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

(C) यह अभिक्रिया एक क्षार की उपस्थिति में एडेनिन का $CH_3I$ के साथ एल्काइलेशन है।
क्षार $N-9$ स्थिति पर स्थित नाइट्रोजन परमाणु से प्रोटॉन को हटा देता है,जो एडेनिन अणु में सबसे अधिक अम्लीय स्थान है।
यह डीप्रोटोनेटेड नाइट्रोजन फिर एक न्यूक्लियोफाइल के रूप में कार्य करता है और $S_N2$ तंत्र के माध्यम से $CH_3I$ के मिथाइल समूह पर आक्रमण करता है,जिसके परिणामस्वरूप मुख्य उत्पाद के रूप में $9-methyladenine$ बनता है।

(B) इस परिपथ में इनपुट पर $NOT$ गेट के रूप में कार्य करने वाले दो $NOR$ गेट हैं,जिसके बाद एक $NOR$ गेट लगा है।
$1$. इनपुट $A$ और $B$ ऐसे $NOR$ गेट से गुजरते हैं जिनके दोनों इनपुट एक साथ जुड़े हुए हैं,जो $NOT$ गेट की तरह कार्य करते हैं। अतः,इन गेटों के आउटपुट क्रमशः $\bar{A}$ और $\bar{B}$ हैं।
$2$. इन आउटपुट $\bar{A}$ और $\bar{B}$ को अंतिम $NOR$ गेट में भेजा जाता है।
$3$. अंतिम $NOR$ गेट का आउटपुट $Y$ इस प्रकार है:
$Y = \overline{\bar{A} + \bar{B}}$
$4$. डी मॉर्गन प्रमेय का उपयोग करने पर,$\overline{\bar{A} + \bar{B}} = \overline{\bar{A}} \cdot \overline{\bar{B}}$।
$5$. चूंकि $\overline{\bar{A}} = A$ और $\overline{\bar{B}} = B$,हमें प्राप्त होता है:
$Y = A \cdot B$
यह $AND$ गेट के लिए बूलियन व्यंजक है।

(B) इस परिपथ में दो $NOT$ गेट (जो एक $NAND$ गेट के दोनों इनपुट को एक साथ जोड़कर बनाए गए हैं) और उसके बाद एक $OR$ गेट शामिल है।
इनपुट $A$ एक $NOT$ गेट से गुजरता है,जिससे $\overline{A}$ प्राप्त होता है।
इनपुट $B$ एक $NOT$ गेट से गुजरता है,जिससे $\overline{B}$ प्राप्त होता है।
इन आउटपुट $\overline{A}$ और $\overline{B}$ को फिर एक $OR$ गेट में भेजा जाता है।
अंतिम आउटपुट $Y$ इस प्रकार है:
$Y = \overline{A} + \overline{B}$
डी मॉर्गन के प्रमेय का उपयोग करते हुए,$\overline{A} + \overline{B} = \overline{A \cdot B}$।
यह एक $NAND$ गेट के लिए बूलियन व्यंजक है।

(C) $(i)$ दूसरे आवर्त के $p$-ब्लॉक तत्वों की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी तीसरे आवर्त के तत्वों की तुलना में कम होती है,क्योंकि उनका आकार छोटा होता है। इसलिए,$F$ और $Cl$ में $Cl$ अधिक ऊर्जा मुक्त करता है।
$(ii)$ समूह में ऊपर से नीचे जाने पर परमाणु का आकार बढ़ने के कारण इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी कम हो जाती है। इसलिए,$S$ और $Se$ में $S$ तथा $Li$ और $Na$ में $Li$ अधिक ऊर्जा मुक्त करते हैं।
अतः,सही उत्तर $Cl, S$ और $Li$ है।

(A) $N_2 + O_2 \xrightarrow{2000 \; K} 2 NO$ (रेडॉक्स अभिक्रिया)
इस अभिक्रिया के दौरान,नाइट्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ से बढ़कर $+2$ हो जाती है (ऑक्सीकरण) और ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ से घटकर $-2$ हो जाती है (अपचयन)। अतः,यह एक रेडॉक्स अभिक्रिया है।
$3 O_2 \xrightarrow{hv} 2 O_3$ (गैर-रेडॉक्स अभिक्रिया)
$H_2SO_4 + 2 NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2 H_2O$ (उदासीनीकरण अभिक्रिया,गैर-रेडॉक्स)
$[Co(H_2O)_6]Cl_3 + 3 AgNO_3 \rightarrow 3 AgCl \downarrow + [Co(H_2O)_6](NO_3)_3$ (अवक्षेपण अभिक्रिया,गैर-रेडॉक्स)

(A) आणविक कक्षक सिद्धांत $(MOT)$ के अनुसार:
$CN^{-}$ में कुल इलेक्ट्रॉनों की संख्या $6 + 7 + 1 = 14$ है।
इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है: $\sigma_{1s}^{2}, \sigma_{1s}^{*2}, \sigma_{2s}^{2}, \sigma_{2s}^{*2}, \pi_{2p_{x}}^{2} = \pi_{2p_{y}}^{2}, \sigma_{2p_{z}}^{2}$।
आबंध कोटि $= \frac{1}{2}(N_b - N_a) = \frac{1}{2}(10 - 4) = 3$।
चूंकि सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित हैं,इसलिए $CN^{-}$ प्रतिचुंबकीय है।

(B) सिलिका जेल कॉलम क्रोमैटोग्राफी में,स्थिर प्रावस्था ध्रुवीय (polar) होती है।
यौगिक अपनी ध्रुवीयता के आधार पर अलग होते हैं; सबसे कम ध्रुवीय यौगिक पहले बाहर आता है और सबसे अधिक ध्रुवीय यौगिक अंत में बाहर आता है।
दिए गए यौगिकों की ध्रुवीयता उनके द्विध्रुव आघूर्ण (dipole moment) और हाइड्रोजन बंधन क्षमता पर निर्भर करती है:
$1.$ एसीटोफेनोन $(Ph-CO-CH_3)$: द्विध्रुव आघूर्ण $\approx 3.05 \ D$।
$2.$ बेंज़ानिलाइड $(Ph-NH-CO-Ph)$: द्विध्रुव आघूर्ण $\approx 2.71 \ D$।
$3.$ एनिलिन $(Ph-NH_2)$: द्विध्रुव आघूर्ण $\approx 1.59 \ D$ (सिलिका जेल के साथ मजबूत हाइड्रोजन बंधन बनाता है)।
अतः,इल्यूशन का क्रम $(C)$ (एसीटोफेनोन),उसके बाद $(A)$ (बेंज़ानिलाइड) और अंत में $(B)$ (एनिलिन) है।

(B) आइए प्रत्येक अभिक्रिया का विश्लेषण करें:
$(a)$ निर्जल $AlCl_3$ की उपस्थिति में बेंजीन + क्लोरोबेंजीन फ्रीडल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन या एरिलेशन नहीं करते हैं क्योंकि क्लोरोबेंजीन में $C-Cl$ बंध अनुनाद (resonance) के कारण बहुत मजबूत होता है,जिससे यह इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन के प्रति अक्रिय हो जाता है।
$(b)$ बेंजीन निर्जल $AlCl_3$ की उपस्थिति में अंधेरे में अतिरिक्त $Cl_2$ के साथ अभिक्रिया करके इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन के माध्यम से हेक्साक्लोरोबेंजीन बनाता है।
$(c)$ निर्जल $AlCl_3$ की उपस्थिति में बेंजीन + विनाइल क्लोराइड $(CH_2=CH-Cl)$ अभिक्रिया नहीं करते हैं क्योंकि विनाइल क्लोराइड में $C-Cl$ बंध में अनुनाद के कारण आंशिक द्वि-बंध गुण होता है।
$(d)$ निर्जल $AlCl_3$ की उपस्थिति में बेंजीन + एलिल क्लोराइड $(CH_2=CH-CH_2Cl)$ फ्रीडल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन के माध्यम से एलिलबेंजीन $(C_6H_5-CH_2-CH=CH_2)$ बनाता है।
अतः,अभिक्रियाएं $(b)$ और $(d)$ सही हैं।

(D) मैक्सवेल-बोल्ट्ज़मैन वितरण वक्र अणुओं की संख्या और उनकी गति के बीच संबंध को दर्शाता है।
सबसे संभावित गति $(V_{mp})$ वक्र के शिखर के अनुरूप होती है।
औसत गति $(V_{av})$ सबसे संभावित गति से थोड़ी अधिक होती है।
रूट मीन स्क्वायर गति $(V_{rms})$ तीनों में सबसे अधिक होती है।
संबंध इस प्रकार है: $V_{mp} = \sqrt{\frac{2RT}{M}} < V_{av} = \sqrt{\frac{8RT}{\pi M}} < V_{rms} = \sqrt{\frac{3RT}{M}}$.
ग्राफ को देखने पर,$A$ शिखर पर है,$B$ बीच में है,और $C$ सबसे अधिक गति की स्थिति पर है।
इसलिए,$A = V_{mp}$,$B = V_{av}$,और $C = V_{rms}$.

(C) $H_{2}O_{2}$ का अपघटन: $2H_{2}O_{2} \rightarrow 2H_{2}O + O_{2}$ है। यह सही है।
$(b)$ इन लवणों का तापीय अपघटन भी डाइऑक्सीजन देता है:
$2KClO_{3} \xrightarrow{\Delta} 2KCl + 3O_{2}$
$2Pb(NO_{3})_{2} \xrightarrow{\Delta} 2PbO + 4NO_{2} + O_{2}$
$2NaNO_{3} \xrightarrow{\Delta} 2NaNO_{2} + O_{2}$। यह सही है।
$(c)$ औद्योगिक प्रक्रिया में,$2$-एथिलएन्थ्राक्विनोल का वायु द्वारा ऑक्सीकरण करके $H_{2}O_{2}$ और $2$-एथिलएन्थ्राक्विनोन प्राप्त किया जाता है,जिसे पुनर्चक्रित किया जाता है। यह सही है।
$(d)$ $H_{2}O_{2}$ का उपयोग बोरेक्स और सोडियम हाइड्रॉक्साइड से सोडियम परबोरेट के संश्लेषण में किया जाता है। यह सही है।
अतः,सभी कथन $(a)$,$(b)$,$(c)$ और $(d)$ सही हैं।

(A) एल्कोक्साइड आयन की स्थिरता ऑक्सीजन परमाणु पर ऋणात्मक आवेश के फैलाव द्वारा निर्धारित की जाती है।
$(A)$ $CH_3CH(NO_2)O^-$: ऋणात्मक आवेश $-NO_2$ समूह के $-I$ प्रभाव द्वारा स्थिर होता है।
$(B)$ $CH_2=C(NO_2)O^-$: ऋणात्मक आवेश द्वि-आबंध और $-NO_2$ समूह के साथ संयुग्मन (conjugation) में है,जो $-I$ प्रभाव के साथ-साथ अनुनाद (resonance) स्थिरता भी प्रदान करता है।
$(C)$ $O_2N-CH=CH-O^-$: ऋणात्मक आवेश द्वि-आबंध और $-NO_2$ समूह के साथ विस्तारित संयुग्मन में है। यह $(B)$ की तुलना में ऋणात्मक आवेश के अधिक प्रभावी विस्थानीकरण (delocalization) की अनुमति देता है,जिससे यह सबसे अधिक स्थिर हो जाता है।
अतः,स्थिरता का क्रम $(C) > (B) > (A)$ है।

(C) रासायनिक अभिक्रिया: $NH_{2}CONH_{2} + 2NaOH \rightarrow Na_{2}CO_{3} + 2NH_{3}$.
$1 \ mole$ यूरिया $2 \ moles$ $NH_{3}$ उत्पन्न करता है।
यूरिया का आणविक द्रव्यमान $= 60 \ g/mol$.
यूरिया के मोल $= \frac{0.6}{60} = 0.01 \ mol$.
उत्पन्न $NH_{3}$ के मोल $= 2 \times 0.01 = 0.02 \ mol$.
उदासीनीकरण के लिए,आवश्यक $HCl$ के मोल $= 0.02 \ mol$.
विकल्प $C$: $100 \ mL$ का $0.2 \ N \ HCl = 0.1 \ L \times 0.2 \ N = 0.02 \ \text{equivalents} = 0.02 \ \text{moles}$.

