JEE Main 2023 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Hindi

(D) अभिक्रिया अनुक्रम इस प्रकार है:
$1$. कार्बोक्सिलिक अम्ल की $SOCl_2$ के साथ अभिक्रिया इसे अम्ल क्लोराइड में परिवर्तित करती है: $Ph-CH=CH-CH_2-COOH \xrightarrow{SOCl_2} Ph-CH=CH-CH_2-COCl$.
$2$. $R-NH_2$ (एमीन) के साथ अभिक्रिया अम्ल क्लोराइड को एमाइड में बदल देती है: $Ph-CH=CH-CH_2-COCl \xrightarrow{R-NH_2} Ph-CH=CH-CH_2-CONHR$.
$3$. $LiAlH_4$ और उसके बाद $H_3O^+$ के साथ अपचयन करने पर एमाइड समूह $(-CONHR)$ एमीन समूह $(-CH_2NHR)$ में अपचयित हो जाता है: $Ph-CH=CH-CH_2-CONHR \xrightarrow{LiAlH_4, H_3O^+} Ph-CH=CH-CH_2-CH_2NHR$.
अतः,अंतिम उत्पाद $Ph-CH=CH-CH_2-CH_2NHR$ है।

(B) टॉलेन अभिकर्मक के साथ साइक्लोहेक्सेनकार्बाल्डिहाइड के ऑक्सीकरण की रासायनिक अभिक्रिया है:
$C_6H_{11}CHO + 2[Ag(NH_3)_2]OH \rightarrow C_6H_{11}COONH_4 + 2Ag + 3NH_3 + H_2O$
साइक्लोहेक्सेनकार्बाल्डिहाइड $(C_7H_{12}O)$ का मोलर द्रव्यमान = $(7 \times 12) + (12 \times 1) + 16 = 112 \ g/mol$.
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$1 \ mol$ साइक्लोहेक्सेनकार्बाल्डिहाइड $3 \ mol$ $NH_3$ उत्पन्न करता है।
साइक्लोहेक्सेनकार्बाल्डिहाइड के मोल = $\frac{131.8 \times 10^3 \ g}{112 \ g/mol} \approx 1176.78 \ mol$.
उत्पादित $NH_3$ के मोल = $3 \times 1176.78 = 3530.34 \ mol$.
$NH_3$ का द्रव्यमान = $3530.34 \ mol \times 17 \ g/mol = 60015.78 \ g \approx 60 \ kg$.

(B) ओलिगोपेप्टाइड संरचना में $4$ कार्बोनिल समूह $(C=O)$ होते हैं,जिनमें से प्रत्येक $1$ $sp^2$ संकरित कार्बन प्रदान करता है। कार्बोनिल समूहों से कुल कार्बन = $4 \times 1 = 4$.
इसके अतिरिक्त,फेनिल रिंग (फेनिलएलानाइन की पार्श्व श्रृंखला) में $6$ $sp^2$ संकरित कार्बन होते हैं।
$sp^2$ संकरित कार्बनों की कुल संख्या = $4 + 6 = 10$.

(B) $MgCl_2 \rightarrow Mg^{2+} + 2Cl^-$
प्रारंभिक मोल: $1$,$0$,$0$
साम्यावस्था पर: $1-\alpha$,$\alpha$,$2\alpha$
कुल कण $i = 1 + 2\alpha$. दिया है $\alpha = 0.8$,अतः $i = 1 + 2(0.8) = 2.6$.
$1.0$ मोलल विलयन के लिए,$n_2 = 1$ मोल विलेय $1000 \ g$ जल में ($n_1 = 1000/18 = 55.55$ मोल)।
राउल्ट के नियम का उपयोग करने पर: $\frac{p^{\circ} - p_s}{p^{\circ}} = \frac{i \times n_2}{n_1 + i \times n_2} \approx \frac{i \times n_2}{n_1}$.
$\frac{50 - p_s}{50} = \frac{2.6 \times 1}{55.55} = 0.0468$.
$50 - p_s = 2.34 \implies p_s = 47.66 \ mm \ Hg$.
निकटतम पूर्णांक में बदलने पर,$p_s \approx 48 \ mm \ Hg$.

