबंध पर $Cl^+$ का इलेक्ट्रॉनरागी आक्रमण शामिल है।
$Cl^+$ आयन द्वि-आबंध पर आक्रमण करके एक चक्रीय क्लोरोनियम आयन मध्यवर्ती बनाता है,जो बाद में $H_2O$ या $OH^-$ के नाभिकरागी आक्रमण द्वारा खुल जाता है।
वलय खुलने के दौरान कार्बधनायन लक्षण के संदर्भ में,धनात्मक आवेश अधिक प्रतिस्थापित कार्बन परमाणु पर स्थिर होता है।
बनने वाला मध्यवर्ती $CH_3-CH^+-CH_2-Cl$ है।

(A) सभी सांद्रताओं को $ppm$ में बदलने पर $(1 \ ppm = 1000 \ ppb)$:
$1.$ फ्लोराइड: $1000 \ ppb = 1 \ ppm$ (अनुमेय सीमा $1 \ ppm$ है)
$2.$ लेड: $40 \ ppb = 0.04 \ ppm$ (अनुमेय सीमा $0.05 \ ppm$ है)
$3.$ नाइट्रेट: $100 \ ppm$ (अनुमेय सीमा $45 \ ppm$ है)
$4.$ आयरन: $0.2 \ ppm$ (अनुमेय सीमा $0.2 \ ppm$ है)
नाइट्रेट की सांद्रता $(100 \ ppm)$ अनुमेय सीमा $45 \ ppm$ से काफी अधिक है। पीने के पानी में नाइट्रेट की अधिकता से मेथेमोग्लोबिनेमिया (ब्लू बेबी सिंड्रोम) रोग होता है।

(C) माना आपतित किरण का समीकरण $y - 1 = m(x - 0)$ है,जो $mx - y + 1 = 0$ है।
आपतित किरण और दर्पण रेखा $7x - y + 1 = 0$ के बीच का कोण,परावर्तित किरण $2x + y - 1 = 0$ और दर्पण रेखा के बीच के कोण के बराबर होता है।
आपतित किरण की ढाल $m_1 = m$,दर्पण की ढाल $m_2 = 7$ और परावर्तित किरण की ढाल $m_3 = -2$ है।
सूत्र $\tan \theta = |\frac{m_1 - m_2}{1 + m_1 m_2}| = |\frac{m_2 - m_3}{1 + m_2 m_3}|$ का उपयोग करने पर:
$|\frac{m - 7}{1 + 7m}| = |\frac{7 - (-2)}{1 + 7(-2)}| = |\frac{9}{-13}| = \frac{9}{13}$.
स्थिति $1$: $\frac{m - 7}{1 + 7m} = \frac{9}{13} \Rightarrow m = -2$ (यह परावर्तित किरण है)।
स्थिति $2$: $\frac{m - 7}{1 + 7m} = -\frac{9}{13} \Rightarrow m = \frac{41}{38}$.
आपतित किरण का समीकरण $y - 1 = \frac{41}{38}(x - 0) \Rightarrow 41x - 38y + 38 = 0$ प्राप्त होता है।

(C) पॉलिट्रोपिक प्रक्रिया $PV^n = \text{constant}$ के लिए, मोलर ऊष्मा धारिता $C$ का सूत्र इस प्रकार है:
$C = C_V + \frac{R}{1 - n}$
$n$ के लिए सूत्र को व्यवस्थित करने पर:
$C - C_V = \frac{R}{1 - n}$
चूंकि $R = C_P - C_V$, इस मान को समीकरण में प्रतिस्थापित करने पर:
$C - C_V = \frac{C_P - C_V}{1 - n}$
$1 - n = \frac{C_P - C_V}{C - C_V}$
$n = 1 - \frac{C_P - C_V}{C - C_V}$
$n = \frac{C - C_V - (C_P - C_V)}{C - C_V}$
$n = \frac{C - C_V - C_P + C_V}{C - C_V}$
$n = \frac{C - C_P}{C - C_V}$

(D) मान लीजिए कि छेद पर पानी का वेग $v_1$ है और जमीन से टकराते समय पानी का वेग $v_2$ है।
टोरिसेली के नियम का उपयोग करते हुए,छेद पर पानी का वेग $v_1 = \sqrt{2gH}$ है।
स्वतंत्र रूप से गिरती हुई वस्तु के लिए गति के समीकरण का उपयोग करते हुए,जमीन पर वेग $v_2 = \sqrt{v_1^2 + 2gh} = \sqrt{2gH + 2gh} = \sqrt{2g(H+h)}$ है।
सांतत्य समीकरण (equation of continuity) के अनुसार,$A_1 v_1 = A_2 v_2$,जहाँ $A_1 = \pi r^2$ छेद का क्षेत्रफल है और $A_2 = \pi x^2$ जमीन पर धारा का क्षेत्रफल है।
अतः,$\pi r^2 \sqrt{2gH} = \pi x^2 \sqrt{2g(H+h)}$।
दोनों पक्षों को $\pi \sqrt{2g}$ से विभाजित करने पर,हमें $r^2 \sqrt{H} = x^2 \sqrt{H+h}$ प्राप्त होता है।
दोनों पक्षों का वर्ग करने पर,$r^4 H = x^4 (H+h)$।
इसलिए,$x^4 = r^4 \left( \frac{H}{H+h} \right)$,जिससे $x = r \left( \frac{H}{H+h} \right)^{\frac{1}{4}}$ प्राप्त होता है।

(A) $CH_3MgBr$ एक ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक है,जो एक प्रबल क्षार के रूप में कार्य करता है।
मेथनॉल $(CH_3OH)$ में ऑक्सीजन परमाणु से जुड़ा एक अम्लीय हाइड्रोजन परमाणु होता है।
जब $CH_3MgBr$ की अभिक्रिया $CH_3OH$ के साथ होती है,तो मेथिल समूह $(CH_3^-)$ मेथनॉल से अम्लीय प्रोटॉन को ग्रहण करके मेथेन $(CH_4)$ गैस बनाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $CH_3MgBr + CH_3OH \rightarrow CH_4 \uparrow + Mg(OCH_3)Br$.

(B) एक कोश में कक्षकों की कुल संख्या $n^2$ सूत्र द्वारा दी जाती है,जहाँ $n$ मुख्य क्वांटम संख्या है।
$n = 5$ के लिए,कक्षकों की संख्या $= (5)^2 = 25$।

(C) $BOD$ का पूर्ण रूप Biochemical Oxygen Demand है। यह एक निश्चित समय अवधि में एक निश्चित तापमान पर पानी के नमूने में मौजूद कार्बनिक पदार्थों को विघटित करने के लिए एरोबिक सूक्ष्मजीवों द्वारा आवश्यक घुलित ऑक्सीजन की मात्रा का माप है।

(B) भारी जल $(D_2O)$ का उपयोग परमाणु रिएक्टरों में तीव्र गति वाले न्यूट्रॉन को धीमा करने के लिए मंदक (moderator) के रूप में किया जाता है,न कि शीतलक के रूप में।
$D_2O$ की रासायनिक अभिक्रियाएँ $H_2O$ के समान होती हैं:
$1$. $SO_3 + D_2O \rightarrow D_2SO_4$
$2$. $CaC_2 + 2D_2O \rightarrow C_2D_2 + Ca(OD)_2$
$3$. $Al_4C_3 + 12D_2O \rightarrow 3CD_4 + 4Al(OD)_3$
अतः,यह कथन कि इसका उपयोग शीतलक के रूप में किया जाता है,गलत है।

(A) एक मोल वास्तविक गैस के लिए,वान्डर वाल्स समीकरण इस प्रकार है:
$(P + \frac{a}{V^2})(V - b) = RT$
बहुत उच्च दाब पर,आयतन $V$ छोटा होता है,इसलिए पद $\frac{a}{V^2}$ का मान $P$ की तुलना में नगण्य हो जाता है।
अतः,समीकरण सरल होकर हो जाता है:
$P(V - b) = RT$
$PV - Pb = RT$
$PV = RT + Pb$
दोनों पक्षों को $RT$ से विभाजित करने पर:
$\frac{PV}{RT} = 1 + \frac{Pb}{RT}$
चूंकि संपीड्यता गुणांक $Z = \frac{PV}{RT}$ है,इसलिए हमें प्राप्त होता है:
$Z = 1 + \frac{Pb}{RT}$

(C) फ्लोरीन आवर्त सारणी में सबसे अधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व है।
अपनी उच्चतम विद्युत ऋणात्मकता के कारण,यह हमेशा इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करता है और कभी भी उन्हें खोकर धनात्मक ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित नहीं करता है।
इसलिए,यह केवल $-1$ ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है।