(D) साम्यावस्था पर प्रतिगामी अभिक्रिया की दर $(r_b)$,अग्र अभिक्रिया की दर $(r_f)$ के बराबर होती है।
साम्यावस्था स्थिरांक व्यंजक $K_{eq} = \frac{k_f}{k_b} = \frac{[N_2] [H_2O]^2}{[H_2]^2 [NO]^2}$ है।
दिया गया अग्र दर नियम: $r_f = k_f [NO]^2 [H_2]$।
साम्यावस्था पर,$r_f = r_b$,इसलिए $r_b = k_f [NO]^2 [H_2]$।
साम्यावस्था व्यंजक से,हम $k_f [NO]^2 = \frac{k_b [N_2] [H_2O]^2}{[H_2]^2}$ लिख सकते हैं।
इसे अग्र दर व्यंजक में प्रतिस्थापित करने पर: $r_b = \left( \frac{k_b [N_2] [H_2O]^2}{[H_2]^2} \right) [H_2] = \frac{k_b [N_2] [H_2O]^2}{[H_2]}$।

(D) $1$. $500 \; mL$ घोल में मिली-इक्विवेलेंट $(meq)$ की गणना करें:
$HCl$ के $meq = 250 \; mL \times 0.1 \; M = 25 \; meq$.
$CH_3COOH$ के $meq = \frac{3 \; g}{60 \; g/mol} = 0.05 \; mol = 50 \; meq$.
$2$. $20 \; mL$ घोल में $meq$ की गणना करें:
$HCl$ के $meq = \frac{25 \; meq}{500 \; mL} \times 20 \; mL = 1 \; meq$.
$CH_3COOH$ के $meq = \frac{50 \; meq}{500 \; mL} \times 20 \; mL = 2 \; meq$.
$3$. मिलाए गए $NaOH$ के $meq$ की गणना करें:
$NaOH$ के $meq = 5 \; M \times 0.5 \; mL = 2.5 \; meq$.
$4$. अभिक्रिया:
$HCl$ पहले अभिक्रिया करेगा: $1 \; meq$ $NaOH$,$1 \; meq$ $HCl$ को उदासीन करेगा।
शेष $NaOH = 2.5 - 1 = 1.5 \; meq$.
यह $1.5 \; meq$ $NaOH$,$CH_3COOH$ के साथ अभिक्रिया करेगा:
$CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$.
शेष $CH_3COOH = 2 - 1.5 = 0.5 \; meq$.
निर्मित $CH_3COONa = 1.5 \; meq$.
$5$. हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण का उपयोग करके $pH$ की गणना करें:
$pH = pK_a + \log \frac{[Salt]}{[Acid]} = 4.75 + \log \frac{1.5}{0.5} = 4.75 + \log 3 = 4.75 + 0.4771 = 5.2271 \approx 5.23$.

(D) इथेन की संभवन अभिक्रिया: $2 C(graphite) + 3 H_{2(g)} \longrightarrow C_{2}H_{6(g)}$.
दहन ऊष्मा से संभवन ऊष्मा का सूत्र: $\Delta_{f} H^{\circ} = \sum \Delta H_{comb}(reactants) - \sum \Delta H_{comb}(products)$.
$\Delta_{f} H^{\circ} = [2 \times \Delta H_{comb}(C) + 3 \times \Delta H_{comb}(H_{2})] - [\Delta H_{comb}(C_{2}H_{6})]$.
दिए गए मानों को रखने पर: $\Delta_{f} H^{\circ} = [2 \times (-393.5) + 3 \times (-286)] - [-1560]$.
$\Delta_{f} H^{\circ} = [-787 - 858] + 1560$.
$\Delta_{f} H^{\circ} = -1645 + 1560 = -85 \; kJ/mol$.

(C) $1$. $m-$क्लोरोबेंजोइक एसिड एक मजबूत एसिड है और $NaHCO_3$ के साथ प्रतिक्रिया करके पानी में घुलनशील नमक बनाता है,जिसे अंश $A$ में निष्कर्षित किया जाता है।
$2$. $m-$क्लोरोफिनोल $m-$क्लोरोबेंजोइक एसिड की तुलना में कमजोर एसिड है लेकिन पानी से मजबूत है; यह $NaHCO_3$ के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है लेकिन $NaOH$ के साथ प्रतिक्रिया करके पानी में घुलनशील नमक बनाता है,जिसे अंश $B$ में निष्कर्षित किया जाता है।
$3$. $m-$क्लोरोएनिलीन एक बेस है और यह $NaHCO_3$ या $NaOH$ के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। यह कार्बनिक परत में रहता है,जो अंश $C$ है।
इसलिए,अंश $A$ में $m-$क्लोरोबेंजोइक एसिड,अंश $B$ में $m-$क्लोरोफिनोल और अंश $C$ में $m-$क्लोरोएनिलीन होता है।

(C) $Dalton$ के परमाणु सिद्धांत के अनुसार,पदार्थ अविभाज्य परमाणुओं से बना होता है,रासायनिक अभिक्रियाओं में परमाणुओं का पुनर्गठन शामिल होता है,और परमाणु न तो उत्पन्न होते हैं और न ही नष्ट होते हैं।
गैसों के आयतन के सरल अनुपात के बारे में कथन $Gay-Lussac$ का गैसीय आयतन का नियम है,जो $Dalton$ के परमाणु सिद्धांत का हिस्सा नहीं था।

(A) $CH_{4}$ चार समान $C-H$ बंधों वाला एक सममित चतुष्फलकीय (symmetrical tetrahedral) अणु है,इसलिए इसका शुद्ध द्विध्रुव आघूर्ण $\mu_{net} = 0$ है।
$CCl_{4}$ भी चार समान $C-Cl$ बंधों वाला एक सममित चतुष्फलकीय अणु है,इसलिए इसका शुद्ध द्विध्रुव आघूर्ण $\mu_{net} = 0$ है।
$CHCl_{3}$ एक असममित अणु है जहाँ $C-Cl$ बंधों और $C-H$ बंध का द्विध्रुव आघूर्ण एक-दूसरे को निरस्त नहीं करता है,जिसके परिणामस्वरूप एक गैर-शून्य शुद्ध द्विध्रुव आघूर्ण $(\mu_{net} \neq 0)$ प्राप्त होता है।
अतः,द्विध्रुव आघूर्ण का सही क्रम $CH_{4} = CCl_{4} < CHCl_{3}$ है।

(D) जिओलाइट प्रक्रिया केवल धनायनों ($Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$) के आदान-प्रदान तक सीमित है।
$2 NaZ_{(s)} + M^{2+}_{(aq)} \rightarrow MZ_{2(s)} + 2 Na^{+}_{(aq)}$
(जहाँ $M = Ca, Mg$)
इसके विपरीत,सिंथेटिक रेजिन विधि अधिक कुशल है क्योंकि यह धनायन विनिमय रेजिन ($Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ को हटाने के लिए) और ऋणायन विनिमय रेजिन ($Cl^{-}$,$HCO_{3}^{-}$,$SO_{4}^{2-}$ आदि को हटाने के लिए) दोनों का उपयोग करती है,जिसके परिणामस्वरूप विखनिजीकृत जल प्राप्त होता है।
$I$. धनायन विनिमय: $2 RNa_{(s)} + M^{2+}_{(aq)} \rightarrow R_{2}M_{(s)} + 2 Na^{+}_{(aq)}$
$II$. ऋणायन विनिमय: $RNH_{3}^{+}OH^{-}_{(s)} + X^{-}_{(aq)} \rightarrow RNH_{3}^{+}X^{-}_{(s)} + OH^{-}_{(aq)}$
(जहाँ $X = Cl^{-}, HCO_{3}^{-}, SO_{4}^{2-}$)

(D) आंतर-आयनिक/आंतर-आणविक बलों की शक्ति इसमें शामिल आवेशों के परिमाण के सीधे समानुपाती होती है।
$1$. $Ion-ion$ अंतःक्रियाओं में पूर्ण आयनिक आवेश शामिल होते हैं,जो सबसे मजबूत होते हैं।
$2$. $Ion-dipole$ अंतःक्रियाओं में एक पूर्ण आयनिक आवेश और एक आंशिक द्विध्रुवीय आवेश होता है।
$3$. $Dipole-dipole$ अंतःक्रियाओं में केवल आंशिक आवेश होते हैं,जो इन तीनों में सबसे कमजोर होते हैं।
अतः,शक्ति का घटता क्रम $Ion-ion > Ion-dipole > Dipole-dipole$ है।
इसलिए,विकल्प $D$ सही है।

(A) जैसे-जैसे हम समूह में $Cl$ से $I$ की ओर नीचे जाते हैं,इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी कम ऋणात्मक होती जाती है।
हालाँकि,$F$ का आकार छोटा होने और अंतर-इलेक्ट्रॉनिक प्रतिकर्षण के कारण इसकी इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी $Cl$ से कम ऋणात्मक होती है।
$F, Cl, Br,$ और $I$ के लिए सही मान क्रमशः $-333, -349, -325,$ और $-296 \ kJ/mol$ हैं।

(B) किसी दिए गए मुख्य क्वांटम संख्या $n$ के लिए,कक्षकों की कुल संख्या $n^{2}$ द्वारा दी जाती है।
$n=5$ के लिए,कक्षकों की कुल संख्या $5^{2} = 25$ है।
प्रत्येक कक्षक विपरीत चक्रण ($m_s = +\frac{1}{2}$ और $m_s = -\frac{1}{2}$) वाले अधिकतम दो इलेक्ट्रॉनों को धारण कर सकता है।
इसलिए,$m_s = +\frac{1}{2}$ से संबंधित कक्षकों की संख्या कुल कक्षकों की संख्या के बराबर है,जो कि $25$ है।

(D) $[Ni(CO)_4]$ संकुल में,$d \pi - p \pi$ बैक-बॉन्डिंग के कारण $Ni-C$ आबंध लंबाई में कमी और $C-O$ आबंध लंबाई में वृद्धि होती है।
इस घटना,इसके चुंबकीय गुणों और धातु-लिगेंड आबंध की प्रकृति को $Molecular \ Orbital \ Theory$ $(MOT)$ द्वारा सबसे अच्छी तरह समझाया जा सकता है।

(C) पोटेशियम $(K)$ आवर्त सारणी के समूह $1$ की एक क्षार धातु है।
यह अपने संयुक्त यौगिकों में हमेशा $+1$ ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करती है।
$K_2O$ (पोटेशियम ऑक्साइड) में $K$ का ऑक्सीकरण अंक $+1$ है।
$K_2O_2$ (पोटेशियम पेरोक्साइड) में $K$ का ऑक्सीकरण अंक $+1$ है।
$KO_2$ (पोटेशियम सुपरऑक्साइड) में $K$ का ऑक्सीकरण अंक $+1$ है।
अतः,तीनों यौगिकों में पोटेशियम की ऑक्सीकरण संख्या $+1$ है।

(B) अभिक्रिया $A_{(\ell)} \longrightarrow 2 B_{(g)}$ है।
दिया गया है: $\Delta U = 2.1 \; kcal \; mol^{-1}$,$\Delta S = 20 \; cal \; K^{-1} \; mol^{-1} = 0.02 \; kcal \; K^{-1} \; mol^{-1}$,$T = 300 \; K$,$R = 2 \; cal \; K^{-1} \; mol^{-1} = 0.002 \; kcal \; K^{-1} \; mol^{-1}$.
गैसीय मोलों में परिवर्तन,$\Delta n_g = 2 - 0 = 2$.
संबंध $\Delta H = \Delta U + \Delta n_g RT$ का उपयोग करने पर:
$\Delta H = 2.1 + (2 \times 0.002 \times 300) = 2.1 + 1.2 = 3.3 \; kcal \; mol^{-1}$.
अब,गिब्स मुक्त ऊर्जा समीकरण $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$ का उपयोग करने पर:
$\Delta G = 3.3 - (300 \times 0.02) = 3.3 - 6.0 = -2.7 \; kcal \; mol^{-1}$.