(B) प्रारंभिक पदार्थ $4$-एथॉक्सीफेनिलएसीटैल्डिहाइड है।
$1$. स्ट्रेकर संश्लेषण: $NH_4Cl/KCN$ के साथ अभिक्रिया और उसके बाद जल-अपघटन से $4$-एथॉक्सीफेनिलएलानीन ('$A$') प्राप्त होता है।
$2$. नाइट्रीकरण: $Conc. HNO_3-H_2SO_4$ $(2 \ eq)$ के साथ उपचार एथॉक्सी समूह के सापेक्ष ऑर्थो स्थितियों पर दो नाइट्रो समूह पेश करता है,जिससे $3,5$-डाइनाइट्रो-$4$-एथॉक्सीफेनिलएलानीन ('$B$') प्राप्त होता है।
$3$. एसिटिलीकरण: $(CH_3CO)_2O$ के साथ अभिक्रिया अमीनो समूह को एसिटामाइड के रूप में सुरक्षित करती है।
$4$. एस्टरीकरण: $EtOH/\Delta$ के साथ अभिक्रिया कार्बोक्सिलिक एसिड को एथिल एस्टर में बदल देती है।
$5$. अपचयन: $H_2, Pd/C$ दो नाइट्रो समूहों को अमीनो समूहों में अपचयित करता है।
$6$. डायज़ोटाइजेशन: $HNO_2$ अमीनो समूहों को डायज़ोनियम लवण में बदल देता है।
$7$. सैंडमेयर जैसी अभिक्रिया: $NaI$ डायज़ोनियम समूहों को आयोडीन परमाणुओं के साथ प्रतिस्थापित करता है।
अंतिम उत्पाद '$D$' $3,5$-डाईआयोडो-$4$-एथॉक्सीफेनिलएलानीन एथिल एस्टर व्युत्पन्न है।
आणविक सूत्र $C_{15}H_{19}NO_4I_2$ है।
इसकी तुलना $C_xH_{19}NO_4I_2$ से करने पर,हमें $x = 15$ प्राप्त होता है।

(B) वेग निर्धारक चरण $(RDS)$ मंद चरण है: $NOBr_2 + NO \rightarrow 2 \ NOBr$।
वेग नियम इस प्रकार है: $r = k [NOBr_2] [NO]$ ---- $(i)$
तीव्र साम्य चरण से: $K_{eq} = \frac{[NOBr_2]}{[NO] [Br_2]}$,जिसका अर्थ है $[NOBr_2] = K_{eq} [NO] [Br_2]$ ---- $(ii)$
$(ii)$ को $(i)$ में प्रतिस्थापित करने पर:
$r = k \cdot K_{eq} [NO] [Br_2] [NO]$
$r = k' [NO]^2 [Br_2]^1$
अभिक्रिया की कुल कोटि वेग नियम में सांद्रता पदों के घातांकों का योग है: $2 + 1 = 3$।

(A) दिया गया अभिकारक $N$-मिथाइलपायरोलिडिन$-2-$ओन है,जो एक चक्रीय एमाइड (लैक्टम) है।
$NaOH$ और $\Delta$ (गर्म करने) के साथ उपचार करने पर एमाइड बंध का जल-अपघटन होता है।
हाइड्रॉक्साइड आयन $(OH^-)$ कार्बोनिल कार्बन पर आक्रमण करता है,जिससे लैक्टम की वलय खुल जाती है।
इसके परिणामस्वरूप संबंधित अमीनो एसिड का कार्बोक्सिलेट लवण $CH_3NH(CH_2)_3COO^-Na^+$ बनता है।
बाद में $H^+$ के साथ अम्लीकरण करने पर कार्बोक्सिलेट समूह प्रोटोनेट होकर कार्बोक्सिलिक एसिड $CH_3NH(CH_2)_3COOH$ बनाता है।