(D) एल्केन $C_nH_{2n+2}$ के लिए सामान्य दहन अभिक्रिया है:
$C_nH_{2n+2} + (\frac{3n+1}{2})O_2 \to nCO_2 + (n+1)H_2O$
एवोगैड्रो के नियम के अनुसार,स्थिर तापमान और दबाव पर,गैस का आयतन मोलों की संख्या के सीधे आनुपातिक होता है।
इसलिए,आयतन का अनुपात स्टोइकोमेट्रिक गुणांकों के अनुपात के बराबर होता है:
$\frac{V_{alkane}}{V_{O_2}} = \frac{1}{\frac{3n+1}{2}} = \frac{2}{3n+1}$
दिया गया है $V_{alkane} = 5 \, L$ और $V_{O_2} = 25 \, L$:
$\frac{5}{25} = \frac{2}{3n+1}$
$\frac{1}{5} = \frac{2}{3n+1}$
$3n+1 = 10$
$3n = 9$
$n = 3$
अतः,एल्केन प्रोपेन $(C_3H_8)$ है।

(A) क्षारीय मृदा धातुओं के सल्फेट्स की घुलनशीलता समूह में $Be$ से $Ba$ की ओर जाने पर घटती है।
इसका कारण यह है कि समूह में नीचे जाने पर धनायन का आकार बढ़ने से जलयोजन ऊर्जा (hydration energy),जालक ऊर्जा (lattice energy) की तुलना में अधिक तेजी से घटती है।
चूंकि सल्फेट आयन बहुत बड़ा होता है,इसलिए जालक ऊर्जा लगभग स्थिर रहती है,जबकि जलयोजन ऊर्जा में काफी कमी आती है।
अतः,घुलनशीलता का सही क्रम $MgSO_4 > CaSO_4 > SrSO_4 > BaSO_4$ है।

(D) आकार निर्धारित करने के लिए,हम विकल्प $D$ में प्रत्येक अणु के लिए संकरण और एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों (lone pairs) की संख्या की गणना करते हैं:
$ClF_3$: संकरण $= 3 + \frac{1}{2}[7 - 3] = 5$ $(sp^3d)$,$2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों के साथ,जो $T$-आकार की ज्यामिति देता है।
$XeOF_2$: संकरण $= 3 + \frac{1}{2}[8 - 4] = 5$ $(sp^3d)$,$2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों के साथ,जो $T$-आकार की ज्यामिति देता है।
$XeF_3^+$: संकरण $= 3 + \frac{1}{2}[8 - 3 - 1] = 5$ $(sp^3d)$,$2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों के साथ,जो $T$-आकार की ज्यामिति देता है।
चूंकि तीनों अणुओं में $sp^3d$ संकरण और $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म हैं,इसलिए वे सभी समान $T$-आकार की ज्यामिति रखते हैं।

(A) $Xe$ एक उत्कृष्ट गैस है जो अध्रुवीय है और व्यक्तिगत परमाणुओं से बनी है।
अध्रुवीय प्रजातियों के लिए,केवल लंदन परिक्षेपण बल (London dispersion forces) मौजूद होते हैं,जिन्हें तात्कालिक द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव बल के रूप में भी जाना जाता है।
ये कमजोर बल $Xe$ गैस के द्रवीकरण के लिए जिम्मेदार हैं।

(A) . सिलिका जेल का उपयोग नमी सोखने के लिए सुखाने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है।
$B$. सिलिकॉन एक अर्धचालक है जिसका उपयोग ट्रांजिस्टर में किया जाता है।
$C$. सिलिकोन (पॉलिमर) का उपयोग सीलेंट के रूप में किया जाता है।
$D$. सिलिकेट्स का उपयोग जल मृदुकरण (water softening) में आयन-विनिमयकारी के रूप में किया जाता है।
अतः,सही मिलान $A-iii, B-i, C-iv, D-ii$ है।

(B) नियोपेंटाइल समूह $(CH_3)_3C-CH_2-$ है और विनाइल समूह $CH_2=CH-$ है।
इन दोनों समूहों को जोड़ने पर,हमें संरचना प्राप्त होती है: $CH_2=CH-CH_2-C(CH_3)_3$।
$IUPAC$ नियमों के अनुसार,मुख्य श्रृंखला की नंबरिंग द्वि-आबंध (double bond) के निकटतम सिरे से शुरू होती है।
सबसे लंबी श्रृंखला में $5$ कार्बन परमाणु हैं।
अतः,नाम $4, 4-$डाइमिथाइल$-1-$पेंटीन है।

(C) यौगिक में किसी तत्व का प्रतिशत निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है:
$\% \text{ of Sulphur} = \frac{\text{Atomic weight of } S \times \text{number of atoms}}{\text{Molecular weight of compound}} \times 100$
न्यूनतम आणविक भार के लिए,हम मानते हैं कि अणु में कम से कम $1$ सल्फर परमाणु है।
$8 = \frac{32 \times 1}{\text{Molecular weight}} \times 100$
$\text{Molecular weight} = \frac{32 \times 100}{8} = 400\,g\,mol^{-1}$

(D) संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$2H_3AsO_4 + 5H_2S \xrightarrow{\text{conc. } HCl} As_2S_5 + 8H_2O$
आर्सेनिक एसिड $(H_3AsO_4)$ का मोलर द्रव्यमान:
$M = (3 \times 1) + 74.92 + (4 \times 16) \approx 142 \ g/mol$.
$H_3AsO_4$ के मोलों की संख्या = $\frac{35.5 \ g}{142 \ g/mol} = 0.25 \ mol$.
अभिक्रिया की स्टोइकोमेट्री के अनुसार,$2 \ mol$ $H_3AsO_4$ से $1 \ mol$ $As_2S_5$ प्राप्त होता है।
अतः,$0.25 \ mol$ $H_3AsO_4$ से:
$\frac{0.25}{2} = 0.125 \ mol$ $As_2S_5$ प्राप्त होगा।

(C) दिया गया है: $\Delta H^o = -29.8 \, kJ \, mol^{-1}$,$\Delta S^o = -0.100 \, kJ \, K^{-1} \, mol^{-1}$,और $T = 298 \, K$.
गिब्स मुक्त ऊर्जा समीकरण का उपयोग करने पर: $\Delta G^o = \Delta H^o - T\Delta S^o$.
मान रखने पर: $\Delta G^o = -29.8 \, kJ \, mol^{-1} - (298 \, K \times -0.100 \, kJ \, K^{-1} \, mol^{-1})$.
$\Delta G^o = -29.8 + 29.8 = 0 \, kJ \, mol^{-1}$.
चूंकि $\Delta G^o = -RT \ln K_{eq}$,और $\Delta G^o = 0$ है,इसलिए $0 = -RT \ln K_{eq}$.
इसका अर्थ है $\ln K_{eq} = 0$,जिसका परिणाम $K_{eq} = e^0 = 1$ है।

(A) अभिक्रिया की स्वतःस्फूर्तता गिब्स मुक्त ऊर्जा समीकरण द्वारा निर्धारित की जाती है: $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$।
अभिक्रिया के स्वतःस्फूर्त होने के लिए,$\Delta G$ का मान ऋणात्मक होना चाहिए $(\Delta G < 0)$।
यदि $\Delta H > 0$ (ऊष्माशोषी) और $\Delta S > 0$ (एन्ट्रॉपी में वृद्धि) है,तो उच्च तापमान पर,$T\Delta S$ पद $\Delta H$ से बड़ा हो जाता है।
परिणामस्वरूप,$\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ ऋणात्मक हो जाता है,जिससे अभिक्रिया उच्च तापमान पर स्वतःस्फूर्त हो जाती है।
कम तापमान पर,$T\Delta S < \Delta H$ होता है,इसलिए $\Delta G$ धनात्मक रहता है,जिससे अभिक्रिया गैर-स्वतःस्फूर्त बनी रहती है।

(A) माना वक्र पर एक बिंदु $P(\alpha, \alpha^2 - 4)$ है। इस बिंदु की मूल बिंदु $(0,0)$ से दूरी $D = \sqrt{\alpha^2 + (\alpha^2 - 4)^2}$ द्वारा दी जाती है।
$D$ को न्यूनतम करने के लिए,हम $f(\alpha) = D^2 = \alpha^2 + (\alpha^2 - 4)^2$ को न्यूनतम करते हैं।
$f(\alpha) = \alpha^2 + \alpha^4 - 8\alpha^2 + 16 = \alpha^4 - 7\alpha^2 + 16$.
$\alpha$ के सापेक्ष अवकलन करने पर और उसे शून्य के बराबर रखने पर:
$f'(\alpha) = 4\alpha^3 - 14\alpha = 0$.
$2\alpha(2\alpha^2 - 7) = 0$.
इससे $\alpha = 0$ या $\alpha^2 = \frac{7}{2}$ प्राप्त होता है।
यदि $\alpha^2 = 0$ है,तो $f(0) = 16$.
यदि $\alpha^2 = \frac{7}{2}$ है,तो $f(\alpha) = (\frac{7}{2})^2 - 7(\frac{7}{2}) + 16 = \frac{49}{4} - \frac{49}{2} + 16 = -\frac{49}{4} + 16 = \frac{15}{4}$.
चूंकि $\frac{15}{4} < 16$,इसलिए $D^2$ का न्यूनतम मान $\frac{15}{4}$ है।
अतः,न्यूनतम दूरी $D = \sqrt{\frac{15}{4}} = \frac{\sqrt{15}}{2}$ है।