(D) $1$. $NaOH$ विलयन $A$ की मोलरता: $NaOH$ का आणविक द्रव्यमान $= 40 \; g/mol$. $NaOH$ के मोल $= 4 \; g / 40 \; g/mol = 0.1 \; mol$. मोलरता $= 0.1 \; mol / 100 \; L = 10^{-3} \; M$.
$2$. $H_{2}SO_{4}$ विलयन $B$ की मोलरता: $H_{2}SO_{4}$ का आणविक द्रव्यमान $= 98 \; g/mol$. $H_{2}SO_{4}$ के मोल $= 9.8 \; g / 98 \; g/mol = 0.1 \; mol$. मोलरता $= 0.1 \; mol / 100 \; L = 10^{-3} \; M$.
$3$. $40 \; L$ $A$ और $10 \; L$ $B$ को मिलाने पर: $OH^{-}$ के मोल $= 40 \; L \times 10^{-3} \; M = 0.04 \; mol$. $H^{+}$ के मोल $= 10 \; L \times 10^{-3} \; M \times 2 = 0.02 \; mol$.
$4$. $OH^{-}$ के शुद्ध मोल $= 0.04 - 0.02 = 0.02 \; mol$.
$5$. कुल आयतन $= 40 \; L + 10 \; L = 50 \; L$.
$6$. अंतिम $[OH^{-}] = 0.02 \; mol / 50 \; L = 4 \times 10^{-4} \; M$.
$7$. $pOH = -\log(4 \times 10^{-4}) = 4 - 0.602 = 3.398 \approx 3.4$.
$8$. $pH = 14 - 3.4 = 10.6$.

(A) सबसे पहले,$A(2,1,0), B(4,1,1)$ और $C(5,0,1)$ से गुजरने वाले समतल $P$ का समीकरण ज्ञात करें।
समतल में सदिश $\vec{AB} = (2,0,1)$ और $\vec{AC} = (3,-1,1)$ हैं।
अभिलंब सदिश $\vec{n} = \vec{AB} \times \vec{AC} = (1, 1, -2)$ है।
समतल का समीकरण $1(x-2) + 1(y-1) - 2(z-0) = 0$ अर्थात $x + y - 2z - 3 = 0$ है।
मान लीजिए $R(2,1,6)$ बिंदु है और $I(x,y,z)$ समतल में इसका प्रतिबिंब है। रेखा $RI$ का समीकरण $\frac{x-2}{1} = \frac{y-1}{1} = \frac{z-6}{-2} = k$ है।
रेखा पर कोई भी बिंदु $(k+2, k+1, -2k+6)$ के रूप में है।
लंबपाद $F$ रेखा $RI$ का मध्यबिंदु है,जहाँ $k$ का मान ऐसा है कि $F$ समतल पर स्थित है। प्रतिबिंब $I$ के लिए $k$ का मान $2k$ लेने पर,$I = (2k+2, 2k+1, -4k+6)$ प्राप्त होता है।
$F(k+2, k+1, -2k+6)$ को समतल के समीकरण में रखने पर: $(k+2) + (k+1) - 2(-2k+6) - 3 = 0$.
$6k - 12 = 0 \Rightarrow k = 2$.
अतः,प्रतिबिंब $I = (2(2)+2, 2(2)+1, -4(2)+6) = (6, 5, -2)$ है।

(A) $1$. हाइड्रोकार्बन $X$ दो हाइड्रोजन अणुओं को अवशोषित करता है,जो दर्शाता है कि इसमें असंतृप्ति की दो मात्राएँ हैं।
$2$. $X$ का ओजोनोलिसिस $(O_3/Zn/H_2O)$ उत्पाद $A$ देता है,जो टॉलेन अभिकर्मक $([Ag(NH_3)_2]^{+})$ के साथ ऑक्सीकरण पर $3$-ऑक्सो-हेक्सेन डाइकार्बोक्सिलिक एसिड $(B)$ देता है।
$3$. $3$-ऑक्सो-हेक्सेन डाइकार्बोक्सिलिक एसिड की संरचना $HOOC-CH_2-C(=O)-CH_2-CH_2-COOH$ है।
$4$. यह इंगित करता है कि $A$ को संबंधित डायलडिहाइड होना चाहिए: $OHC-CH_2-C(=O)-CH_2-CH_2-CHO$।
$5$. ओजोनोलिसिस उत्पाद से पीछे की ओर जाने पर,$X$ की संरचना $3$-मेथिलीनसाइक्लोहेक्सिन है।
$6$. इसलिए,$X$ के लिए सही संरचना विकल्प $A$ में दिखाई गई है।

(B) परमाणु त्रिज्या आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर घटती है और समूह में ऊपर से नीचे जाने पर बढ़ती है।
दिए गए तत्वों के लिए:
$1.$ दूसरे आवर्त में,परमाणु त्रिज्या का क्रम $C > O > F$ है।
$2.$ हैलोजन समूह में,क्रम $F < Cl < Br$ है।
इन प्रवृत्तियों को मिलाने पर,परमाणु त्रिज्या का क्रम $F < O < C < Cl < Br$ प्राप्त होता है।
अतः,बढ़ता हुआ क्रम $c < b < a < d < e$ है।

(A) जेल्डाल विधि उन यौगिकों के लिए लागू नहीं होती है जिनमें नाइट्रोजन नाइट्रो समूह $(-NO_2)$,एज़ो समूह $(-N=N-)$ में होता है या वलय (ring) में उपस्थित होता है,क्योंकि ये यौगिक सांद्र $H_2SO_4$ के साथ पाचन के दौरान अमोनियम सल्फेट $( (NH_4)_2SO_4 )$ में मात्रात्मक रूप से परिवर्तित नहीं होते हैं।
$C_6H_5NO_2$ (नाइट्रोबेंजीन) में नाइट्रोजन नाइट्रो समूह में होता है,जो जेल्डाल विधि की सामान्य परिस्थितियों में अमोनिया में परिवर्तित नहीं होता है।

(D) चरण $1$: $CH_3-C(CH(CH_3)_2)=CH-CH_2CH_3$ का हाइड्रोबोरेशन-ऑक्सीकरण एंटी-मार्कोवनिकोव नियम के अनुसार पानी के योग से अल्कोहल $[A]$,$CH_3-CH(CH(CH_3)_2)-CH(OH)-CH_2CH_3$ बनाता है।
चरण $2$: $dil. H_2SO_4/\Delta$ का उपयोग करके $[A]$ का अम्ल-उत्प्रेरित निर्जलीकरण एक कार्बोनियम आयन मध्यवर्ती के माध्यम से होता है।
चरण $3$: द्वितीयक कार्बोनियम आयन अधिक स्थिर तृतीयक कार्बोनियम आयन बनाने के लिए $1,2-H^-$ शिफ्ट से गुजरता है।
चरण $4$: सबसे स्थिर कार्बोनियम आयन से प्रोटॉन $(H^+)$ का निष्कासन सबसे अधिक प्रतिस्थापित एल्कीन (सैटजेफ उत्पाद) की ओर ले जाता है।
अंतिम मुख्य उत्पाद $[B]$ $CH_3-C(CH_3)=C(CH_3)-CH_2CH_3$ है।

(A) $3Mg (A) + N_{2} \xrightarrow{\Delta} Mg_{3}N_{2} (B)$
$Mg_{3}N_{2} + 6H_{2}O \rightarrow 3Mg(OH)_{2} + 2NH_{3} \text{ (रंगहीन गैस)}$
$CuSO_{4} + 4NH_{3} \rightarrow [Cu(NH_{3})_{4}]SO_{4} \text{ (गहरा नीला विलयन)}$
अतः,$(A)$ $Mg$ है और $(B)$ $Mg_{3}N_{2}$ है।

(B) पानी का वियोजन इस प्रकार दर्शाया जाता है: $H_{2}O(\ell) \rightleftharpoons H_{(aq)}^{+} + OH_{(aq)}^{-}$.
पानी का आयनीकरण एक ऊष्माशोषी प्रक्रिया है,जिसका अर्थ है $\Delta H > 0$.
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,तापमान बढ़ाने पर साम्यावस्था अग्र दिशा में स्थानांतरित हो जाती है,जिससे $H^{+}$ और $OH^{-}$ दोनों आयनों की सांद्रता बढ़ जाती है।
चूंकि $pH = -\log[H^{+}]$ होता है,इसलिए $[H^{+}]$ में वृद्धि होने से $pH$ कम हो जाता है।
अतः,अभिकथन असत्य है क्योंकि तापमान बढ़ने पर पानी का $pH$ घटता है,और कारण भी असत्य है क्योंकि पानी का वियोजन ऊष्माशोषी है,ऊष्माक्षेपी नहीं।

(C) कार्बन-हैलोजन बंधों की बंध लंबाई हैलोजन परमाणु का आकार बढ़ने के साथ बढ़ती है।
बंध लंबाई का क्रम इस प्रकार है: $C-F < C-Cl < C-Br < C-I$।
चूंकि बंध ऊर्जा बंध लंबाई के व्युत्क्रमानुपाती होती है,इसलिए जैसे-जैसे बंध लंबाई बढ़ती है,बंध ऊर्जा घटती जाती है।
अतः,बंध ऊर्जा का घटता क्रम है: $C-F > C-Cl > C-Br > C-I$।

(D) $n^{th}$ बोहर कक्षा की त्रिज्या का सूत्र $r_{n} = \frac{n^{2} \times a_{0}}{Z}$ है।
$Li^{2+}$ की $2^{nd}$ बोहर कक्षा के लिए:
$n = 2$
$Z = 3$ (लिथियम की परमाणु संख्या)
इन मानों को सूत्र में रखने पर:
$r_{2} = \frac{2^{2} \times a_{0}}{3} = \frac{4 a_{0}}{3}$.

(C) यह अभिक्रिया $2$-मिथाइलसाइक्लोप्रोप-$2$-ईन-$1$-ओन अणु के कार्बोनिल ऑक्सीजन के $H_3O^+$ द्वारा प्रोटोनीकरण को दर्शाती है।
प्रोटोनीकरण पर,ऑक्सीजन परमाणु पर धनात्मक आवेश आ जाता है,जो द्वि-बंध से पाई-इलेक्ट्रॉनों के वलय में विस्थानीकरण को सुगम बनाता है।
यह प्रक्रिया एक साइक्लोप्रोपेनाइल धनायन मध्यवर्ती बनाती है,जो $2 \pi$-इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण एरोमैटिक है (ह्यूकेल का नियम,$4n+2$ जहाँ $n=0$)।
अतः,प्रोटोनीकृत रूप मुख्य स्थिर उत्पाद है क्योंकि यह एरोमैटिकता प्राप्त कर लेता है।

(B) हाइड्रोजन के तीन समस्थानिक हैं:
$1$. प्रोटियम $(_{1}^{1}H)$: न्यूट्रॉन की संख्या $(x) = 1 - 1 = 0$
$2$. ड्यूटेरियम $(_{1}^{2}H)$: न्यूट्रॉन की संख्या $(y) = 2 - 1 = 1$
$3$. ट्रिटियम $(_{1}^{3}H)$: न्यूट्रॉन की संख्या $(z) = 3 - 1 = 2$
न्यूट्रॉन का योग $(x + y + z) = 0 + 1 + 2 = 3$ है।

(D) आदर्श गैस के लिए,आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन का सूत्र: $\Delta U = n C_{V} \Delta T$
दिए गए मान हैं:
$n = 4 \; mol$
$\Delta T = T_{2} - T_{1} = 500 \; K - 300 \; K = 200 \; K$
$\Delta U = 5000 \; J$
समीकरण में मान रखने पर:
$5000 = 4 \times C_{V} \times 200$
$5000 = 800 \times C_{V}$
$C_{V} = \frac{5000}{800} = 6.25 \; J \; mol^{-1} \; K^{-1}$