(A) $A.$ क्लोरोफिल में $Mg^{2+}$ आयन होता है,$Co$ नहीं। अतः,यह बेमेल है।
$B.$ $EDTA$ का उपयोग $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों के साथ स्थिर संकुल बनाकर जल की कठोरता का अनुमान लगाने के लिए किया जाता है। यह सही मिलान है।
$C.$ ब्लैक एंड व्हाइट फोटोग्राफी में,विकसित फिल्म को हाइपो समाधान $(Na_2S_2O_3)$ से धोकर फिक्स किया जाता है,जो अपघटित $AgBr$ को घोलकर $[Ag(S_2O_3)_2]^{3-}$ संकुल आयन बनाता है,न कि $[Ag(CN)_2]^-$। अतः,यह बेमेल है।
$D.$ विल्किंसन उत्प्रेरक $[(Ph_3P)_3RhCl]$ है। यह सही मिलान है।
$E.$ $D^{-}$\text{पेनिसिलमाइन} एक कीलेटिंग लिगैंड है जिसका उपयोग विल्सन रोग के उपचार में अतिरिक्त तांबे को कीलेट करने के लिए किया जाता है। यह सही मिलान है।
इसलिए,बेमेल संयोजन $A$ और $C$ हैं।

(D) $a.$ नायलॉन-$6$ कैप्रोलैक्टम $(III)$ मोनोमर से तैयार किया जाता है।
$b.$ वल्केनाइज्ड रबर एक क्रॉस-लिंक्ड पॉलिमर है जो रबर को सल्फर के साथ गर्म करने पर बनता है $(II)$।
$c.$ cis-$1,4$-पॉलिआइसोप्रीन प्राकृतिक रबर का रासायनिक नाम है $(I)$।
$d.$ पॉलिक्लोरोप्रीन को सामान्यतः नियोप्रीन $(IV)$ के रूप में जाना जाता है।
अतः,सही मिलान $a$ $\rightarrow III, b$ $\rightarrow II, c$ $\rightarrow I, d$ $\rightarrow IV$ है।

(A) $C_2H_5O^-$ के साथ अभिक्रिया: $C_2H_5O^-$ एक प्रबल नाभिकरागी (nucleophile) है। $2-$मेथिल प्रोपिल ब्रोमाइड एक प्राथमिक एल्किल हैलाइड है। इसलिए,यह आइसोब्यूटिल एथिल ईथर $(A)$ बनाने के लिए $S_N2$ अभिक्रिया करता है।
$C_2H_5OH$ के साथ अभिक्रिया: $C_2H_5OH$ एक दुर्बल नाभिकरागी है। यह अभिक्रिया $S_N1$ क्रियाविधि द्वारा आगे बढ़ती है। प्रारंभ में बना प्राथमिक कार्बोकैटायन अधिक स्थिर तृतीयक कार्बोकैटायन बनाने के लिए $1,2-H$ शिफ्ट से गुजरता है,जो बाद में नाभिकरागी के साथ अभिक्रिया करके टर्ट-ब्यूटिल एथिल ईथर $(B)$ बनाता है।

(B) $D-(+)-\text{Glyceraldehyde}$ की $HCN$ के साथ अभिक्रिया,उसके बाद जल-अपघटन और $HNO_3$ के साथ ऑक्सीकरण,एक किलियनी-फिशर संश्लेषण श्रृंखला है।
$1$. $D-(+)-\text{Glyceraldehyde}$ के एल्डिहाइड समूह में $HCN$ का योग एक नया कायरल केंद्र बनाता है,जिसके परिणामस्वरूप दो डायस्टेरियोमेरिक साइनोहाइड्रिन प्राप्त होते हैं।
$2$. इन साइनोहाइड्रिन का जल-अपघटन $-CN$ समूह को $-COOH$ समूह में परिवर्तित कर देता है,जिससे दो डायस्टेरियोमेरिक एल्डोनिक एसिड प्राप्त होते हैं।
$3$. $HNO_3$ के साथ ऑक्सीकरण टर्मिनल $-CH_2OH$ समूह को $-COOH$ समूह में ऑक्सीकृत करता है,जिसके परिणामस्वरूप दो डाइकार्बोक्सिलिक एसिड (एल्डारिक एसिड) प्राप्त होते हैं।
$4$. प्राप्त उत्पादों में से एक $meso-\text{tartaric acid}$ (या इसका व्युत्पन्न) है,जो आंतरिक सममिति के तल के कारण प्रकाशिक रूप से निष्क्रिय है।
$5$. दूसरा उत्पाद एक प्रकाशिक सक्रिय आइसोमर है।
अतः,अंतिम उत्पाद एक प्रकाशिक निष्क्रिय $(meso)$ और एक प्रकाशिक सक्रिय उत्पाद हैं।