(A) दिया गया समाकलन $I = \int \frac{dx}{\cos^3 x \sqrt{2 \sin 2x}}$ है।
$\sin 2x = 2 \sin x \cos x$ का उपयोग करने पर,समाकलन इस प्रकार होगा:
$I = \int \frac{dx}{\cos^3 x \sqrt{4 \sin x \cos x}} = \int \frac{dx}{2 \cos^3 x \sqrt{\sin x \cos x}} = \int \frac{dx}{2 \cos^4 x \sqrt{\tan x}}$.
चूंकि $\frac{1}{\cos^4 x} = \sec^4 x = (1 + \tan^2 x) \sec^2 x$,इसलिए:
$I = \frac{1}{2} \int \frac{(1 + \tan^2 x) \sec^2 x}{\sqrt{\tan x}} dx$.
माना $u = \tan x$,तो $du = \sec^2 x dx$:
$I = \frac{1}{2} \int \frac{1 + u^2}{\sqrt{u}} du = \frac{1}{2} \int (u^{-1/2} + u^{3/2}) du$.
पदवार समाकलन करने पर:
$I = \frac{1}{2} \left( \frac{u^{1/2}}{1/2} + \frac{u^{5/2}}{5/2} \right) + k = u^{1/2} + \frac{1}{5} u^{5/2} + k$.
$u = \tan x$ वापस रखने पर:
$I = (\tan x)^{1/2} + \frac{1}{5} (\tan x)^{5/2} + k$.
दिए गए रूप $(\tan x)^A + C(\tan x)^B + k$ से तुलना करने पर,$A = 1/2$,$B = 5/2$,और $C = 1/5$ प्राप्त होता है।
अतः,$A + B + C = \frac{1}{2} + \frac{5}{2} + \frac{1}{5} = 3 + \frac{1}{5} = \frac{16}{5}$.

(A) तुल्यता के नियम के अनुसार,अम्ल के तुल्यांक = क्षार के तुल्यांक।
क्षार के तुल्यांक = ($OH^-$ के मोल) $\times$ (क्षार की अम्लता) = $0.04 \times 1 = 0.04 \, eq$.
अम्ल के तुल्यांक = नॉर्मलता $\times$ आयतन ($L$ में)।
$0.1 \times V = 0.04$.
$V = \frac{0.04}{0.1} = 0.4 \, L$.
$mL$ में बदलने पर: $0.4 \times 1000 = 400 \, mL$.

(A) इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 \, 3p^6$ अक्रिय गैस $Ar$ (आर्गन) के समान है,जिसमें $18$ इलेक्ट्रॉन होते हैं।
$NaF$ में,आयन $Na^+$ ($10$ इलेक्ट्रॉन: $1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6$) और $F^-$ ($10$ इलेक्ट्रॉन: $1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6$) हैं। इनमें से कोई भी आयन $18$ इलेक्ट्रॉन विन्यास नहीं रखता है।
$KBr$ में,$K^+$ ($18$ इलेक्ट्रॉन) और $Br^-$ ($36$ इलेक्ट्रॉन) मौजूद हैं। $K^+$ में $18$ इलेक्ट्रॉन विन्यास है।
$NaCl$ में,$Cl^-$ ($18$ इलेक्ट्रॉन) मौजूद है।
$CaI_2$ में,$Ca^{2+}$ ($18$ इलेक्ट्रॉन) मौजूद है।
अतः,$NaF$ के जलीय विलयन में $1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 \, 3p^6$ विन्यास वाला कोई आयन नहीं होता है।

(C) सोडियम निष्कर्ष को सांद्र $HNO_3$ के साथ गर्म किया जाता है ताकि संलयन के दौरान बने किसी भी $NaCN$ को $HCN$ में और सल्फाइड को $H_2S$ में परिवर्तित किया जा सके।
यह तब किया जाता है जब यौगिक में हैलोजन के साथ $N$ या $S$ मौजूद हो।
बने हुए $HCN$ और $H_2S$ वाष्पशील होने के कारण निकल जाते हैं।
अन्यथा,वे हैलोजन के परीक्षण में बाधा डालते हैं क्योंकि वे $AgNO_3$ के साथ भी अवक्षेप बनाते हैं।
$NaCN + HNO_3 \rightarrow NaNO_3 + HCN \uparrow$
$Na_2S + 2HNO_3 \rightarrow 2NaNO_3 + H_2S \uparrow$

(A) कैल्शियम ऑक्साइड का रासायनिक सूत्र $CaO$ है।
इसे व्यावसायिक रूप से क्विक लाइम (Quick lime) के रूप में जाना जाता है।

(B) द्रवीकृत $CO_2$ को ड्राई क्लीनिंग के लिए एक बेहतर रणनीति माना जाता है क्योंकि यह पर्यावरण के अनुकूल है और $Cl_2C=CCl_2$ (टेट्राक्लोरोएथिलीन) जैसे खतरनाक सॉल्वैंट्स के उपयोग को प्रतिस्थापित करता है,जो एक संभावित कार्सिनोजेन और भूजल प्रदूषक है। इसलिए,टिकाऊ ड्राई क्लीनिंग के लिए $CO_2$ पसंदीदा विकल्प है।

(B) आबंध कोण केंद्रीय परमाणु के संकरण और एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) तथा आबंध युग्म के बीच प्रतिकर्षण पर निर्भर करता है।
$CH_4$ में,केंद्रीय परमाणु $C$ का संकरण $sp^3$ है और इसमें कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म नहीं है,जिसके परिणामस्वरूप $109.5^{\circ}$ के आबंध कोण के साथ चतुष्फलकीय ज्यामिति प्राप्त होती है।
$NH_3$,$H_2O$ और $PH_3$ में,केंद्रीय परमाणुओं पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होते हैं जो आबंध कोण को कम कर देते हैं।
अतः,दिए गए विकल्पों में $CH_4$ का आबंध कोण सबसे अधिक है।

(A) लिथियम हाइड्राइड $(LiH)$ की डाइबोरेन $(B_2H_6)$ के साथ अभिक्रिया में,हाइड्रोजन गैस निकले बिना लिथियम बोरोहाइड्राइड बनता है:
$2LiH + B_2H_6 \longrightarrow 2Li[BH_4]$
इसके विपरीत,अन्य अभिक्रियाओं में हाइड्रोजन गैस मुक्त होती है:
$1$. अम्लीकृत जल का विद्युत अपघटन: $2H_2O \longrightarrow 2H_2 + O_2$
$2$. जस्ता की जलीय क्षार के साथ अभिक्रिया: $Zn + 2NaOH + 2H_2O \longrightarrow Na_2[Zn(OH)_4] + H_2$
$3$. द्रव अमोनिया में सोडियम: $2Na + 2NH_3 \longrightarrow 2NaNH_2 + H_2$

(A) विघटन अभिक्रिया है: $XY_{(s)} \leftrightarrow X_{(g)} + Y_{(g)}$
मान लीजिए कि साम्यावस्था पर प्रत्येक गैस $X$ और $Y$ का आंशिक दाब $P$ है।
साम्यावस्था पर कुल दाब है: $P_{total} = P_X + P_Y = P + P = 2P$
दिया गया है कि कुल साम्य दाब $10 \, bar$ है,इसलिए: $2P = 10 \, bar$
अतः,$P = 5 \, bar$.
साम्य स्थिरांक $K_p$ को इस प्रकार परिभाषित किया गया है: $K_p = P_X \times P_Y = P \times P = P^2$
$P$ का मान रखने पर: $K_p = (5)^2 = 25$