(C) सबसे पहले,रासायनिक समीकरण को संतुलित करें: $2NaClO_{3(s)} + Fe_{(s)} \rightarrow 3O_{2(g)} + 2NaCl_{(s)} + FeO_{(s)}$
आदर्श गैस समीकरण $PV = nRT$ का उपयोग करके आवश्यक $O_{2}$ के मोल की गणना करें:
$n(O_{2}) = \frac{PV}{RT} = \frac{1 \times 492}{0.082 \times 300} = 20 \ mol$
संतुलित समीकरण के अनुसार,$2 \ mol \ NaClO_{3}$ से $3 \ mol \ O_{2}$ उत्पन्न होता है।
इसलिए,आवश्यक $NaClO_{3}$ के मोल $= \frac{2}{3} \times 20 = 13.33 \ mol$
$NaClO_{3}$ का आणविक द्रव्यमान $= 106.5 \ g/mol$
$NaClO_{3}$ का द्रव्यमान $= 13.33 \times 106.5 = 1420 \ g$
नोट: दिए गए विकल्प संतुलित समीकरण के अनुसार गणना से मेल नहीं खाते हैं। प्रश्न में दिए गए समाधान तर्क के अनुसार उत्तर $2130 \ g$ है।

(A) एथाइन $(C_2H_2)$ है।
लाल गर्म $Cu$ ट्यूब पर एथाइन का चक्रीय ट्राइमेराइजेशन करने पर $B$ प्राप्त होता है,जो बेंजीन $(C_6H_6)$ है।
निर्जल $AlCl_3$ की उपस्थिति में बेंजीन का $CH_3Cl$ के साथ फ्रिडेल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन करने पर $C$ प्राप्त होता है,जो टोल्यूनि $(C_6H_5CH_3)$ है।
टोल्यूनि में,बेंजीन रिंग समतलीय (planar) होती है। मिथाइल समूह का कार्बन परमाणु $sp^3$ संकरित होता है,जिसका अर्थ है कि मिथाइल समूह के तीन हाइड्रोजन परमाणु बेंजीन रिंग के समान तल में नहीं होते हैं।
हालाँकि,मिथाइल समूह का एक हाइड्रोजन परमाणु बेंजीन रिंग के तल में घूम सकता है।
इस प्रकार,एक ही तल में स्थित परमाणु हैं: रिंग के $6$ कार्बन,रिंग के $5$ हाइड्रोजन,मिथाइल समूह का $1$ कार्बन और मिथाइल समूह का $1$ हाइड्रोजन।
एक तल में कुल परमाणु = $6 + 5 + 1 + 1 = 13$।

(A) इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार हैं:
$Na = [Ne] 3s^{1}$
$Mg = [Ne] 3s^{2}$
$Al = [Ne] 3s^{2} 3p^{1}$
$Si = [Ne] 3s^{2} 3p^{2}$
आवर्त में सामान्यतः आयनन ऊर्जा बढ़ती है,लेकिन $Mg$ में $3s$ कक्षक पूर्णतः भरे होने के कारण इसकी आयनन ऊर्जा $Al$ से अधिक होती है।
मान हैं:
$Na = 496 \ kJ/mol$
$Mg = 737 \ kJ/mol$
$Al = 577 \ kJ/mol$
$Si = 786 \ kJ/mol$
अतः,सही क्रम $496, 737, 577, 786$ है।

(C) ग्राफ से,जब $[X] = 1 \times 10^{-3} \ M$ है,तो संगत $[Y] = 2 \times 10^{-3} \ M$ है।
चूंकि $Y$ की सांद्रता $X$ की तुलना में दोगुनी है,इसलिए लवण की स्टॉइकियोमेट्री $XY_{2}$ है।
वियोजन साम्यावस्था: $XY_{2(s)} \rightleftharpoons X_{(aq)}^{2+} + 2Y_{(aq)}^{-}$.
विलेयता गुणनफल $K_{sp} = [X^{2+}][Y^{-}]^{2}$.
मान रखने पर: $K_{sp} = (1 \times 10^{-3}) \times (2 \times 10^{-3})^{2}$.
$K_{sp} = (10^{-3}) \times (4 \times 10^{-6}) = 4 \times 10^{-9} \ M^{3}$.

(C) पेरोक्सोडाइसल्फेट आयन $(S_{2}O_{8}^{2-})$ में,$8$ $S-O$ बंध होते हैं ($S=O$ और $S-O$ एकल बंध सहित)।
विषमलंबाक्ष सल्फर $(S_{8})$ में,सल्फर परमाणु एक वलय संरचना बनाते हैं जहाँ प्रत्येक सल्फर परमाणु दो अन्य सल्फर परमाणुओं से जुड़ा होता है,जिसके परिणामस्वरूप कुल $8$ $S-S$ बंध होते हैं।
अतः,$S_{2}O_{8}^{2-}$ में $S-O$ बंधों की संख्या $8$ है और विषमलंबाक्ष सल्फर में $S-S$ बंधों की संख्या $8$ है।

(D) ग्रीनहाउस गैसें वे होती हैं जो वायुमंडल में गर्मी को रोकती हैं।
$CO_2$ (कार्बन डाइऑक्साइड),$H_2O$ (जल वाष्प),$CFCs$ (क्लोरोफ्लोरोकार्बन),और $O_3$ (ओजोन) ग्रीनहाउस गैसें हैं।
$O_2$ (ऑक्सीजन) ग्रीनहाउस प्रभाव में योगदान नहीं देती है।
अतः,सही गैसें $(a), (b), (c),$ और $(e)$ हैं।

(A) इस अभिक्रिया में एक मुक्त मूलक मध्यवर्ती $[A]$ का निर्माण होता है,जिसके बाद यह उत्पाद $B$ बनाने के लिए एक एल्कीन के साथ जुड़ता है।
$1$. पहले चरण में,पेरोक्साइड और गर्मी के साथ $2$-मिथाइल ब्यूटेन नाइट्राइल की अभिक्रिया तृतीयक कार्बन से हाइड्रोजन परमाणु के निष्कर्षण की ओर ले जाती है,जिससे सबसे स्थिर तृतीयक मुक्त मूलक $(CH_3)_2CH-\dot{C}(CN)CH_3$ बनता है।
$2$. दूसरे चरण में,मूलक $[A]$ टर्मिनल एल्कीन $CH_3CH_2CH_2CH=CH_2$ (पेंट-$1$-ईन) के साथ जुड़ता है।
$3$. अंतिम उत्पाद $B$ की संरचना $CH_3CH_2CH_2CH_2-C(CH_3)_2-CN$ है।

(B) बामर श्रेणी के लिए,$n_{1}=2$ और $n_{2}=3, 4, 5, \dots, \infty$ है।
$(I)$ जैसे-जैसे तरंगदैर्ध्य $\lambda$ घटती है,तरंग संख्या $\bar{v}$ बढ़ती है,और रेखाएं श्रेणी सीमा की ओर अभिसरित होती हैं,इसलिए यह सही है।
$(II)$ बामर श्रेणी की परिभाषा के अनुसार,$n_{1}=2$ है,इसलिए यह सही है।
$(III)$ तरंगदैर्ध्य $\lambda$ तब सबसे लंबी होती है जब ऊर्जा अंतर $\Delta E$ न्यूनतम होता है,जो $n_{2}=3$ से $n_{1}=2$ के संक्रमण के लिए होता है। अतः,यह सही है।
$(IV)$ आयनन ऊर्जा $n=1$ से $n=\infty$ तक के संक्रमण के अनुरूप होती है। हालांकि बामर श्रेणी की रेखाएं $R_{H}$ प्रदान करती हैं,लेकिन आयनन ऊर्जा की गणना विशेष रूप से रिडबर्ग स्थिरांक $R_{H}$ और मूल अवस्था ऊर्जा का उपयोग करके की जाती है,न कि केवल बामर रेखाओं की तरंग संख्या से। इसलिए,यह कथन गलत है।
अतः,कथन $(I)$,$(II)$,और $(III)$ सही हैं।

(C) यह अभिक्रिया $dil. \ H_2SO_4$ की उपस्थिति में द्वि-आबंध के अम्ल-उत्प्रेरित जलयोजन (acid-catalyzed hydration) को दर्शाती है।
इसमें एक अंतः-आणविक चक्रीयकरण (intramolecular cyclization) अभिक्रिया होती है।
द्वि-आबंध के प्रोटोनीकरण से एक कार्बोकेशन बनता है,जो फिर दूसरे द्वि-आबंध द्वारा अंतः-आणविक न्यूक्लियोफिलिक हमले के माध्यम से छह-सदस्यीय वलय बनाता है।
अंत में,पानी के योग और उसके बाद प्रोटॉन के निष्कासन से मुख्य उत्पाद के रूप में $\alpha$-टर्पिनियोल प्राप्त होता है।
$\alpha$-टर्पिनियोल की संरचना विकल्प $C$ में दी गई है।

(D) जिप्सम $CaSO_4 \cdot 2 H_2 O$ है।
जब इसे $393 \; K$ पर गर्म किया जाता है,तो यह अपने क्रिस्टलीकरण के पानी का तीन-चौथाई हिस्सा खो देता है और प्लास्टर ऑफ पेरिस बनाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $CaSO_4 \cdot 2 H_2 O \xrightarrow{393 \; K} CaSO_4 \cdot 0.5 H_2 O + 1.5 H_2 O$।
अतः,प्राप्त उत्पाद $CaSO_4 \cdot 0.5 H_2 O$ है।

(NONE) उत्क्रमणीय प्रक्रिया में गैस द्वारा किया गया कार्य $P-V$ वक्र के अंतर्गत क्षेत्रफल के बराबर होता है।
पथ $ABC$ के लिए,क्षेत्रफल एक आयत और एक त्रिभुज का योग है।
आयत का क्षेत्रफल ($V=2$ से $V=8$,$P=8$): $(8-2) \times 8 = 48$.
त्रिभुज का क्षेत्रफल ($V=8$ से $V=12$,$P=8$ से $0$): $\frac{1}{2} \times (12-8) \times 8 = 16$.
कुल क्षेत्रफल $= 48 + 16 = 64 \; Joule$.