(A) धातुओं का शोधन उनके गुणों पर निर्भर करता है।
$Zinc$ का शोधन आसवन (distillation) विधि द्वारा किया जाता है क्योंकि इसका क्वथनांक कम होता है।
$Liquation$ का उपयोग $Tin$ $(Sn)$ जैसी कम गलनांक वाली धातुओं के लिए किया जाता है।
$Titanium$ का शोधन $van \ Arkel$ विधि द्वारा किया जाता है।
$Nickel$ का शोधन $Mond$ प्रक्रम द्वारा किया जाता है।
$Copper$ का शोधन $Electrolysis$ द्वारा किया जाता है।
अतः,बेमेल युग्म $Zinc - Liquation$ है।

(C) $ClF_5$ में केंद्रीय परमाणु $Cl$ के पास $7$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह $F$ परमाणुओं के साथ $5$ बंध बनाता है और इसमें $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है।
कुल इलेक्ट्रॉन युग्म = $5 + 1 = 6$,जो $sp^3d^2$ संकरण को दर्शाता है।
इसकी ज्यामिति अष्टफलकीय है,लेकिन एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म की उपस्थिति के कारण,इसकी आकृति वर्ग पिरामिडीय होती है।
$ClF_5$ कमरे के तापमान पर एक रंगहीन द्रव के रूप में मौजूद होता है।

(C) अभिक्रिया इस प्रकार आगे बढ़ती है:
$1$. अल्कोहल समूह $HCl$ द्वारा प्रोटोनेट होता है और $H_2O$ के रूप में बाहर निकल जाता है,जिससे एक तृतीयक कार्बोकेशन बनता है।
$2$. यह कार्बोकेशन वलय विस्तार (वैगनर-मीरवेन पुनर्विन्यास) से गुजरता है क्योंकि पांच-सदस्यीय वलय अधिक स्थिर कार्बोकेशन बनाने के लिए छह-सदस्यीय वलय में विस्तारित हो जाती है।
$3$. अंत में,$KOH$ के साथ उपचार करने पर डीहाइड्रोहैलोजिनेशन ($H^+$ का विलोपन) होता है जिससे सबसे स्थिर एल्कीन बनता है,जो मुख्य उत्पाद '$B$' है।
$4$. अंतिम संरचना विकल्प $C$ में दर्शाए गए उत्पाद के अनुरूप है।

(D) लायोफिलिक सोल,लायोफोबिक सोल के लिए रक्षक कोलाइड के रूप में कार्य करते हैं। जब एक लायोफिलिक सोल को लायोफोबिक सोल में मिलाया जाता है,तो लायोफिलिक कण लायोफोबिक कणों के चारों ओर एक सुरक्षात्मक परत या फिल्म बना लेते हैं,जिससे इलेक्ट्रोलाइट्स द्वारा उनका स्कंदन रुक जाता है।

(B) जिन तत्वों की $+2$ ऑक्सीकरण अवस्था में स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होता है,उनकी तीसरी आयनन ऊर्जा $(IE_3)$ उच्च होती है,क्योंकि तीसरा इलेक्ट्रॉन निकालने से यह स्थिरता बाधित होती है।
$Eu$ $(Z=63)$ का विन्यास $[Xe] 4f^7 6s^2$ है। इसका $Eu^{2+}$ आयन $[Xe] 4f^7$ है,जो एक स्थिर अर्ध-पूरित विन्यास है।
$Yb$ $(Z=70)$ का विन्यास $[Xe] 4f^{14} 6s^2$ है। इसका $Yb^{2+}$ आयन $[Xe] 4f^{14}$ है,जो एक स्थिर पूर्ण-पूरित विन्यास है।
अतः,$Eu$ और $Yb$ दोनों उच्च तीसरी आयनन ऊर्जा प्रदर्शित करते हैं।