(A) अपघटन अभिक्रिया: $2H_2O_{2(l)} \rightarrow 2H_2O_{(l)} + O_{2(g)}$
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$2$ मोल $H_2O_2$ से $1$ मोल $O_{2(g)}$ प्राप्त होता है।
अतः,$100$ मोल $H_2O_2$ से $50$ मोल $O_{2(g)}$ प्राप्त होंगे।
स्थिर बाह्य दाब के विरुद्ध किया गया कार्य $W = -P_{ext} \Delta V$ है।
चूँकि $P_{ext} \Delta V = \Delta n_g RT$,इसलिए $W = -(\Delta n_g)RT$।
यहाँ,$\Delta n_g = 50$ मोल $O_{2(g)}$ है।
$W = -(50 \ mol) \times (8.3 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}) \times (300 \ K) = -124500 \ J$।
$kJ$ में बदलने पर,$W = -124.5 \ kJ$।
किए गए कार्य का परिमाण $124.5 \ kJ$ है।

(A) सूर्य के प्रकाश $(hv)$ की उपस्थिति में,एल्कीन एलीलिक स्थिति पर मुक्त मूलक प्रतिस्थापन अभिक्रिया दर्शाते हैं।
$1$. $Br_2$ अणु का समांगी विखंडन होकर ब्रोमीन मुक्त मूलक $(Br\cdot)$ बनता है।
$2$. ब्रोमीन मुक्त मूलक साइक्लोहेक्सिन से एलीलिक हाइड्रोजन परमाणु को हटाकर एलीलिक मुक्त मूलक बनाता है।
$3$. इसके बाद एलीलिक मुक्त मूलक दूसरे $Br_2$ अणु के साथ अभिक्रिया करके $3-$ब्रोमोसाइक्लोहेक्सिन बनाता है।
अतः,उत्पाद $3-$ब्रोमोसाइक्लोहेक्सिन है।

(B) हीरे में,प्रत्येक $C$ परमाणु चार अन्य $C$ परमाणुओं के साथ सहसंयोजक बंध द्वारा जुड़ा होता है,जिससे एक चतुष्फलकीय इकाई बनती है। प्रत्येक $C$ परमाणु $sp^3$ संकरित होता है,और सभी चार संयोजी इलेक्ट्रॉन सिग्मा बंध बनाने में शामिल होते हैं,जिससे कोई मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं बचता है। अतः,हीरा एक कुचालक है।
ग्रेफाइट में,प्रत्येक $C$ परमाणु तीन अन्य $C$ परमाणुओं के साथ त्रिकोणीय समतलीय ज्यामिति में सहसंयोजक बंध द्वारा जुड़ा होता है। प्रत्येक $C$ परमाणु $sp^2$ संकरित होता है। तीन संयोजी इलेक्ट्रॉन सिग्मा बंध बनाने में उपयोग किए जाते हैं,जबकि चौथा इलेक्ट्रॉन एक असंकरित $p$-कक्षक में रहता है,जो परतों पर विस्थानीकृत (delocalized) होता है। यह मुक्त इलेक्ट्रॉन ग्रेफाइट को विद्युत का अच्छा सुचालक बनाता है।
चूंकि विद्युत चालकता में अंतर सीधे संकरण और मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपलब्धता के कारण है,इसलिए कारण कथन की सही व्याख्या है।

(C) $1$. $AlCl_3$ की उपस्थिति में ऐनिसोल की सक्सिनिक एनहाइड्राइड के साथ अभिक्रिया (फ्रीडेल-क्राफ्ट्स एसाइलेशन) मुख्य रूप से पैरा-स्थिति पर होती है,जो $-OCH_3$ समूह की सक्रियता के कारण है। यह मध्यवर्ती $A$ के रूप में $4-(4-methoxyphenyl)-4-oxobutanoic$ एसिड देता है।
$2$. क्लेमेंसन रिडक्शन $(Zn-Hg/conc. HCl)$ कीटोन समूह को मिथाइलीन समूह में अपचयित करता है,जिससे $4-(4-methoxyphenyl)butanoic$ एसिड प्राप्त होता है।
$3$. बाद में चक्रीकरण (cyclization) से $6-methoxytetralone$ बनता है। कीटोन का और अधिक अपचयन $6-methoxytetralin$ देता है।
$4$. दिए गए विकल्पों और समाधान की छवि के आधार पर,उत्पाद $X$,$6-methoxytetralin$ है।

(A) $rms$ वेग का सूत्र $v_{rms} = \sqrt{\frac{3RT}{M}}$ है।
प्रारंभ में,$T$ तापमान पर $N_2$ अणुओं के लिए,$u = \sqrt{\frac{3RT}{28 \times 10^{-3} \ kg/mol}}$ है।
जब तापमान दोगुना $(T' = 2T)$ हो जाता है और $N_2$ का $N$ परमाणुओं में विघटन होता है,तो मोलर द्रव्यमान $M' = 14 \times 10^{-3} \ kg/mol$ हो जाता है।
नया $rms$ वेग $v'$ इस प्रकार है: $v' = \sqrt{\frac{3R(2T)}{14 \times 10^{-3}}} = \sqrt{4 \times \frac{3RT}{28 \times 10^{-3}}} = 2 \times \sqrt{\frac{3RT}{28 \times 10^{-3}}}$.
अतः,$v' = 2u$।

(A) सही उत्तर $(A)$ है।
फेन-प्लवन विधि विशेष रूप से सल्फाइड अयस्कों के सांद्रण के लिए उपयोग की जाती है।
गैलेना $(PbS)$ एक सल्फाइड अयस्क है।
कैसिटेराइट $(SnO_2)$ एक ऑक्साइड अयस्क है।
मैग्नेटाइट $(Fe_3O_4)$ एक ऑक्साइड अयस्क है।
मैलाकाइट $(Cu(OH)_2 \cdot CuCO_3)$ एक कार्बोनेट अयस्क है।
इसलिए,केवल गैलेना का सांद्रण फेन-प्लवन विधि द्वारा किया जाता है,जो तेल (फेन कारक) द्वारा सल्फाइड कणों और पानी द्वारा अशुद्धियों के अधिमान्य गीले होने के गुण पर आधारित है।

(A) फ्रायंडलिच अधिशोषण समतापी का समीकरण है: $\frac{x}{m} = k p^{1/n}$।
दोनों तरफ लघुगणक (logarithm) लेने पर,हमें प्राप्त होता है: $\log\left(\frac{x}{m}\right) = \log k + \frac{1}{n} \log p$।
इसे रैखिक समीकरण $y = mx + c$ के साथ तुलना करने पर,जहाँ $y = \log(x/m)$,$x = \log p$,ढाल $1/n$ है और अंतःखंड $\log k$ है।
अतः,केवल $1/n$ ढाल के रूप में दिखाई देता है।

(A) अवाष्पशील विलेय के लिए राउल्ट के नियम के अनुसार:
$\frac{P^{\circ} - P_s}{P^{\circ}} = \frac{n_B}{n_A + n_B}$
दिया गया है:
ग्लूकोज का द्रव्यमान $(W_B) = 18 \ g$,मोलर द्रव्यमान $(M_B) = 180 \ g/mol$
ग्लूकोज के मोल $(n_B) = \frac{18}{180} = 0.1 \ mol$
पानी का द्रव्यमान $(W_A) = 178.2 \ g$,मोलर द्रव्यमान $(M_A) = 18 \ g/mol$
पानी के मोल $(n_A) = \frac{178.2}{18} = 9.9 \ mol$
$100 \ ^{\circ}C$ पर शुद्ध पानी का वाष्प दाब $(P^{\circ}) = 760 \ torr$
मान रखने पर:
$\frac{760 - P_s}{760} = \frac{0.1}{9.9 + 0.1} = \frac{0.1}{10} = 0.01$
$760 - P_s = 760 \times 0.01 = 7.6$
$P_s = 760 - 7.6 = 752.4 \ torr$

(B) गैल्वनीकरण लोहे या स्टील को जंग से बचाने के लिए उस पर $Zn$ (जस्ता) की सुरक्षात्मक परत चढ़ाने की प्रक्रिया है।
सबसे सामान्य विधि हॉट-डिप गैल्वनाइजिंग है,जिसमें धातु के हिस्सों को पिघले हुए $Zn$ के घोल में डुबोया जाता है।

(D) अपघटन अभिक्रिया: $H_2O_{2(aq)} \rightarrow H_2O_{(l)} + \frac{1}{2} O_{2(g)}$
प्रथम कोटि की अभिक्रिया के लिए,वेग स्थिरांक $k = \frac{2.303}{t} \log \frac{[A]_0}{[A]_t}$
यहाँ $[A]_0 = 0.5 \ M$,$[A]_t = 0.125 \ M$ और $t = 50 \ min$ है:
$k = \frac{2.303}{50} \log \frac{0.5}{0.125} = \frac{2.303}{50} \log(4) \approx 0.0277 \ min^{-1}$
जब $[H_2O_2] = 0.05 \ M$ हो,तो $H_2O_2$ के लुप्त होने की दर:
$Rate_{H_2O_2} = k[H_2O_2] = 0.0277 \times 0.05 = 1.385 \times 10^{-3} \ mol \ L^{-1} \ min^{-1}$
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$-\frac{d[H_2O_2]}{dt} = 2 \frac{d[O_2]}{dt}$,इसलिए $O_2$ के निर्माण की दर:
$\frac{d[O_2]}{dt} = \frac{1}{2} \times Rate_{H_2O_2} = \frac{1.385 \times 10^{-3}}{2} = 6.93 \times 10^{-4} \ mol \ min^{-1}$