(D) कथन $(a)$ गलत है: $Co(III)$ एक $d^6$ आयन है। प्रबल क्षेत्र लिगेंड के साथ,$\Delta_0 > P$ होता है,जिससे लो-स्पिन विन्यास $t_{2g}^6 e_g^0$ प्राप्त होता है,जो प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) है (चुंबकीय आघूर्ण = $0$)।
कथन $(b)$ सही है: जब $\Delta_0 < P$ (दुर्बल क्षेत्र) होता है,तो संकुल हाई-स्पिन होता है और $d^6$ विन्यास $t_{2g}^4 e_g^2$ होता है।
कथन $(c)$ सही है: $en$,$F^-$ की तुलना में एक प्रबल लिगेंड है,इसलिए $[Co(en)_3]^{3+}$ के लिए $\Delta_0$ का मान $[CoF_6]^{3-}$ से अधिक होता है। चूंकि $E = hc/\lambda$,उच्च ऊर्जा अवशोषण का अर्थ कम तरंगदैर्ध्य है।
कथन $(d)$ गलत है: चतुष्फलकीय और अष्टफलकीय विभाजन के बीच संबंध $\Delta_t = \frac{4}{9} \Delta_0$ है। $\Delta_0 = 18,000 \ cm^{-1}$ दिए जाने पर,$\Delta_t = \frac{4}{9} \times 18,000 = 8,000 \ cm^{-1}$ होता है,न कि $16,000 \ cm^{-1}$।
अतः,कथन $(a)$ और $(d)$ गलत हैं।

(A) $sp^{3}$ संकरण वाले $MA_{2}B_{2}$ संकुल के लिए,ज्यामिति चतुष्फलकीय होती है। $MA_{2}B_{2}$ प्रकार के चतुष्फलकीय संकुलों में सममिति का तल होता है,जो उन्हें प्रकाशिक रूप से अक्रिय बनाता है।
प्रकाशिक समावयवी $= 0$.
$dsp^{2}$ संकरण वाले $MA_{2}B_{2}$ संकुल के लिए,ज्यामिति वर्ग समतलीय होती है। वर्ग समतलीय संकुल समतलीय होते हैं और इनमें सममिति का तल (आणविक तल स्वयं) होता है,जो उन्हें प्रकाशिक रूप से अक्रिय बनाता है।
प्रकाशिक समावयवी $= 0$.
अतः,दोनों स्थितियों के लिए प्रकाशिक समावयवियों की संख्या $0$ और $0$ है।

(A) गर्म और सांद्र $NaOH$ के साथ अभिक्रिया के लिए:
$6 NaOH + 3 Cl_{2} \rightarrow NaClO_{3} + 5 NaCl + 3 H_{2}O$
यहाँ,$(A)$ $NaClO_{3}$ (सोडियम क्लोरेट) है।
शुष्क $Ca(OH)_{2}$ के साथ अभिक्रिया के लिए:
$2 Ca(OH)_{2} + 2 Cl_{2} \rightarrow Ca(OCl)_{2} + CaCl_{2} + 2 H_{2}O$
यहाँ,$(B)$ $Ca(OCl)_{2}$ (कैल्शियम हाइपोक्लोराइट) है।
अतः,उत्पाद $(A)$ और $(B)$ क्रमशः $NaClO_{3}$ और $Ca(OCl)_{2}$ हैं।

(B) ग्लूकोनिक एसिड का निर्माण ब्रोमीन जल $(Br_2/H_2O)$ का उपयोग करके $D$-ग्लूकोज के हल्के ऑक्सीकरण द्वारा होता है।
यह प्रक्रिया केवल एल्डिहाइड समूह $(-CHO)$ को कार्बोक्सिलिक एसिड समूह $(-COOH)$ में ऑक्सीकृत करती है,जबकि प्राथमिक अल्कोहल समूह $(-CH_2OH)$ अप्रभावित रहता है।
इसलिए,यह ग्लूकोज का आंशिक ऑक्सीकरण उत्पाद है।
विकल्प $A$ गलत है क्योंकि ग्लूकोनिक एसिड हेमीएसिटल के बजाय लैक्टोन (चक्रीय एस्टर) बनाता है।
विकल्प $C$ गलत है क्योंकि $HNO_3$ के साथ ऑक्सीकरण से सैकेरिक एसिड (डाइकार्बोक्सिलिक एसिड) प्राप्त होता है।
विकल्प $D$ गलत है क्योंकि ग्लूकोनिक एसिड एक मोनोकार्बोक्सिलिक एसिड है।

(A) कोहलरॉश के नियम के अनुसार,अनंत तनुता पर मोलर चालकता व्यक्तिगत आयनों के योगदान का योग होती है।
विकल्प $A$ के लिए: $(\Lambda_{m}^{0})_{NaBr} - (\Lambda_{m}^{0})_{NaI} = \lambda_{Br^-} - \lambda_{I^-}$ जबकि दाईं ओर $(\Lambda_{m}^{0})_{KBr} - (\Lambda_{m}^{0})_{NaBr} = \lambda_{K^+} - \lambda_{Na^+}$ प्राप्त होता है।
अतः,यह समीकरण गलत है।

(A) $1$. प्रारंभिक पदार्थ $p$-टोलुइडिन ($4$-मिथाइलएनिलिन) है।
$2$. एसिटिक एनहाइड्राइड $(Ac_2O)$ के साथ अभिक्रिया अमीनो समूह का एसिटिलेशन करके $N$-($4$-मिथाइलफेनिल)एसिटामाइड (यौगिक $A$) बनाती है।
$3$. एसिटामिडो समूह $(-NHCOCH_3)$ एक ऑर्थो/पैरा निर्देशक समूह है। चूंकि पैरा स्थिति पहले से ही मिथाइल समूह द्वारा अधिकृत है,इसलिए एसिटिक एसिड $(AcOH)$ में $Br_2$ के साथ इलेक्ट्रोफिलिक ब्रोमिनेशन एसिटामिडो समूह के सापेक्ष ऑर्थो स्थिति पर होता है।
$4$. मुख्य उत्पाद $B$,$N$-($2$-ब्रोमो$-4-$मिथाइलफेनिल)एसिटामाइड है।

(C) शुद्ध विलायक का वाष्प दाब अवाष्पशील विलेय वाले विलयन की तुलना में अधिक होता है।
सील बंद पात्र में,साम्यावस्था स्थापित करने के लिए शुद्ध विलायक के बीकर से विलायक के अणु वाष्पित होते हैं।
चूंकि विलयन का वाष्प दाब कम होता है,इसलिए साम्यावस्था वाष्प दाब को बनाए रखने के लिए विलायक की वाष्प विलयन वाले बीकर में संघनित हो जाती है।
परिणामस्वरूप,शुद्ध विलायक का आयतन घट जाता है जबकि विलयन का आयतन बढ़ जाता है।

(C) न्यूक्लियोफाइल $Z^{-}$ विलोपन के लिए एक क्षार के रूप में या प्रतिस्थापन के लिए एक न्यूक्लियोफाइल के रूप में कार्य कर सकता है।
$CH_{3}CH_{2}O^{-}$ $(A)$ एक छोटा और कम त्रिविम बाधा (steric hindrance) वाला न्यूक्लियोफाइल/क्षार है,जबकि $(CH_{3})_{3}CO^{-}$ $(B)$ एक बड़ा और अधिक त्रिविम बाधा वाला समूह है।
चूंकि $(CH_{3})_{3}CO^{-}$ $(B)$ बड़ा है,यह प्रतिस्थापन $(S_N2)$ के लिए कार्बन परमाणु पर आक्रमण करते समय महत्वपूर्ण त्रिविम बाधा का अनुभव करता है,जिससे $k_s(B) < k_s(A)$ होता है।
हालाँकि,$(CH_{3})_{3}CO^{-}$ $(B)$ एक मजबूत क्षार है और विलोपन के लिए आसानी से प्रोटॉन को हटा सकता है,जिससे $k_e(B) > k_e(A)$ होता है।
चूंकि $\mu = \frac{k_s}{k_e}$,और $k_s(B) < k_s(A)$ जबकि $k_e(B) > k_e(A)$,इसलिए $\mu_{A} = \frac{k_s(A)}{k_e(A)}$ का मान $\mu_{B} = \frac{k_s(B)}{k_e(B)}$ से अधिक होगा।
अतः,$\mu_{A} > \mu_{B}$ और $k_e(B) > k_e(A)$ सही है।

(B) $Liquation$ (द्रवीकरण) विधि का उपयोग उन धातुओं के शोधन के लिए किया जाता है जिनका गलनांक उनमें मौजूद अशुद्धियों की तुलना में कम होता है। इस प्रक्रिया में,अशुद्ध धातु को एक ढलान वाली सतह पर रखकर गर्म किया जाता है। धातु पिघलकर नीचे बह जाती है,जबकि अशुद्धियाँ पीछे रह जाती हैं।

(B) गर्म करने पर $HBr$ के साथ दिए गए चक्रीय ईथर की अभिक्रिया $C-O$ बंध को तोड़ती है। $H^+$ ऑक्सीजन को प्रोटोनेट करता है,और $Br^-$ कम बाधित कार्बन पर आक्रमण करता है,जिससे वलय (ring) खुल जाती है और $A$ ($2$-($3$-ब्रोमोप्रोपाइल)फिनोल) बनता है।
जब $A$ को ईथर में $Na$ के साथ उपचारित किया जाता है,तो फेनोलिक $-OH$ समूह का डीप्रोटोनेशन होकर फेनॉक्साइड आयन बनता है। यह न्यूक्लियोफिलिक फेनॉक्साइड आयन फिर अंतःआणविक $S_N2$ अभिक्रिया के माध्यम से चक्रीकरण (cyclization) करके $1-$टेट्रालोल ($5$,$6$,$7$,$8$-टेट्राहाइड्रोनैफ्थलीन$-1-$ओल) बनाता है।

(C) अभिक्रियाएँ इस प्रकार हैं:
$4 NaCl + K_{2}Cr_{2}O_{7} + 6 H_{2}SO_{4} \rightarrow 2 CrO_{2}Cl_{2} (A) + 4 NaHSO_{4} + 2 KHSO_{4} + 3 H_{2}O$
$CrO_{2}Cl_{2} (A) + 4 NaOH \rightarrow Na_{2}CrO_{4} (B) + 2 NaCl + 2 H_{2}O$
$Na_{2}CrO_{4} (B) + 2 H_{2}SO_{4} + 2 H_{2}O_{2} \rightarrow CrO_{5} (C) + 2 NaHSO_{4} + 3 H_{2}O$
यौगिकों की पहचान:
$(A) = CrO_{2}Cl_{2}$,परमाणुओं की संख्या $= 1 + 2 + 2 = 5$
$(B) = Na_{2}CrO_{4}$,परमाणुओं की संख्या $= 2 + 1 + 4 = 7$
$(C) = CrO_{5}$,परमाणुओं की संख्या $= 1 + 5 = 6$
कुल परमाणुओं का योग $= 5 + 7 + 6 = 18$.

(A) फ्लोकुलेशन मान स्कंदन आयन (coagulating ion) पर निर्भर करता है। ऋणात्मक आवेशित आर्सेनिक सल्फाइड सोल के लिए,स्कंदन आयन $H^+$ है।
$1 \; mol$ $H_{2}SO_{4}$ से $2 \; mol$ $H^+$ आयन प्राप्त होते हैं,जबकि $1 \; mol$ $HCl$ से $1 \; mol$ $H^+$ आयन प्राप्त होते हैं।
इसलिए,$H_{2}SO_{4}$ का फ्लोकुलेशन मान $HCl$ का आधा यानी $15 \; mmol \; L^{-1}$ होगा।
$250 \; mL$ $(0.25 \; L)$ सोल के लिए,आवश्यक $H_{2}SO_{4}$ की मात्रा $15 \; mmol/L \times 0.25 \; L = 3.75 \; mmol$ है।
$H_{2}SO_{4}$ का द्रव्यमान = $\text{मोल} \times \text{मोलर द्रव्यमान} = 3.75 \times 10^{-3} \; mol \times 98 \; g/mol = 0.3675 \; g$.
दो दशमलव स्थानों तक पूर्णांकित करने पर,हमें $0.37 \; g$ प्राप्त होता है।

(C) Aspartame एक डाइपेप्टाइड मिथाइल एस्टर है। इसकी संरचना में निम्नलिखित कार्बन होते हैं:
$1$. एक कार्बोक्सिलिक एसिड समूह कार्बन $(C=O)$: $1$ $sp^2$ कार्बन।
$2$. एक एमाइड समूह कार्बन $(C=O)$: $1$ $sp^2$ कार्बन।
$3$. एक एस्टर समूह कार्बन $(C=O)$: $1$ $sp^2$ कार्बन।
$4$. एक फेनिल रिंग $(C_6H_5)$: $6$ $sp^2$ कार्बन।
$sp^2$ संकरित कार्बनों की कुल संख्या = $1 + 1 + 1 + 6 = 9$।

(B) $1$-मिथाइल एथिलीन ऑक्साइड की $HBr$ की अधिकता के साथ अभिक्रिया इस प्रकार होती है:
$1$. इपोक्साइड रिंग का ऑक्सीजन परमाणु $H^+$ द्वारा प्रोटोनेटेड होकर एक चक्रीय ऑक्सोनियम आयन बनाता है।
$2$. ब्रोमाइड आयन $(Br^-)$ इपोक्साइड रिंग के अधिक प्रतिस्थापित कार्बन परमाणु पर आक्रमण करता है।
$3$. इससे रिंग खुल जाती है और ब्रोमोहाइड्रिन मध्यवर्ती $(CH_3-CH(OH)-CH_2Br)$ बनता है।
$4$. चूंकि $HBr$ अधिकता में है,इसलिए हाइड्रॉक्सिल समूह $(-OH)$ फिर से प्रोटोनेटेड होता है और दूसरे ब्रोमाइड आयन $(Br^-)$ द्वारा प्रतिस्थापित हो जाता है,जिसके परिणामस्वरूप एक विसिनल डाइब्रोमाइड बनता है।
$5$. अंतिम उत्पाद $1,2$-डाइब्रोमोप्रोपेन है,जो $CH_3-CH(Br)-CH_2Br$ है।