(C) समान तापमान पर दो विलयनों के लिए,यदि परासरण दाब $\pi_1 = \pi_2$ है,तो उनकी मोलर सांद्रता समान होनी चाहिए $(C_1 = C_2)$।
दिया गया है,$C_2 = 0.05 \ M$ (ग्लूकोज)।
विलयन $A$ के लिए,द्रव्यमान $w = 12 \ g$ और आयतन $V = 1000 \ mL = 1 \ L$ है।
सांद्रता $C_1 = \frac{n}{V} = \frac{w / M_A}{1 \ L} = \frac{12}{M_A} \ M$ है।
सांद्रता की तुलना करने पर: $\frac{12}{M_A} = 0.05$।
$M_A = \frac{12}{0.05} = 240 \ g \ mol^{-1}$।
अतः,$(A)$ का आणविक द्रव्यमान $240 \ g \ mol^{-1}$ है।

(C) चरण $1$: $HCl$ के साथ अनुमापन का उपयोग करके $Ca(OH)_2$ की सांद्रता निर्धारित करें।
अभिक्रिया: $Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O$
उपयोग किया गया $Ca(OH)_2$ का आयतन = $35.5 \, mL - 25.5 \, mL = 10 \, mL$.
$HCl$ का आयतन = $20 \, mL$,$HCl$ की मोलरता = $0.5 \, M$.
$HCl$ के मिलीमोल = $20 \times 0.5 = 10 \, mmol$.
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$1 \, mol$ $Ca(OH)_2$,$2 \, mol$ $HCl$ के साथ प्रतिक्रिया करता है।
$Ca(OH)_2$ के मिलीमोल = $\frac{10}{2} = 5 \, mmol$.
$M_{Ca(OH)_2} = \frac{5 \, mmol}{10 \, mL} = 0.5 \, M$.
चरण $2$: $H_2SO_4$ की सांद्रता निर्धारित करें।
अभिक्रिया: $Ca(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 + 2H_2O$
$Ca(OH)_2$ का आयतन = $20 \, mL$,मोलरता = $0.5 \, M$.
$Ca(OH)_2$ के मिलीमोल = $20 \times 0.5 = 10 \, mmol$.
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$1 \, mol$ $Ca(OH)_2$,$1 \, mol$ $H_2SO_4$ के साथ प्रतिक्रिया करता है।
$H_2SO_4$ के मिलीमोल = $10 \, mmol$.
$H_2SO_4$ का आयतन = $10 \, mL$.
$M_{H_2SO_4} = \frac{10 \, mmol}{10 \, mL} = 1 \, M$.

(C) प्रथम कोटि की अभिक्रिया के लिए,$50 \%$ पूर्णता के लिए आवश्यक समय अर्ध-आयु है,$t_{50} = t_{1/2}$।
$87.5 \%$ पूर्णता पर,अभिकारक की शेष मात्रा $A_t = A_0 - 0.875 A_0 = 0.125 A_0 = \frac{A_0}{8}$ है।
अर्ध-आयु अवधारणा का उपयोग करते हुए:
$A_0$ $\xrightarrow{t_{1/2}} \frac{A_0}{2}$ $\xrightarrow{t_{1/2}} \frac{A_0}{4}$ $\xrightarrow{t_{1/2}} \frac{A_0}{8}$।
यह दर्शाता है कि $t_{87.5} = 3 \times t_{1/2}$।
चूंकि $t_{50} = t_{1/2}$,इसलिए $t_{87.5} = 3 \times t_{50}$।
अतः,$x = 3$।

(C) संतुलित रेडॉक्स अभिक्रिया इस प्रकार है:
$10[FeSO_4 \cdot (NH_4)_2SO_4 \cdot 6H_2O] + 2KMnO_4 + 8H_2SO_4$ $\rightarrow 5Fe_2(SO_4)_3 + 2MnSO_4 + 10(NH_4)_2SO_4 + K_2SO_4 + 68H_2O$
इस अभिक्रिया में,$KMnO_4$ के प्रत्येक $2$ अणुओं के लिए,$68$ जल के अणु उत्पन्न होते हैं।