(A) फेन प्लवन विधि का उपयोग मुख्य रूप से सल्फाइड अयस्कों के सांद्रण के लिए किया जाता है क्योंकि सल्फाइड अयस्क तेल द्वारा अधिमानतः भीगते हैं,जबकि अशुद्धियाँ पानी द्वारा भीगती हैं।
$1$. मैलाकाइट: $Cu(OH)_2 \cdot CuCO_3$ (कार्बोनेट अयस्क)
$2$. मैग्नेटाइट: $Fe_3O_4$ (ऑक्साइड अयस्क)
$3$. साइडराइट: $FeCO_3$ (कार्बोनेट अयस्क)
$4$. गैलेना: $PbS$ (सल्फाइड अयस्क)
चूंकि $PbS$ एक सल्फाइड अयस्क है,इसलिए इसका सांद्रण फेन प्लवन विधि द्वारा सबसे अच्छी तरह से किया जाता है।

(C) $1.$ ऑर्थोफास्फोरस अम्ल $(H_3PO_3)$: $3(+1) + x + 3(-2) = 0 \Rightarrow x = +3$
$2.$ पायरोफास्फोरस अम्ल $(H_4P_2O_5)$: $4(+1) + 2x + 5(-2) = 0$ $\Rightarrow 2x = 6$ $\Rightarrow x = +3$
$3.$ हाइपोफास्फोरिक अम्ल $(H_4P_2O_6)$: $4(+1) + 2x + 6(-2) = 0$ $\Rightarrow 2x = 8$ $\Rightarrow x = +4$
$4.$ पायरोफास्फोरिक अम्ल $(H_4P_2O_7)$: $4(+1) + 2x + 7(-2) = 0$ $\Rightarrow 2x = 10$ $\Rightarrow x = +5$
अतः,$+3$ ऑक्सीकरण अवस्था वाला युग्म ऑर्थोफास्फोरस और पायरोफास्फोरस अम्ल है।

(B) $Zn$ की तनु $HNO_3$ के साथ अभिक्रिया इस प्रकार है:
$4 Zn + 10 HNO_3 (\text{dil.}) \longrightarrow 4 Zn(NO_3)_2 + 5 H_2O + N_2O$
अतः,तनु $HNO_3$ $N_2O$ उत्पन्न करता है।
$Zn$ की सांद्र $HNO_3$ के साथ अभिक्रिया इस प्रकार है:
$Zn + 4 HNO_3 (\text{conc.}) \longrightarrow Zn(NO_3)_2 + 2 H_2O + 2 NO_2$
अतः,सांद्र $HNO_3$ $NO_2$ उत्पन्न करता है।
इसलिए,उत्पाद क्रमशः $N_2O$ और $NO_2$ हैं।

(D) दिए गए धात्विक ऑक्साइडों में से,$CrO_2$ चुंबकीय क्षेत्र द्वारा प्रबलता से आकर्षित होता है।
यह चुंबकीय गुण बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को हटा लेने के बाद भी बना रहता है।
अतः,$CrO_2$ धात्विक और फेरोमैग्नेटिक प्रकृति का होता है।

(D) प्रकाशिक समावयवता उन संकुलों द्वारा प्रदर्शित की जाती है जो कायरल (chiral) होते हैं,जिसका अर्थ है कि उनमें सममिति का तल या व्युत्क्रमण का केंद्र नहीं होता है।
$[M(AA)_2X_2]$ प्रकार के अष्टफलकीय संकुलों के मामले में,$cis$-समावयवी कायरल होता है और प्रतिबिंब रूपों (enantiomers) के एक जोड़े के रूप में मौजूद होता है।
हालाँकि,$trans$-समावयवी में सममिति का तल होता है और यह अकायरल (achiral) होता है।
इसलिए,$cis-[Co(en)_2Cl_2]Cl$ प्रकाशिक समावयवता प्रदर्शित करता है।

(D) चुंबकीय आघूर्ण की गणना $\mu = \sqrt{n(n+2)} \text{ B.M.}$ सूत्र द्वारा की जाती है,जहाँ $n$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या है।
$1$. $[Cr(H_2O)_6]^{2+}$: $Cr$,$+2$ ऑक्सीकरण अवस्था में है $(3d^4)$। इसमें $4$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं $(n=4)$।
$2$. $[Fe(H_2O)_6]^{2+}$: $Fe$,$+2$ ऑक्सीकरण अवस्था में है $(3d^6)$। दुर्बल क्षेत्र लिगेंड $H_2O$ की उपस्थिति में,इसमें $4$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं $(n=4)$।
$3$. $[Mn(H_2O)_6]^{2+}$: $Mn$,$+2$ ऑक्सीकरण अवस्था में है $(3d^5)$,जिसमें $5$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं $(n=5)$।
$4$. $[CoCl_4]^{2-}$: $Co$,$+2$ ऑक्सीकरण अवस्था में है $(3d^7)$,जिसमें $3$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं $(n=3)$।
अतः,$[Cr(H_2O)_6]^{2+}$ और $[Fe(H_2O)_6]^{2+}$ दोनों में $4$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होने के कारण,उनका चुंबकीय आघूर्ण समान है।

(A) थायोल समूह $(-SH)$ एक कार्यात्मक समूह है जिसमें एक सल्फर परमाणु एक हाइड्रोजन परमाणु से बंधा होता है।
दिए गए विकल्पों में से,$Cysteine$ एक अमीनो एसिड है जिसकी साइड चेन में थायोल समूह होता है।
$Cysteine$ की संरचना $HS-CH_2-CH(NH_2)-COOH$ है।

(D) अभिक्रिया दो चरणों में होती है:
$1$. $hv$ (प्रकाश) की उपस्थिति में $NBS$ ($N$-Bromosuccinimide) का उपयोग करके एलाइलिक ब्रोमिनेशन,जो एलाइलिक स्थिति पर एक ब्रोमीन परमाणु जोड़ता है।
$2$. $H_2O/K_2CO_3$ का उपयोग करके ब्रोमीन परमाणु का हाइड्रॉक्सिल समूह द्वारा न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन,जिसके परिणामस्वरूप एक एलाइलिक अल्कोहल बनता है।
अंतिम उत्पाद $4$-tert-butylcyclohex-$2$-en-$1$-ol है।

(C) $2-$क्लोरो$-2-$मिथाइलपेंटेन एक तृतीयक $(3^{\circ})$ एल्काइल हैलाइड है।
मेथनॉल $(CH_3OH)$ में सोडियम मेथॉक्साइड $(CH_3ONa)$ जैसे प्रबल क्षार/न्यूक्लियोफाइल की उपस्थिति में,यह प्रतिस्थापन और विलोपन दोनों अभिक्रियाएं दे सकता है।
$1.$ प्रतिस्थापन $(S_N1)$: $Cl^-$ को $-OCH_3$ द्वारा प्रतिस्थापित करके $2-$मेथॉक्सी$-2-$मिथाइलपेंटेन (उत्पाद $(1)$) बनता है।
$2.$ विलोपन $(E2)$: $\beta-$कार्बन से $HCl$ का निष्कासन।
$-$ टर्मिनल मिथाइल समूह से,यह $2-$मिथाइलपेंट$-1-$ईन (उत्पाद $(2)$) बनाता है।
$-$ आंतरिक मिथाइलीन समूह से,यह $2-$मिथाइलपेंट$-2-$ईन (उत्पाद $(3)$) बनाता है।
अतः,तीनों उत्पाद प्राप्त होते हैं।

(B) $Hofmann$ ब्रोमामाइड निम्नीकरण अभिक्रिया को इस प्रकार दर्शाया जाता है:
$RCONH_2 + 4NaOH + Br_2 \rightarrow RNH_2 + Na_2CO_3 + 2NaBr + 2H_2O$
संतुलित समीकरण के अनुसार,$1$ मोल एमीन $(RNH_2)$ के उत्पादन के लिए $4$ मोल $NaOH$ और $1$ मोल $Br_2$ का उपयोग किया जाता है।