(C) अभिक्रिया इस प्रकार आगे बढ़ती है:
$1$. $NaBH_4$ एल्डिहाइड समूह $(-CHO)$ को प्राथमिक अल्कोहल $(-CH_2OH)$ में अपचयित करता है,बिना ट्रिपल बॉन्ड को प्रभावित किए। उत्पाद $hex-3-yn-1-ol$ है।
$2$. $PBr_3$ प्राथमिक अल्कोहल को अल्काइल ब्रोमाइड में परिवर्तित करता है: $CH_3-CH_2-C \equiv C-CH_2-CH_2-Br$.
$3$. $Mg / ether$ ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक बनाता है: $CH_3-CH_2-C \equiv C-CH_2-CH_2-MgBr$.
$4$. ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $CO_2$ के साथ अभिक्रिया करता है और उसके बाद अम्लीय वर्कअप $(H_3O^+)$ द्वारा एक अतिरिक्त कार्बन परमाणु के साथ कार्बोक्सिलिक अम्ल बनाता है।
$5$. अंतिम उत्पाद $hept-4-ynoic$ अम्ल है,जो $CH_3-CH_2-C \equiv C-CH_2-CH_2-COOH$ संरचना के अनुरूप है।

(C) एमाइन की क्षारीय शक्ति उनके $pK_b$ मानों के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
$(B)$ एक बाइसाइक्लिक गुआनिडिन व्युत्पन्न है,जो अपने संयुग्मी अम्ल के अनुनाद स्थिरीकरण के कारण एक बहुत मजबूत क्षार है।
$(A)$ फॉर्मैमिडिन है,जो अनुनाद द्वारा स्थिर होता है लेकिन बाइसाइक्लिक गुआनिडिन की तुलना में कम क्षारीय है।
$(C)$ डाइमिथाइलएमाइन है,जो एक द्वितीयक एलिफैटिक एमाइन है,जो अनुनाद-स्थिर गुआनिडिन व्युत्पन्न की तुलना में कमजोर क्षार है।
अतः,क्षारीय शक्ति का क्रम $(B) > (A) > (C)$ है।
चूंकि $pK_b$ क्षारीय शक्ति के व्युत्क्रमानुपाती होता है,इसलिए $pK_b$ का बढ़ता क्रम $(B) < (A) < (C)$ होगा।

(C) $Ag$ $(144 \text{ pm})$ और $Au$ $(144 \text{ pm})$ की परमाणु त्रिज्या लगभग समान है।
यह घटना लैंथेनाइड संकुचन के कारण होती है, जहाँ $4f$ इलेक्ट्रॉनों के दुर्बल परिरक्षण प्रभाव के कारण प्रभावी नाभिकीय आवेश में वृद्धि होती है, जो $4d$ से $5d$ श्रेणी में नीचे जाने पर परमाणु आकार में होने वाली अपेक्षित वृद्धि को संतुलित कर देती है।

(A) मानक गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $(\Delta G^{\circ})$ और मानक इलेक्ट्रोड विभव $(E^{\circ})$ के बीच संबंध $\Delta G^{\circ} = -nFE^{\circ}$ है।
अभिक्रिया $Cu^{2+} + 2e^{-} \longrightarrow Cu$ के लिए,$\Delta G^{\circ}_{1} = -2F(0.34) = -0.68F$.
अभिक्रिया $Cu^{+} + e^{-} \longrightarrow Cu$ के लिए,$\Delta G^{\circ}_{2} = -1F(0.522) = -0.522F$.
हमें $Cu^{2+} + e^{-} \longrightarrow Cu^{+}$ अभिक्रिया के लिए $E^{\circ}$ ज्ञात करना है।
यह अभिक्रिया पहली अभिक्रिया में से दूसरी अभिक्रिया को घटाकर प्राप्त की जा सकती है: $(Cu^{2+} + 2e^{-}$ $\longrightarrow Cu) - (Cu^{+} + e^{-}$ $\longrightarrow Cu) \implies Cu^{2+} + e^{-}$ $\longrightarrow Cu^{+}$.
अतः,$\Delta G^{\circ}_{3} = \Delta G^{\circ}_{1} - \Delta G^{\circ}_{2} = -0.68F - (-0.522F) = -0.158F$.
चूंकि $\Delta G^{\circ}_{3} = -nFE^{\circ}_{3}$ जहाँ $n=1$,इसलिए $-0.158F = -1F(E^{\circ}_{3})$.
इस प्रकार,$E^{\circ}_{3} = 0.158 \ V$.

(A) सेटज़ेफ नियम के अनुसार,विलोपन अभिक्रियाओं में,अधिक प्रतिस्थापित एल्कीन (जिसमें द्वि-आबंधित कार्बन से अधिक एल्काइल समूह जुड़े होते हैं) मुख्य उत्पाद होता है।
$(a)$ $(CH_3)_3CCH(OH)CH_3$ $\xrightarrow{H^+} (CH_3)_3CCH^+(CH_3)$ $\xrightarrow{1,2-methyl shift} (CH_3)_2C^+(CH_2CH_3)CH_3$ $\xrightarrow{-H^+} (CH_3)_2C=C(CH_3)_2$. यह एक अत्यधिक प्रतिस्थापित एल्कीन है,जो सेटज़ेफ उत्पाद है।
$(b)$ $(CH_3)_2CHCH(Br)CH_3 \xrightarrow{alc. KOH} (CH_3)_2C=CHCH_3$. यह अधिक प्रतिस्थापित एल्कीन है,जो सेटज़ेफ उत्पाद है।
$(c)$ $(CH_3)_2CHCH(Br)CH_3 \xrightarrow{(CH_3)_3CO^-K^+} (CH_3)_2CHCH=CH_2$. भारी क्षार $(CH_3)_3CO^-$ कम बाधित प्रोटॉन को हटाता है,जिससे कम प्रतिस्थापित एल्कीन बनता है,जो हॉफमैन उत्पाद है।
$(d)$ $(CH_3)_2C(OH)CH_2CHO \xrightarrow{\Delta} (CH_3)_2C=CHCHO$. यह अधिक प्रतिस्थापित एल्कीन है (कार्बोनिल समूह के साथ संयुग्मित),जो सेटज़ेफ उत्पाद है।
अतः,केवल अभिक्रिया $(c)$ मुख्य उत्पाद के रूप में सेटज़ेफ उत्पाद नहीं देती है।

(B) रॉट आयरन व्यावसायिक लोहे का सबसे शुद्ध रूप है,जिसमें लगभग $99.5 \%$ से $99.9 \%$ लोहा होता है। इसे हेमेटाइट $(Fe_2O_3)$ से अस्तर वाली रिवरबरेटरी भट्टी में अशुद्धियों को ऑक्सीकृत करके कास्ट आयरन से तैयार किया जाता है।

(C) प्रेक्षित कुल वाष्प दाब $(600 \; mm \; Hg)$ दोनों शुद्ध घटकों के वाष्प दाब ($512 \; mm \; Hg$ और $344 \; mm \; Hg$) से अधिक है।
यह इंगित करता है कि विलयन राउल्ट के नियम से धनात्मक विचलन प्रदर्शित करता है।
धनात्मक विचलन दिखाने वाले विलयनों के लिए:
$1$. $\Delta_{sol} H > 0$ (ऊष्माशोषी प्रक्रिया,ऊष्मा अवशोषित होती है)।
$2$. $\Delta_{sol} V > 0$ (आयतन बढ़ता है,इसलिए अंतिम आयतन $> 200 \; mL$ होता है)।
$3$. विलेय-विलायक अन्योन्यक्रियाएं,विलेय-विलेय और विलायक-विलायक अन्योन्यक्रियाओं की तुलना में कमजोर होती हैं।
$4$. राउल्ट के नियम का पालन नहीं होता है।
अतः,यह कथन कि आयतन $< 200 \; mL$ है,असत्य है।

(A) $(i)$ राइबोफ्लेविन $\longrightarrow$ $(c)$ कीलोसिस
$(ii)$ थायमिन $\longrightarrow$ $(a)$ बेरीबेरी
$(iii)$ पाइरिडोक्सिन $\longrightarrow$ $(d)$ आक्षेप
$(iv)$ एस्कॉर्बिक एसिड $\longrightarrow$ $(b)$ स्कर्वी

(A) दर्शाई गई अभिक्रिया एक क्षार $(OH^-)$ की उपस्थिति में $N,N$-डाइमिथाइलएनिलीन और डायज़ोटाइज़्ड सल्फानिलिक एसिड के बीच एक युग्मन (coupling) अभिक्रिया है।
यह अभिक्रिया $4$-डाइमिथाइलअमीनोएज़ोबेंजीन-$4'$-सल्फोनिक एसिड सोडियम लवण बनाती है,जिसे सामान्यतः $Methyl \ orange$ के रूप में जाना जाता है।
$Methyl \ orange$ अनुमापन में उपयोग किया जाने वाला एक प्रसिद्ध अम्ल-क्षार सूचक है,जो विलयन के $pH$ के आधार पर रंग बदलता है (अम्लीय माध्यम में लाल और क्षारीय माध्यम में पीला)।

(D) $1$. लिगेंड्स की पहचान करें: $NH_3$ एमीन है,$Cl^-$ क्लोरिडो है,और $NH_2CH_3$ मेथेनेमीन है।
$2$. लिगेंड्स को वर्णानुक्रम में व्यवस्थित करें: एमीन,क्लोरिडो,मेथेनेमीन।
$3$. $Pt$ की ऑक्सीकरण अवस्था निर्धारित करें: मान लीजिए $Pt$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है। संकुल $[Pt(NH_3)_2 Cl(NH_2CH_3)] Cl$ है। कुल आवेश $0$ है। अतः,$x + 2(0) + (-1) + 0 + (-1) = 0$,जिससे $x = +2$ प्राप्त होता है।
$4$. संकुल का नामकरण: लिगेंड्स को वर्णानुक्रम में डायएमीन,क्लोरिडो और मेथेनेमीन के रूप में लिखा जाता है। धातु प्लेटिनम है जिसके बाद उसकी ऑक्सीकरण अवस्था रोमन अंकों $(II)$ में लिखी जाती है,और काउंटर आयन क्लोराइड है।
$5$. सही $IUPAC$ नाम Diamminechlorido(methanamine)platinum $(II)$ chloride है।

(C) सभी परमाणु क्षय प्रथम कोटि की बलगतिकी का पालन करते हैं।
$t = \frac{1}{k} \ln \frac{[A_0]}{[A]}$
दिया गया है $t_{1/2} = 6.93 \; \text{वर्ष}$,इसलिए $k = \frac{0.693}{t_{1/2}} = \frac{0.693}{6.93} = 0.1 \; \text{वर्ष}^{-1}$।
इसे $90 \%$ कम करने के लिए,शेष मात्रा $[A] = 10 \% \text{ of } [A_0] = 0.1 [A_0]$ होगी।
$t = \frac{2.303}{k} \log_{10} \frac{[A_0]}{0.1 [A_0]} = \frac{2.303}{0.1} \log_{10} (10) = 23.03 \times 1 = 23.03 \; \text{वर्ष}$।

(A) एक कायरल कार्बन वह कार्बन परमाणु है जो चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा होता है।
क्लोरामफेनिकॉल की संरचना को देखने पर,हम तारा $(*)$ चिह्न से चिह्नित कायरल केंद्रों की पहचान कर सकते हैं।
इस संरचना में दो कायरल कार्बन परमाणु हैं:
$1$. हाइड्रॉक्सिल $(-OH)$ समूह और बेंजीन रिंग से जुड़ा कार्बन परमाणु।
$2$. अमीनो $(-NH-)$ समूह और हाइड्रॉक्सीमिथाइल $(-CH_2OH)$ समूह से जुड़ा कार्बन परमाणु।
अतः,क्लोरामफेनिकॉल में कायरल कार्बन की कुल संख्या $2$ है।

(A) क्लोरीन की गर्म और सांद्र $NaOH$ के साथ अभिक्रिया है:
$3 Cl_2 + 6 NaOH \rightarrow 5 NaCl + NaClO_3 + 3 H_2O$
यहाँ,$(X)$ $NaCl$ है और $(Y)$ $NaClO_3$ है।
$NaCl$,$AgNO_3$ के साथ अभिक्रिया करके $AgCl$ का सफेद अवक्षेप देता है:
$NaCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl \downarrow + NaNO_3$
क्लोरेट आयन $(ClO_3^-)$ में,केंद्रीय $Cl$ परमाणु तीन ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ा होता है। इसके $3$ अनुनाद (resonance) संरचनाएँ संभव हैं।
अनुनाद संरचनाओं में $Cl$ और $O$ परमाणुओं के बीच कुल बंधों की संख्या $5$ है (प्रत्येक अनुनाद संरचना में एक द्वि-बंध और दो एकल-बंध होते हैं)।
औसत बंध कोटि $= \frac{\text{कुल बंधों की संख्या}}{\text{अनुनाद स्थितियों की संख्या}} = \frac{5}{3} \approx 1.67$.