(C) चरण $1$: निकल परत का आयतन ज्ञात करें।
आयतन = क्षेत्रफल $\times$ मोटाई = $100 \, cm^2 \times 0.0001 \, cm = 0.01 \, cm^3$.
चरण $2$: आवश्यक निकल का द्रव्यमान ज्ञात करें।
द्रव्यमान = घनत्व $\times$ आयतन = $10 \, g \cdot cm^{-3} \times 0.01 \, cm^3 = 0.1 \, g$.
चरण $3$: फैराडे के विद्युत अपघटन के नियम का उपयोग करें: $W = \frac{M \times I \times t}{n \times F}$.
यहाँ,$W = 0.1 \, g$,$M = 60 \, g \cdot mol^{-1}$,$I = 2 \, A$,$n = 2$ ($Ni^{2+} + 2e^- \rightarrow Ni$ के लिए),$F = 96500 \, C \cdot mol^{-1}$.
चरण $4$: $t$ (जो $x$ है) के लिए हल करें:
$0.1 = \frac{60 \times 2 \times x}{2 \times 96500}$.
$x = \frac{0.1 \times 96500}{60} \approx 160.83 \, s$.
निकटतम पूर्णांक में,$x = 161$.

(B) गुणात्मक विश्लेषण में,$(NH_4)_2CO_3$ का उपयोग $5^{th}$ समूह के धनायनों $(Ba^{2+}, Ca^{2+}, Sr^{2+})$ के लिए समूह अभिकर्मक के रूप में किया जाता है।
$Ba^{2+}$ के अवक्षेपण के लिए रासायनिक अभिक्रिया है:
$Ba^{2+} + (NH_4)_2CO_3 \rightarrow BaCO_3 \downarrow + 2NH_4^{+}$
इस प्रकार,$Ba^{2+}$ का पता बेरियम कार्बोनेट $(BaCO_3)$ का सफेद अवक्षेप प्राप्त करके लगाया जाता है।

(C) अमीनो अम्ल की सामान्य संरचना में एक $-NH_2$ समूह और एक $-COOH$ समूह होता है।
$Arginine$,$Lysine$ और $Histidine$ क्षारीय अमीनो अम्ल हैं क्योंकि उनकी पार्श्व श्रृंखलाओं में एक अतिरिक्त क्षारीय कार्यात्मक समूह होता है।
$Asparagine$ $(Asn)$ की पार्श्व श्रृंखला $-CH_2CONH_2$ है। एमाइड समूह $(-CONH_2)$ उदासीन होता है,क्षारीय नहीं। अतः,$Asparagine$ में केवल एक ही क्षारीय अमीनो समूह $(-NH_2)$ होता है जो $\alpha$-कार्बन से जुड़ा होता है,इसलिए यह दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर है।

(D) कथन $I$ सही है,क्योंकि एलिंगम आरेख धातुओं के ऑक्साइड,सल्फाइड और हैलाइड के निर्माण के लिए गिब्स मुक्त ऊर्जा $(\Delta G^0)$ में परिवर्तन और तापमान $(T)$ के बीच का ग्राफिकल निरूपण है।
कथन $II$ गलत है क्योंकि एलिंगम आरेख में $\Delta G^0$ बनाम $T$ का आलेख होता है,न कि $\Delta_f H^0$ बनाम $T$ का।

(C) टिंडल प्रभाव तब देखा जाता है जब परिक्षिप्त कणों का व्यास उपयोग किए गए प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से बहुत छोटा नहीं होता है।
जब कणों का आकार पर्याप्त बड़ा होता है (प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के तुलनीय),तो प्रकाश कणों से टकराकर सभी दिशाओं में बिखर जाता है,जिससे प्रकाश का मार्ग दिखाई देने लगता है।
अतः,अभिकथन $A$ और कारण $R$ दोनों सही हैं,और $R$,$A$ की सही व्याख्या है।