(D) ऋणायनी अपमार्जक सल्फोनेटेड लंबी श्रृंखला वाले अल्कोहल या हाइड्रोकार्बन के सोडियम लवण होते हैं।
ऋणायनी अपमार्जकों में,अणु का ऋणायनी भाग सफाई की क्रिया में शामिल होता है।
$Sodium \ lauryl \ sulphate$ $(CH_3(CH_2)_{11}SO_4^-Na^+)$ एक ऋणायनी अपमार्जक है।
$Cetyltrimethylammonium \ bromide$ एक लोकप्रिय धनायनी अपमार्जक है जिसका उपयोग हेयर कंडीशनर में किया जाता है।
$Glyceryl \ oleate$ ग्लिसरीन और ओलिक एसिड का एस्टर है।
$Sodium \ stearate$ एक साबुन है,जो स्टीयरिक एसिड का सोडियम लवण है।

(B) लो डेंसिटी पॉलिथीन $(LDPE)$ विद्युत का कुचालक होता है।
इसके संश्लेषण में उच्च दबाव $(1000-2000 \ atm)$ और तापमान $(350-570 \ K)$ पर डाइऑक्सीजन या पेरोक्साइड इनिशिएटर की उपस्थिति में एथीन का बहुलकीकरण किया जाता है।
$LDPE$ रासायनिक रूप से निष्क्रिय और कठोर लेकिन लचीला होता है,जो इसे स्क्वीज़ बोतल,खिलौनों और लचीले पाइपों के लिए उपयुक्त बनाता है।
हाई डेंसिटी पॉलिथीन $(HDPE)$ का उपयोग बाल्टी,डस्टबिन और बोतलों के निर्माण में किया जाता है।
इसलिए,यह कथन कि $LDPE$ का उपयोग बाल्टी और डस्टबिन बनाने में किया जाता है,$FALSE$ (असत्य) है।

(D) $AgNO_3$ की खपत समन्वय क्षेत्र के बाहर मौजूद आयनित होने योग्य $Cl^-$ आयनों की संख्या पर निर्भर करती है।
$Na_2[CrCl_5(H_2O)]$ में $0$ आयनित $Cl^-$ आयन होते हैं।
$Na_3[CrCl_6]$ में $0$ आयनित $Cl^-$ आयन होते हैं।
$[Cr(H_2O)_5Cl]Cl_2$ में $2$ आयनित $Cl^-$ आयन होते हैं।
$[Cr(H_2O)_6]Cl_3$ में $3$ आयनित $Cl^-$ आयन होते हैं।
चूंकि $[Cr(H_2O)_6]Cl_3$ सबसे अधिक $Cl^-$ आयन प्रदान करता है,इसलिए यह $AgNO_3$ के सबसे अधिक तुल्यांकों का उपभोग करेगा।

(D) दी गई विशेषताएं बताती हैं कि यह भौतिक अधिशोषण (physisorption) है।
भौतिक अधिशोषण कमजोर वैन डेर वाल्स बलों,उत्क्रमणीयता और बहु-आणविक परतों के निर्माण द्वारा पहचाना जाता है।
यह एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है जो आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ घटती है।
अधिशोषण की एन्थैल्पी कम $(20-40 \ kJ \ mol^{-1})$ होती है।
चूंकि इसमें कमजोर बल शामिल होते हैं और कोई रासायनिक बंधन नहीं बनता है,इसलिए आवश्यक सक्रियण ऊर्जा बहुत कम होती है।

(C) Bouveault-Blanc अपचयन में एक अल्कोहल (आमतौर पर इथेनॉल) की उपस्थिति में सोडियम धातु का उपयोग करके एस्टर का प्राथमिक अल्कोहल में अपचयन शामिल है।
सामान्य अभिक्रिया: $R-COOR' + 4[H] \xrightarrow{Na/C_2H_5OH} R-CH_2OH + R'OH$.

(B) एस्पार्टिक एसिड जैसे अम्लीय अमीनो एसिड के लिए,आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु $(pI)$ की गणना उन दो $pK_a$ मानों के औसत के रूप में की जाती है जो ज़्विटरआयनिक रूप के दोनों ओर होते हैं।
एस्पार्टिक एसिड का ज़्विटरआयनिक रूप $\alpha$-कार्बोक्सिल समूह के पहले डिप्रोटोनेशन $(pK_1 = 1.88)$ और साइड-चेन कार्बोक्सिल समूह के डिप्रोटोनेशन $(pK_R = 3.65)$ के बीच मौजूद होता है।
$pI = \frac{pK_1 + pK_R}{2}$
$pI = \frac{1.88 + 3.65}{2} = \frac{5.53}{2} = 2.765 \approx 2.77$

(C) कोई अभिक्रिया नहीं होगी क्योंकि विद्युत रासायनिक श्रेणी में $Zn$,$Cu$ के ऊपर स्थित है।
चूंकि $Cu$,$Zn$ की तुलना में एक दुर्बल अपचायक है,इसलिए यह $ZnSO_4$ विलयन से $Zn^{2+}$ आयनों को विस्थापित नहीं कर सकता है।
अतः,कोई विस्थापन अभिक्रिया नहीं होती है।

(B) कथन और कारण दोनों सही हैं,और कारण कथन की सही व्याख्या है।
कथन:
रेयॉन (विशेष रूप से सेल्युलोज एसीटेट) एक अर्ध-संश्लेषित बहुलक है जो प्राकृतिक कपास फाइबर की तुलना में बेहतर गुण प्रदर्शित करता है।
कारण:
सेल्युलोज के यांत्रिक और सौंदर्य संबंधी गुणों को एसिटिलेशन की प्रक्रिया के माध्यम से काफी बढ़ाया जा सकता है। चूंकि रेयॉन सेल्युलोज के एसिटिलेशन के माध्यम से उत्पादित होता है,इसलिए इसमें प्राकृतिक कपास की तुलना में बेहतर विशेषताएं होती हैं।
निष्कर्ष:
इसलिए,कारण सही ढंग से बताता है कि रेयॉन के गुण प्राकृतिक कपास से बेहतर क्यों होते हैं।

(D) गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन और साम्य स्थिरांक के बीच संबंध $\Delta G^\circ = -RT \ln K_p$ है,जिसे $-\ln K_p = \frac{\Delta G^\circ}{RT}$ के रूप में फिर से लिखा जा सकता है।
अभिक्रिया के स्वतःस्फूर्त होने के लिए,$\Delta G^\circ < 0$ होना चाहिए,जिसका अर्थ है $-\ln K_p < 0$।
एलिंगम आरेख से,$T > 1200 \ K$ पर,अभिक्रिया $C_{(s)} + \frac{1}{2} O_{2(g)} \to CO_{(g)}$ के लिए $-\ln K_p$ का मान $M_{(s)} + \frac{1}{2} O_{2(g)} \to MO_{(s)}$ की तुलना में कम है।
यह दर्शाता है कि $T > 1200 \ K$ पर $CO$ का निर्माण $MO$ की तुलना में अधिक ऊष्मागतिक रूप से स्थिर है।
इसलिए,कार्बन $1200 \ K$ से अधिक तापमान पर $MO_{(s)}$ को $M_{(s)}$ में अपचयित कर सकता है,अभिक्रिया $MO_{(s)} + C_{(s)} \to M_{(s)} + CO_{(g)}$ के अनुसार।

(A) एग एल्ब्यूमिन सोल की तैयारी निम्नलिखित दो चरणों में की जाती है:
$(i)$ $250 \ mL$ के बीकर में पानी में $NaCl$ का $100 \ mL$ का $5 \ \% \ (w/V)$ घोल तैयार करें।
$(ii)$ एक अंडे को चीनी मिट्टी की डिश में तोड़ें,एल्ब्यूमिन (पारदर्शी सफेद हिस्सा) को पिपेट से निकालें और इसे सोडियम क्लोराइड के घोल में डालें। सोल की तैयारी सुनिश्चित करने के लिए अच्छी तरह मिलाएं।

(A) समग्र अभिक्रिया दो प्राथमिक चरणों को जोड़ने से प्राप्त होती है:
चरण $(i): O_{3(g)} + Cl_{(g)}^{\bullet} \to O_{2(g)} + ClO_{(g)}^{\bullet}$
चरण $(ii): ClO_{(g)}^{\bullet} + O_{(g)}^{\bullet} \to O_{2(g)} + Cl_{(g)}^{\bullet}$
जोड़ने पर: $O_{3(g)} + O_{(g)}^{\bullet} \to 2O_{2(g)}$
समग्र अभिक्रिया का दर स्थिरांक प्राथमिक चरणों के दर स्थिरांकों का गुणनफल होता है:
$K_{overall} = K_i \times K_{ii}$
$K_{overall} = (5.2 \times 10^9) \times (2.6 \times 10^{10})$
$K_{overall} \approx 1.352 \times 10^{20} \approx 1.4 \times 10^{20} \ L \ mol^{-1} \ s^{-1}$