(A) लोहे के निष्कर्षण के दौरान ब्लास्ट फर्नेस में निम्नलिखित अभिक्रियाएँ होती हैं:
$1$. $CaO + SiO_2 \rightarrow CaSiO_3$ (धातुमल का निर्माण)
$2$. $3 Fe_2O_3 + CO \rightarrow 2 Fe_3O_4 + CO_2$ (आयरन ऑक्साइड का अपचयन)
अभिक्रिया $(c)$,$FeO + SiO_2 \rightarrow FeSiO_3$,नहीं होती है क्योंकि $SiO_2$ को धातुमल $(CaSiO_3)$ के रूप में हटाने के लिए $CaO$ मिलाया जाता है,जो आयरन सिलिकेट के निर्माण को रोकता है।
अभिक्रिया $(d)$,$FeO \rightarrow Fe + \frac{1}{2} O_2$,ब्लास्ट फर्नेस में स्वतःस्फूर्त अभिक्रिया नहीं है; आयरन ऑक्साइड का अपचयन $CO$ या $C$ द्वारा धात्विक लोहे में किया जाता है।
अतः,अभिक्रियाएँ $(c)$ और $(d)$ ब्लास्ट फर्नेस में नहीं होती हैं।

(A) किसी यौगिक का क्वथनांक उसमें मौजूद अंतर-आणविक बलों पर निर्भर करता है।
अल्कोहल में $-OH$ समूह होते हैं,जो व्यापक अंतर-आणविक हाइड्रोजन बॉन्डिंग की अनुमति देते हैं,जिसके परिणामस्वरूप ईथर की तुलना में क्वथनांक काफी अधिक होता है,जिसमें ऐसी हाइड्रोजन बॉन्डिंग का अभाव होता है।
यौगिक $A$,$1,3,5-\text{tris(hydroxymethyl)cyclohexane}$ है,जिसमें तीन $-OH$ समूह होते हैं,जो मजबूत अंतर-आणविक हाइड्रोजन बॉन्डिंग की सुविधा प्रदान करते हैं।
यौगिक $B$,$1,3,5-\text{trimethoxycyclohexane}$ है,जो एक ईथर है और इसमें हाइड्रोजन बॉन्डिंग का अभाव है।
इसलिए,$A$ का क्वथनांक $B$ से अधिक है।

(C) आरेनियस समीकरण $\log K = \frac{-E_{a}}{2.303 R} \left(\frac{1}{T}\right) + \log A$ द्वारा दिया जाता है।
इसे एक सीधी रेखा के समीकरण $y = mx + c$ के साथ तुलना करने पर,$\log K$ बनाम $\frac{1}{T}$ के आलेख का ढाल $m = \frac{-E_{a}}{2.303 R}$ है।
ढाल का परिमाण $|m| = \frac{E_{a}}{2.303 R}$ है।
चूंकि $\frac{1}{2.303 R}$ एक स्थिरांक है,इसलिए सक्रियण ऊर्जा $E_{a}$ ढाल के परिमाण $(|m|)$ के सीधे आनुपातिक है।
दिए गए आलेख से,ढाल के परिमाण का क्रम $c > a > d > b$ है।
इसलिए,सक्रियण ऊर्जा का क्रम $E_{c} > E_{a} > E_{d} > E_{b}$ है।

(A) $AgBr$ का त्रिज्या अनुपात मध्यवर्ती होता है,जो इसे शॉटकी और फ्रेंकेल दोनों दोष प्रदर्शित करने की अनुमति देता है।
$ZnS$ मुख्य रूप से $Zn^{2+}$ आयन के छोटे आकार के कारण फ्रेंकेल दोष प्रदर्शित करता है।
$KBr$ और $CsCl$ आमतौर पर अपनी उच्च समन्वय संख्या और समान आयनिक आकारों के कारण शॉटकी दोष प्रदर्शित करते हैं।

(B) सफेद फास्फोरस $(P_{4})$ की सांद्र $NaOH$ के साथ अभिक्रिया एक असमानुपातन (disproportionation) अभिक्रिया है:
$P_{4} + 3 NaOH + 3 H_{2}O \longrightarrow PH_{3} + 3 NaH_{2}PO_{2} (X)$
यहाँ,$(X)$ सोडियम हाइपोफास्फाइट $(NaH_{2}PO_{2})$ है।
$HCl$ के साथ अम्लीकरण करने पर,$(X)$ हाइपोफास्फोरस अम्ल $(H_{3}PO_{2})$ बनाता है:
$NaH_{2}PO_{2} + HCl \longrightarrow NaCl + H_{3}PO_{2} (Y)$
$H_{3}PO_{2}$ में,केवल एक $P-OH$ बंध होता है,जबकि दो $P-H$ बंध सीधे फास्फोरस परमाणु से जुड़े होते हैं। चूंकि केवल ऑक्सीजन परमाणु से जुड़ा हाइड्रोजन परमाणु ही आयनित हो सकता है,इसलिए $H_{3}PO_{2}$ की क्षारकता $1$ है।

(D) समन्वय संकुलों में ज्यामितीय समावयवता केंद्रीय धातु परमाणु के चारों ओर लिगेंड्स की व्यवस्था पर निर्भर करती है।
$(a) [Pt(NH_3)_3 Cl]^+$ एक $[MA_3B]$ प्रकार का वर्ग समतलीय संकुल है,जो ज्यामितीय समावयवता प्रदर्शित नहीं करता है।
$(b) [Pt(NH_3) Cl_5]^-$ एक $[MA_5B]$ प्रकार का अष्टफलकीय संकुल है,जो ज्यामितीय समावयवता प्रदर्शित नहीं करता है।
$(c) [Pt(NH_3)_2 Cl(NO_2)]$ एक $[MA_2BC]$ प्रकार का वर्ग समतलीय संकुल है। यह सिस (cis) और ट्रांस (trans) रूपों में मौजूद हो सकता है।
$(d) [Pt(NH_3)_4 ClBr]^{2+}$ एक $[MA_4BC]$ प्रकार का अष्टफलकीय संकुल है। यह सिस (cis) और ट्रांस (trans) रूपों में मौजूद हो सकता है।
अतः,संकुल $(c)$ और $(d)$ ज्यामितीय समावयवता प्रदर्शित करते हैं।

(C) माल्टोज़ एक डाइसैकेराइड है जो $\alpha-D$-ग्लूकोज के दो अणुओं के संघनन से बनता है।
ये दो ग्लूकोज इकाइयाँ $\alpha-1,4$-ग्लाइकोसिडिक लिंकेज द्वारा जुड़ी होती हैं।

(C) बेकेलाइट का निर्माण फिनोल और फॉर्मेल्डिहाइड के बीच अभिक्रिया द्वारा होता है।
प्रारंभ में,फॉर्मेल्डिहाइड फिनोल की बेंजीन रिंग पर इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया करता है,जिससे ऑर्थो- या पैरा-हाइड्रॉक्सीबेंज़िल अल्कोहल बनता है।
इसके बाद,ये मध्यवर्ती अणु पानी के अणुओं को खोकर (निर्जलीकरण) संघनन बहुलकीकरण के माध्यम से बेकेलाइट नामक क्रॉस-लिंक्ड बहुलक बनाते हैं।

(C) हाइड्रोजनीकरण अभिक्रियाओं के लिए संक्रमण धातुओं की उत्प्रेरकीय सक्रियता धातु की सतह पर अभिकारकों के अधिशोषण की प्रबलता पर निर्भर करती है।
यदि अधिशोषण बहुत कमजोर है,तो अभिकारक अभिक्रिया करने के लिए सतह पर पर्याप्त समय तक नहीं रुकते हैं।
यदि अधिशोषण बहुत मजबूत है,तो सतह अवरुद्ध हो जाती है और उत्पाद अलग नहीं हो पाता है।
समूह $7-9$ के तत्वों में अभिकारकों के लिए अधिशोषण की इष्टतम प्रबलता होती है,जो अधिकतम उत्प्रेरकीय सक्रियता की ओर ले जाती है।
इसलिए,अभिकथन और कारण दोनों सत्य हैं,और कारण,अभिकथन की सही व्याख्या है।

(A) $1$. $Ni(CO)_{4}$: $Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ $(3d^{8} 4s^{2})$ है। $CO$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो इलेक्ट्रॉनों के युग्मन का कारण बनता है। सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित हैं,इसलिए $\mu_{m} = 0 \ B.M.$
$2$. $[Ni(H_{2}O)_{6}]Cl_{2}$: $Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ $(3d^{8})$ है। $H_{2}O$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है। इसमें $2$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं। $\mu_{m} = \sqrt{2(4)} = \sqrt{8} \approx 2.83 \ B.M.$
$3$. $Na_{2}[Ni(CN)_{4}]$: $Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ $(3d^{8})$ है। $CN^{-}$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो इलेक्ट्रॉनों के युग्मन का कारण बनता है,इसलिए $\mu_{m} = 0 \ B.M.$
$4$. $PdCl_{2}(PPh_{3})_{2}$: $Pd^{2+}$ एक $4d^{8}$ आयन है। $4d$ कक्षकों के बड़े आकार के कारण क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा अधिक होती है,जिससे इलेक्ट्रॉनों का युग्मन हो जाता है। अतः,$\mu_{m} = 0 \ B.M.$
मानों की तुलना करने पर: $A (0) \approx C (0) \approx D (0) < B (2.83)$.
अतः,सही क्रम $A \approx C \approx D < B$ है.