(B) संकुल $[Cr(ox)_2ClBr]^{3-}$ प्रकार $[M(AA)_2a_2]$ का है,जहाँ $AA$ एक द्विदंतुक लिगेंड (ऑक्सालेट) है और $a$ एकदंतुक लिगेंड ($Cl^-$ और $Br^-$) को दर्शाता है।
$1$. ज्यामितीय समावयवता: दो ज्यामितीय समावयवी संभव हैं:
- $trans$-समावयवी: दोनों एकदंतुक लिगेंड ($Cl$ और $Br$) एक-दूसरे से $180^{\circ}$ पर हैं। इस समावयवी में समतल सममिति होती है और यह प्रकाशिक रूप से निष्क्रिय है।
- $cis$-समावयवी: दोनों एकदंतुक लिगेंड ($Cl$ और $Br$) एक-दूसरे से $90^{\circ}$ पर हैं। इस समावयवी में समतल सममिति का अभाव है और यह कायरल है।
$2$. प्रकाशिक समावयवता: $cis$-समावयवी प्रतिबिंब रूपों (enantiomers) की एक जोड़ी ($d$ और $l$ रूप) के रूप में मौजूद होता है।
कुल त्रिविम समावयवी = $1$ $(trans)$ + $2$ ($cis$-$d$ और $cis$-$l$) = $3$.

(D) अभिक्रिया अनुक्रम इस प्रकार है:
$1$. $A$ एनिलीन $(C_6H_5NH_2)$ है।
$2$. जब एनिलीन पानी में (या कम तापमान पर $Br_2/CS_2$ के साथ) $Br_2$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो यह इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन के माध्यम से $2,4,6-tribromoaniline$ (यौगिक $B$) बनाता है।
$3$. $2,4,6-tribromoaniline$,$0-5^{\circ}C$ पर $NaNO_2/HCl$ के साथ अभिक्रिया करके डायज़ोनियम लवण,$2,4,6-tribromobenzenediazonium$ क्लोराइड (यौगिक $C$) बनाता है।
$4$. अंत में,$H_3PO_2$ और पानी के साथ डायज़ोनियम लवण का अपचयन $-N_2^+Cl^-$ समूह को हटा देता है,जिससे $1,3,5-tribromobenzene$ प्राप्त होता है।
अतः,यौगिक $A$ एनिलीन है।

(A) - $A$. दुर्बल अंतरआण्विक आकर्षण बल: $2-$क्लोरो$-1,3-$ब्यूटाडाईन (क्लोरोप्रीन) नियोप्रीन का एकलक है,जो एक इलास्टोमर (रबर) है।
- $B$. हाइड्रोजन आबंधन: हेक्सामिथिलीनडायएमीन और एडिपिक अम्ल मिलकर नायलॉन$-6,6$ बनाते हैं,जिसमें एमाइड समूह के कारण हाइड्रोजन आबंधन होता है।
- $C$. अत्यधिक शाखित बहुलक: फिनोल और फॉर्मेल्डिहाइड मिलकर बैकेलाइट बनाते हैं,जो एक अत्यधिक शाखित (क्रॉस-लिंक्ड) बहुलक है।
- $D$. उच्च घनत्व बहुलक: $AlEt_3 + TiCl_4$ जिगलर-नाटा उत्प्रेरक है जिसका उपयोग उच्च घनत्व वाले पॉलीइथाइलीन को तैयार करने के लिए किया जाता है।
अतः,सही मिलान $A-III, B-I, C-IV, D-II$ है।

(D) हैलाइड आयनों में से,केवल $I^{-}$ को अम्लीय माध्यम में ऑक्सीजन द्वारा $I_2$ में ऑक्सीकृत किया जा सकता है क्योंकि इसका मानक ऑक्सीकरण विभव सबसे अधिक होता है।
संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$4I^{-}_{(aq)} + 4H^{+}_{(aq)} + O_{2(g)} \rightarrow 2I_{2(s)} + 2H_2O_{(l)}$

(B) $1$. $CH_3-CH_2-CH_2-Br + KOH \text{ (alc)} \rightarrow CH_3-CH=CH_2$ (एल्कीन,$III$)
$2$. $CH_3-CH_2-CH_2-Br + KCN \text{ (alc)} \rightarrow CH_3-CH_2-CH_2-CN$ (नाइट्राइल,$I$)
$3$. $CH_3-CH_2-CH_2-Br + AgNO_2 \rightarrow CH_3-CH_2-CH_2-NO_2 + AgBr$ (नाइट्रोएल्केन,$IV$)
$4$. $CH_3-CH_2-CH_2-Br + CH_3COOAg \rightarrow CH_3COOCH_2-CH_2-CH_3 + AgBr$ (एस्टर,$II$)
अतः,सही मिलान $A-III, B-I, C-IV, D-II$ है।