(D) एलिटेम एक उच्च क्षमता वाला कृत्रिम स्वीटनर है जो गन्ने की चीनी से लगभग $2,000$ गुना अधिक मीठा होता है।
यह अन्य सामान्य कृत्रिम स्वीटनर जैसे एस्पार्टेम ($100$ गुना),सैकरीन ($550$ गुना) और सुक्रालोज़ ($600$ गुना) की तुलना में कहीं अधिक मीठा है।

(B) जलीय विलयन में स्पीशीज की स्थिरता उनके असमानुपातन (disproportionation) या ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रियाओं से गुजरने की प्रवृत्ति पर निर्भर करती है।
$Cr^{2+}$ एक प्रबल अपचायक है और हवा या पानी की उपस्थिति में आसानी से $Cr^{3+}$ में ऑक्सीकृत हो जाता है।
$Cu^{+}$ जलीय विलयन में असमानुपातन अभिक्रिया दर्शाता है: $2Cu^{+} \to Cu^{2+} + Cu$।
$MnO_4^{3-}$ अत्यधिक अस्थिर है और तेजी से असमानुपातित हो जाता है।
$MnO_4^{2-}$ (मैंगनेट आयन) प्रबल क्षारीय विलयनों में स्थिर होता है,जबकि यह उदासीन या अम्लीय माध्यम में असमानुपातित हो जाता है। दिए गए विकल्पों में से,$MnO_4^{2-}$ विशिष्ट जलीय परिस्थितियों (क्षारीय माध्यम) में सबसे स्थिर स्पीशीज है।

(D) प्राथमिक,द्वितीयक और तृतीयक एमाइन को हिन्सबर्ग अभिकर्मक परीक्षण द्वारा अलग किया जाता है।
हिन्सबर्ग अभिकर्मक बेंजीन सल्फोनील क्लोराइड $(C_6H_5SO_2Cl)$ है।

(D) हेनरी के नियम के अनुसार,गैस की विलेयता $(S)$ उसके आंशिक दाब $(P)$ के सीधे समानुपाती होती है: $S \propto P$ या $S = kP$।
दिया गया है: $P_1 = 500 \ torr$,$S_1 = 0.01 \ g \ L^{-1}$,$P_2 = 750 \ torr$।
संबंध $\frac{S_1}{S_2} = \frac{P_1}{P_2}$ का उपयोग करने पर:
$\frac{0.01}{S_2} = \frac{500}{750}$
$S_2 = \frac{0.01 \times 750}{500} = 0.015 \ g \ L^{-1}$।

(C) क्रिस्टल फील्ड स्प्लिटिंग एनर्जी $(\Delta _0)$ केंद्रीय धातु आयन की ऑक्सीकरण अवस्था के सीधे आनुपातिक होती है। उच्च ऑक्सीकरण अवस्था के कारण लिगेंड और धातु के बीच अधिक आकर्षण होता है,जिससे बड़ी स्प्लिटिंग होती है।
इसलिए,$[Ti(H_2O)_6]^{3+} > [Ti(H_2O)_6]^{2+}$ का $\Delta _0$ है।
इसके अतिरिक्त,समूह में नीचे जाने पर $\Delta _0$ बढ़ता है क्योंकि $4d$ कक्षक $3d$ कक्षकों की तुलना में अधिक विस्तृत होते हैं,जिससे लिगेंड के साथ मजबूत अंतःक्रिया होती है। इसलिए,$[Mo(H_2O)_6]^{2+} > [Cr(H_2O)_6]^{2+}$ का $\Delta _0$ है।
अतः,सही ट्रेंड $[Cr(H_2O)_6]^{2+} < [Mo(H_2O)_6]^{2+}$ का $\Delta _0$ और $[Ti(H_2O)_6]^{3+} > [Ti(H_2O)_6]^{2+}$ का $\Delta _0$ है।

(D) टेफ्लॉन (पॉलिटेट्राफ्लुओरोएथीन) एक योगात्मक बहुलक (addition polymer) है जो इसके मोनोमर,टेट्राफ्लुओरोएथीन $(CF_2 = CF_2)$ के मुक्त मूलक बहुलकीकरण द्वारा बनता है।
इसके विपरीत,टेरिलीन,मेलामाइन बहुलक और नायलॉन-$6, 6$ संघनन बहुलक (condensation polymers) हैं जो पानी या अल्कोहल जैसे छोटे अणुओं के निष्कासन से बनते हैं।

(C) वर्णित अभिक्रिया बाल्ज़-शीमैन (Balz-Schiemann) अभिक्रिया है।
इस अभिक्रिया में,एक एरोमैटिक डायज़ोनियम लवण को फ्लोरोबोरिक एसिड $(HBF_4)$ के साथ उपचारित करके अघुलनशील डायज़ोनियम फ्लोरोबोरेट लवण $(ArN_2^ BF_4^-)$ बनाया जाता है।
इस लवण को गर्म करने पर,इसका तापीय अपघटन होता है जिससे एराइल फ्लोराइड,नाइट्रोजन गैस $(N_2)$ और बोरॉन ट्राइफ्लोराइड $(BF_3)$ प्राप्त होते हैं।
अतः,डायज़ोनियम फ्लोरोबोरेट से एराइल फ्लोराइड में परिवर्तन के लिए आवश्यक स्थिति केवल ऊष्मा $(\Delta)$ देना है।

(A) कोलाइड की सुरक्षात्मक शक्ति उसके गोल्ड नंबर के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
$\text{Gold number} \propto \frac{1}{\text{Protective power}}$
इसका अर्थ है कि लायोफिलिक सोल के गोल्ड नंबर का मान जितना कम होगा,उसकी सुरक्षात्मक क्रिया उतनी ही अधिक होगी।
दिए गए मानों की तुलना करने पर: जिलेटिन $(0.005-0.01)$ का गोल्ड नंबर सबसे कम है।
इसलिए,जिलेटिन सबसे बेहतर सुरक्षात्मक कोलाइड है।

(A) दिया गया यौगिक प्यूरीन है।
प्यूरीन में,$N-9$ परमाणु पर मौजूद इलेक्ट्रॉनों का एकाकी युग्म (lone pair) इमिडाज़ोल वलय की एरोमैटिकता में शामिल होता है।
इसलिए,यह एकाकी युग्म प्रोटोनेशन के लिए उपलब्ध नहीं होता है,और $N-9$ यौगिक की क्षारीयता में योगदान नहीं देता है।
अन्य नाइट्रोजन परमाणुओं $(N-1, N-3, N-7)$ के पास $sp^2$ संकरित कक्षकों में एकाकी युग्म होते हैं जो एरोमैटिकता में शामिल नहीं होते हैं,जिससे वे प्रोटोनेशन के लिए उपलब्ध रहते हैं।

(A) चित्र में दिखाई गई अभिक्रिया एक एल्काइल हैलाइड का एल्कीन में विलोपन है।
$NaOEt/EtOH$ एक प्रबल क्षार है और $E2$ विलोपन अभिक्रियाओं के लिए बहुत प्रभावी है।
$NaOH/EtOH$ भी एक प्रबल क्षार है और विलोपन अभिक्रियाओं के लिए उपयोग किया जाता है।
$NaOH/H_2O$ (जलीय सोडियम हाइड्रॉक्साइड) मुख्य रूप से विलोपन के बजाय प्रतिस्थापन ($S_N2$ या $S_N1$) को बढ़ावा देता है।
$NaI$ (सोडियम आयोडाइड) एक न्यूक्लियोफाइल है और इसका उपयोग आमतौर पर फिंकेलस्टीन अभिक्रिया जैसी प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं में किया जाता है। यह एक क्षार नहीं है,इसलिए यह विलोपन अभिक्रिया को बढ़ावा नहीं दे सकता है।

(C) रूबी एल्यूमिना,एल्यूमीनियम ऑक्साइड $(Al_2O_3)$ का एक क्रिस्टल है,जिसमें कुछ एल्यूमीनियम आयनों के स्थान पर क्रोमियम $(III)$ आयनों की अल्प मात्रा होती है।
रूबी में,प्रत्येक $Al^{3+}$ और $Cr^{3+}$ आयन अष्टफलकीय व्यवस्था में छह ऑक्साइड आयनों से घिरा होता है।
पन्ना (emerald) के रंग की उत्पत्ति रूबी के रंग के समान ही है।
हालाँकि,पन्ना क्रिस्टल का अधिकांश भाग बेरिल,बेरिलियम एल्यूमीनियम सिलिकेट $(Be_3Al_2(SiO_3)_6)$ से बना होता है।
इसका रंग क्रोमियम $(III)$ आयनों द्वारा उत्पन्न होता है,जो क्रिस्टल में कुछ एल्यूमीनियम आयनों को प्रतिस्थापित करते हैं।
पन्ना में,$Cr^{3+}$ छह सिलिकेट आयनों से घिरा होता है।
इसलिए,रूबी और पन्ना दोनों अपने रंग के लिए $Cr^{3+}$ आयनों पर निर्भर करते हैं।