(A) सेल अभिक्रिया:
$Sn_{(s)} + Pb^{2+}_{(aq)} \rightarrow Sn^{2+}_{(aq)} + Pb_{(s)}$
$E^{0}_{cell} = E^{0}_{cathode} - E^{0}_{anode} = -0.13 - (-0.14) = 0.01 \ V$
साम्यावस्था पर,$E_{cell} = 0$. नर्नस्ट समीकरण का उपयोग करने पर:
$0 = 0.01 - \frac{0.06}{2} \log \frac{[Sn^{2+}]}{[Pb^{2+}]}$
$\log \frac{[Sn^{2+}]}{[Pb^{2+}]} = \frac{0.01}{0.03} = 0.333$
$\frac{[Sn^{2+}]}{[Pb^{2+}]} = 10^{0.333} \approx 2.15$

(B) $1$. वर्ग पिरामिडीय ज्यामिति $(ML_5)$ के लिए ($Ni$ संकुल):
- $90^{\circ}$ के $8$ कोण होते हैं।
- $180^{\circ}$ के $2$ कोण होते हैं।
- कुल कोण = $8 + 2 = 10$।
$2$. त्रिकोणीय द्विपिरामिडीय ज्यामिति $(ML_5)$ के लिए ($Fe$ संकुल):
- $90^{\circ}$ के $6$ कोण होते हैं।
- $120^{\circ}$ के $3$ कोण होते हैं।
- $180^{\circ}$ का $1$ कोण होता है।
- कुल कोण = $6 + 3 + 1 = 10$।
$3$. सभी कोणों का योग = $10 + 10 = 20$।

(D) दिए गए रूपांतरण में कार्बोक्सिलिक एसिड समूह $(-COOH)$ का प्राथमिक अल्कोहल $(-CH_2OH)$ में अपचयन होता है,जबकि कीटोन $(-COCH_3)$,एमाइड $(-CONH_2)$ और नाइट्राइल $(-CN)$ समूह अपरिवर्तित रहते हैं।
$B_2H_6$ (डाइबोरेन) एक चयनात्मक इलेक्ट्रोफिलिक अपचायक है जो कार्बोक्सिलिक एसिड को प्राथमिक अल्कोहल में अपचयित करता है,जबकि अन्य कार्यात्मक समूहों को प्रभावित नहीं करता है।
$LiAlH_4$ एक प्रबल अपचायक है जो इन सभी समूहों को अपचयित कर सकता है।
इसलिए,$B_2H_6$ सबसे उपयुक्त अभिकर्मक है।

(A) दिए गए तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार है:
$Mn (Z=25): [Ar] 3d^5 4s^2$
$Fe (Z=26): [Ar] 3d^6 4s^2$
$Co (Z=27): [Ar] 3d^7 4s^2$
$Ni (Z=28): [Ar] 3d^8 4s^2$
दो इलेक्ट्रॉन निकालने के बाद ($M^{2+}$ आयन):
$Mn^{2+}: [Ar] 3d^5$
$Fe^{2+}: [Ar] 3d^6$
$Co^{2+}: [Ar] 3d^7$
$Ni^{2+}: [Ar] 3d^8$
तीसरी आयनन एन्थैल्पी में $3d$ कक्षक से एक इलेक्ट्रॉन को निकालना शामिल है। $Fe^{2+}$ के लिए,एक इलेक्ट्रॉन निकालने पर स्थिर अर्ध-पूर्ण $3d^5$ विन्यास प्राप्त होता है। चूंकि $Fe^{2+}$ से इलेक्ट्रॉन निकालने पर अधिक स्थिर अवस्था प्राप्त होती है,इसलिए आवश्यक ऊर्जा (तीसरी आयनन एन्थैल्पी) दिए गए विकल्पों में सबसे कम है।

(C) इथाइल एसीटेट $(CH_3COOCH_2CH_3)$ एस्टर समूह $(C=O)$ की उपस्थिति के कारण एक ध्रुवीय अणु है।
ध्रुवीय होने के कारण,यह द्विध्रुव-द्विध्रुव आकर्षण प्रदर्शित करता है।
इसके अतिरिक्त,सभी अणु लंदन डिस्पर्शन बल प्रदर्शित करते हैं।
इसमें $O-H$,$N-H$ या $F-H$ बंध नहीं होते हैं,इसलिए यह हाइड्रोजन बॉन्डिंग प्रदर्शित नहीं करता है।
अतः,प्रमुख बल लंदन डिस्पर्शन और द्विध्रुव-द्विध्रुव आकर्षण हैं।

(D) $NaOH$ जैसे क्षार की सांद्रता का निर्धारण प्राथमिक मानक अम्ल के साथ अनुमापन द्वारा किया जाता है।
ऑक्सेलिक एसिड $(H_{2}C_{2}O_{4} \cdot 2H_{2}O)$ एक प्राथमिक मानक है,जिसका अर्थ है कि इसे सटीक रूप से तौलकर ज्ञात सांद्रता का विलयन तैयार किया जा सकता है।
$H_{2}SO_{4}$ जैसे प्रबल अम्ल प्राथमिक मानक नहीं होते हैं क्योंकि वे आर्द्रताग्राही (hygroscopic) होते हैं और समय के साथ उनकी सांद्रता बदल जाती है।
अनुमापन में,आमतौर पर $NaOH$ विलयन को ब्यूरेट में और प्राथमिक मानक ऑक्सेलिक एसिड विलयन को शंक्वाकार फ्लास्क में रखा जाता है।
इसलिए,सही सेटअप ब्यूरेट में $NaOH$ और शंक्वाकार फ्लास्क में जलीय ऑक्सेलिक एसिड है।

(C) $[Ma_{3}b_{3}]$ प्रकार के संकुल $fac$ (फेशियल) और $mer$ (मेरिडिओनल) समावयवता प्रदर्शित करते हैं।
$fac$-समावयवी में,तीन समान लिगेंड अष्टफलकीय संरचना के एक फलक पर स्थित होते हैं।
$mer$-समावयवी में,तीन समान लिगेंड अष्टफलकीय संरचना के एक मध्य समतल (मेरिडियन) पर स्थित होते हैं।
संकुल $[Co(NH_{3})_{3}(NO_{2})_{3}]$,$[Ma_{3}b_{3}]$ प्रकार का है,जहाँ $a = NH_{3}$ और $b = NO_{2}^{-}$ है।
अतः,यह $fac-$ और $mer-$ समावयवता प्रदर्शित कर सकता है।

(C) $E_1$ अभिक्रिया के प्रति अभिक्रियाशीलता लिविंग ग्रुप $(Cl^-)$ के हटने के बाद बनने वाले कार्बोकेशन मध्यवर्ती की स्थिरता पर निर्भर करती है।
$(A)$ $CH_3CH_2CH_2CH_2^+$ (प्राथमिक कार्बोकेशन,सबसे कम स्थिर)
$(B)$ $CH_2=CHCH_2CH_2^+$ (प्राथमिक एलाइलिक कार्बोकेशन,अनुनाद द्वारा स्थिर)
$(C)$ $CH_3CH_2CH^+CH_3$ (द्वितीयक कार्बोकेशन)
$(D)$ $CH_2=CHCH^+CH_3$ (द्वितीयक एलाइलिक कार्बोकेशन,अनुनाद द्वारा अत्यधिक स्थिर)
स्थिरता की तुलना करने पर: द्वितीयक एलाइलिक कार्बोकेशन $(D)$,प्राथमिक एलाइलिक कार्बोकेशन $(B)$ से अधिक स्थिर है,जो द्वितीयक एल्काइल कार्बोकेशन $(C)$ से अधिक स्थिर है,जो प्राथमिक एल्काइल कार्बोकेशन $(A)$ से अधिक स्थिर है।
अतः,अभिक्रियाशीलता का क्रम $D > B > C > A$ है।

(D) दर स्थिरांक $K$ को आरेनियस समीकरण द्वारा दिया जाता है: $K = A e^{\frac{-E_{a}}{RT}}$.
मान लीजिए $K$ एंजाइम के बिना दर स्थिरांक है और $K^{\prime}$ एंजाइम के साथ दर स्थिरांक है।
दिया गया है $K^{\prime} = 10^{6} K$.
आरेनियस समीकरण को प्रतिस्थापित करने पर:
$A e^{\frac{-E^{\prime}_{a}}{RT}} = 10^{6} \times A e^{\frac{-E_{a}}{RT}}$.
दोनों पक्षों का प्राकृतिक लघुगणक लेने पर:
$\frac{-E^{\prime}_{a}}{RT} = \frac{-E_{a}}{RT} + \ln(10^{6})$.
$-RT$ से गुणा करने पर:
$E^{\prime}_{a} = E_{a} - RT \ln(10^{6})$.
अतः,सक्रियण ऊर्जा में परिवर्तन $\Delta E_{a} = E^{\prime}_{a} - E_{a} = -RT \ln(10^{6})$.
चूंकि $\ln(10^{6}) = 6 \ln(10) = 6 \times 2.303$,इसलिए परिवर्तन $-6(2.303) RT$ है।

(B) ग्लूकोज में एक एल्डिहाइड समूह होता है,लेकिन यह शिफ परीक्षण नहीं देता है क्योंकि एल्डिहाइड समूह $C-5$ हाइड्रॉक्सिल समूह के साथ हेमीएसीटल निर्माण में शामिल होता है,जिसके परिणामस्वरूप एक चक्रीय संरचना बनती है। इसलिए,यह कथन कि ग्लूकोज शिफ परीक्षण देता है,गलत है।

(C) ग्राफ से,एक स्थिर वाष्प दाब पर,द्रव $Z$ के लिए आवश्यक तापमान सबसे अधिक है,उसके बाद $Y$ और फिर $X$ है। यह दर्शाता है कि क्वथनांक का क्रम $Z > Y > X$ है।
जिन द्रवों का क्वथनांक अधिक होता है,उनमें अंतर-आणविक आकर्षण बल अधिक मजबूत होते हैं।
इसलिए,अंतर-आणविक आकर्षण बलों का क्रम $Z > Y > X$ है।
निष्कर्षों का मूल्यांकन:
$(A)$ $Y$ की तुलना में $X$ में अंतर-आणविक आकर्षण बल अधिक हैं: गलत,क्योंकि $X$ में $Y$ की तुलना में आकर्षण बल कम हैं।
$(B)$ $Y$ की तुलना में $X$ में अंतर-आणविक आकर्षण बल कम हैं: सही।
$(C)$ $Y$ की तुलना में $Z$ में अंतर-आणविक आकर्षण बल कम हैं: गलत,क्योंकि $Z$ में $Y$ की तुलना में आकर्षण बल अधिक हैं।
अतः,केवल निष्कर्ष $(B)$ सही है।

(D) $Fe(OH)_{3}$ सोल एक धनावेशित सोल है। इसलिए,यह मिलाए गए इलेक्ट्रोलाइट्स के ऋणायनों द्वारा स्कंदित (coagulate) होता है।
Hardy-Schulze नियम के अनुसार,आयन की स्कंदन शक्ति उसके आवेश के परिमाण में वृद्धि के साथ बढ़ती है।
ऋणायनों की स्कंदन शक्ति का क्रम: $[Fe(CN)_{6}]^{3-} > CrO_{4}^{2-} > Cl^{-} = Br^{-} = NO_{3}^{-}$ है।
चूंकि स्कंदन शक्ति फ्लोक्यूलेशन मान के व्युत्क्रमानुपाती होती है,इसलिए फ्लोक्यूलेशन मानों का क्रम: $K_{3}[Fe(CN)_{6}] < K_{2}CrO_{4} < KBr = KNO_{3} < AlCl_{3}$ होगा।

(A) $C-OH$ बंध की लंबाई अनुनाद (आंशिक द्वि-बंध लक्षण) की सीमा पर निर्भर करती है।
$CH_3OH$ में,$C-OH$ बंध एक शुद्ध एकल बंध है,इसलिए इसकी बंध लंबाई सबसे अधिक होती है।
फिनोल में,ऑक्सीजन पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बेंजीन रिंग के साथ अनुनाद में भाग लेते हैं,जिससे $C-OH$ बंध को आंशिक द्वि-बंध लक्षण प्राप्त होता है।
$p-$एथॉक्सीफिनोल में,$-OEt$ समूह एक मजबूत इलेक्ट्रॉन-दाता समूह ($+M$ प्रभाव) है। यह रिंग में इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाता है,जो $-OH$ समूह के अनुनाद का विरोध करता है,जिससे फिनोल की तुलना में $C-OH$ बंध का आंशिक द्वि-बंध लक्षण कम हो जाता है।
इसलिए,आंशिक द्वि-बंध लक्षण का क्रम है: $phenol > p-$ethoxyphenol $> methanol$ (शुद्ध एकल बंध)।
परिणामस्वरूप,बंध लंबाई का क्रम है: $phenol < p-$ethoxyphenol $< methanol$।