(A) लवण $MX_2$ का वियोजन इस प्रकार दर्शाया जाता है: $MX_2 \rightleftharpoons M^{2+} + 2X^-$.
मान लीजिए कि प्रारंभिक सांद्रता $1$ मोल है।
साम्यावस्था पर,मोल की संख्या: $M^{2+} = \alpha$,$X^- = 2\alpha$,और $MX_2 = 1 - \alpha$ है,जहाँ $\alpha$ वियोजन की मात्रा है।
साम्यावस्था पर कणों की कुल संख्या $(1 - \alpha) + \alpha + 2\alpha = 1 + 2\alpha$ है।
वांट हॉफ गुणांक $i$,साम्यावस्था पर कणों की कुल संख्या और प्रारंभिक कणों की संख्या का अनुपात है: $i = \frac{1 + 2\alpha}{1}$.
दिया गया है $i = 2$,इसलिए $1 + 2\alpha = 2$.
$\alpha$ के लिए हल करने पर: $2\alpha = 1$,जिससे $\alpha = 0.50$ प्राप्त होता है।

(A) एनोड पर: $^-OOC-CH_2-CH_2-COO^- \rightarrow CH_2=CH_2 + 2CO_2 + 2e^-$. $2 \ F$ विद्युत के लिए,$3 \ mol$ गैस ($1 \ mol \ C_2H_4$ और $2 \ mol \ CO_2$) उत्पन्न होती है।
कैथोड पर: $2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^-$. $2 \ F$ विद्युत के लिए,$1 \ mol \ H_2$ गैस उत्पन्न होती है।
$2 \ F$ के लिए गैस के कुल मोल = $3 + 1 = 4 \ mol$.
$0.2 \ F$ के लिए गैस के कुल मोल = $(4/2) \times 0.2 = 0.4 \ mol$.
$STP$ पर कुल आयतन = $0.4 \times 22.4 = 8.96 \ L$.

(C) निनहाइड्रिन का उपयोग अक्सर $\alpha$-अमीनो एसिड और प्रोटीन और पेप्टाइड्स पर मुक्त अमीनो और कार्बोक्सिलिक एसिड समूहों का पता लगाने के लिए किया जाता है।
जब $0.1\%$ निनहाइड्रिन घोल के लगभग $0.5 \ mL$ को कुछ $mL$ तनु अमीनो एसिड या प्रोटीन घोल के साथ एक या दो मिनट के लिए उबाला जाता है,तो नीला रंग विकसित होता है।
निनहाइड्रिन प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से अमीनो एसिड को एल्डिहाइड,अमोनिया और $CO_2$ में विघटित करता है; शुद्ध परिणाम निनहाइड्रिन का आंशिक रूप से अपचयित रूप,हाइड्रिंडेंटिन है।
निनहाइड्रिन तब अमोनिया और हाइड्रिंडेंटिन के साथ संघनित होकर एक तीव्र नीला या बैंगनी रंगद्रव्य उत्पन्न करता है,जिसे कभी-कभी रूहेमन का बैंगनी (Ruhemann's purple) कहा जाता है।

(A) पेंटाएरिथ्रिटोल आमतौर पर एसीटैल्डिहाइड की अतिरिक्त फॉर्मेल्डिहाइड के साथ क्षार-उत्प्रेरित अभिक्रिया द्वारा निर्मित होता है।
सबसे पहले,तीन मोल फॉर्मेल्डिहाइड एक मोल एसीटैल्डिहाइड के साथ एल्डोल संघनन अभिक्रिया करके पेंटाएरिथ्रोज़ बनाते हैं: $CH_3CHO + 3HCHO \to C(CH_2OH)_3CHO$.
इसके बाद,मध्यवर्ती उत्पाद और फॉर्मेल्डिहाइड के एक और मोल के बीच क्रॉस-कैनिज़ारो अभिक्रिया होती है,जिससे पेंटाएरिथ्रिटोल और सोडियम फॉर्मेट प्राप्त होता है: $C(CH_2OH)_3CHO + HCHO + NaOH \to C(CH_2OH)_4 + HCOONa$.
इस प्रकार,इस प्रक्रिया में तीन एल्डोल संघनन और एक कैनिज़ारो अभिक्रिया शामिल है।

(A) एंटीबायोटिक्स को या तो जीवाणुनाशक ($bactericidal$ - बैक्टीरिया को मारने वाला) या जीवाणुस्थैतिक ($bacteriostatic$ - बैक्टीरिया की वृद्धि को रोकने वाला) के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
$Ofloxacin$ एक जीवाणुनाशक एंटीबायोटिक है।
$Tetracycline$,$Chloramphenicol$ और $Erythromycin$ जीवाणुस्थैतिक एंटीबायोटिक्स के उदाहरण हैं।

(A) $S_6$ अणु में कुर्सी के आकार (chair-form) का षट्कोणीय वलय होता है,जिसमें $S_8$ के समान ही बंध लंबाई होती है,लेकिन बंध कोण थोड़े छोटे होते हैं। अतः,$S_8$ (मुकुट आकार,$\approx 107^{\circ}$) और $S_6$ (कुर्सी आकार,$\approx 102^{\circ}$) में बंध कोण भिन्न होते हैं। इसलिए,कथन $A$ गलत है।

(C) तांबे के निष्कर्षण में,$FeO$ एक क्षारीय अशुद्धि (gangue) के रूप में उपस्थित होता है।
इस अशुद्धि को दूर करने के लिए $SiO_2$ को अम्लीय फ्लक्स के रूप में मिलाया जाता है।
वे अभिक्रिया करके गलनीय धातुमल (slag),$FeSiO_3$ बनाते हैं।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $\mathop {FeO}\limits_{\text{क्षारीय अशुद्धि}} + \mathop {SiO_2}\limits_{\text{अम्लीय फ्लक्स}}$ $\longrightarrow \mathop {FeSiO_3}\limits_{\text{धातुमल}}$

(D) दर स्थिरांक $(k)$ एक दिए गए तापमान पर अभिक्रिया का एक विशिष्ट गुण है।
यह अभिकारकों की सांद्रता पर निर्भर नहीं करता है।
इसलिए,$B$ की सांद्रता बदलने से अभिक्रिया की दर बदल जाएगी,लेकिन दर स्थिरांक $(k)$ अपरिवर्तित रहेगा।

(B) समूह $15$ के तत्वों में स्थिर अर्ध-पूर्ण $ns^2 np^3$ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होता है।
इस अतिरिक्त स्थिरता के कारण,संबंधित आवर्तों में समूह $16$ के तत्वों की तुलना में उन्हें इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
इसलिए,समूह $16$ के तत्वों के आयनन एन्थैल्पी मान समूह $15$ के तत्वों की तुलना में कम होते हैं।

(A) होमोलेप्टिक संकुल वह उपसहसंयोजन यौगिक है जिसमें धातु परमाणु या आयन केवल एक ही प्रकार के लिगेंड से बंधा होता है।
संकुल $[Co(NH_3)_6]Cl_3$ में,केंद्रीय धातु आयन $Co^{3+}$ छह $NH_3$ लिगेंड से बंधा है,जो सभी एक ही प्रकार के हैं।
इसलिए,$[Co(NH_3)_6]Cl_3$ एक होमोलेप्टिक संकुल है।

(C) लोहे का संक्षारण एक विद्युत रासायनिक प्रक्रिया है जिसके लिए ऑक्सीजन और नमी दोनों की आवश्यकता होती है।
इसे लोहे की सतह पर एक अभेद्य अवरोध (जैसे पेंट या गैल्वनीकरण) बनाकर रोका या कम किया जा सकता है ताकि हवा और नमी के साथ संपर्क न हो।
विकल्प $A$ गलत है क्योंकि कैथोडिक सुरक्षा के लिए लोहे को कम अपचयन विभव वाली धातु (जैसे $Zn$) के संपर्क में रखा जाना चाहिए।
विकल्प $B$ गलत है क्योंकि लोहा ऑक्सीजन मुक्त पानी में महत्वपूर्ण रूप से संक्षारित नहीं होता है।
विकल्प $D$ गलत है क्योंकि खारा पानी एक इलेक्ट्रोलाइट के रूप में कार्य करता है,जो चालकता और विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाता है,न कि इसलिए कि लोहे का विभव बदल जाता है।