(B) जिस संकुल में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या अधिकतम होगी,वह अनुप्रयुक्त चुंबकीय क्षेत्र के प्रति अधिकतम आकर्षण प्रदर्शित करेगा।
$1$. $[Zn(H_2O)_6]^{2+}$: $Zn^{2+}$ एक $d^{10}$ प्रणाली है,जिसमें $0$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।
$2$. $[Co(H_2O)_6]^{2+}$: $Co^{2+}$ एक $d^7$ प्रणाली है। दुर्बल क्षेत्र लिगेंड $(H_2O)$ के साथ अष्टफलकीय क्षेत्र में,विन्यास $t_{2g}^5 e_g^2$ होता है,जिससे $3$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन प्राप्त होते हैं।
$3$. $[Co(en)_3]^{3+}$: $Co^{3+}$ एक $d^6$ प्रणाली है। चूंकि $en$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,विन्यास $t_{2g}^6 e_g^0$ होता है,जिसमें $0$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।
$4$. $[Ni(H_2O)_6]^{2+}$: $Ni^{2+}$ एक $d^8$ प्रणाली है,जिसमें $2$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।
चूंकि $[Co(H_2O)_6]^{2+}$ में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या सबसे अधिक $(3)$ है,इसलिए यह अधिकतम आकर्षण प्रदर्शित करेगा।

(D) विलेयता साम्य $Cu(OH)_{2(s)} \rightleftharpoons Cu^{2+}_{(aq)} + 2OH^{-}_{(aq)}$ है।
$K_{sp} = [Cu^{2+}][OH^{-}]^2 = 1 \times 10^{-20}$.
$pH = 14$ पर,$pOH = 14 - 14 = 0$,इसलिए $[OH^{-}] = 10^0 = 1 \, M$.
$[Cu^{2+}] = \frac{K_{sp}}{[OH^{-}]^2} = \frac{10^{-20}}{1^2} = 10^{-20} \, M$.
$Cu^{2+} + 2e^{-} \rightarrow Cu_{(s)}$ के लिए नर्न्स्ट समीकरण का उपयोग करने पर:
$E = E^{\circ} - \frac{0.059}{2} \log_{10} \frac{1}{[Cu^{2+}]}$.
$E = 0.34 - \frac{0.059}{2} \log_{10} \frac{1}{10^{-20}}$.
$E = 0.34 - \frac{0.059}{2} \times 20 = 0.34 - 0.59 = -0.25 \, V$.
दिया गया है कि $E = -x \times 10^{-2} \, V$,इसलिए $-0.25 = -x \times 10^{-2}$,अर्थात $x = 25$.

(D) अभिक्रिया $A ( g ) \rightarrow 2 B ( g ) + C ( g )$ के लिए,मान लीजिए $A$ का प्रारंभिक दाब $P_0 = 800 \ mm \ Hg$ है।
$t = 10 \ min$ पर,कुल दाब $P_t = P_0 - x + 2x + x = P_0 + 2x = 1600 \ mm \ Hg$ है।
$P_0 = 800$ रखने पर,हमें $800 + 2x = 1600$ प्राप्त होता है,इसलिए $2x = 800$,जिसका अर्थ है $x = 400 \ mm \ Hg$ है।
$t = 10 \ min$ पर शेष $A$ का दाब $P_0 - x = 800 - 400 = 400 \ mm \ Hg$ है।
चूंकि प्रारंभिक दाब $800 \ mm \ Hg$ था और यह $10 \ min$ में $400 \ mm \ Hg$ हो गया,इसलिए अर्ध-आयु $t_{1/2} = 10 \ min$ है।
$30 \ min$ $(3 \times t_{1/2})$ के बाद,$A$ का शेष दाब $P_A = P_0 \times (1/2)^3 = 800 \times (1/8) = 100 \ mm \ Hg$ है।
अभिक्रिया करने वाले $A$ की मात्रा $800 - 100 = 700 \ mm \ Hg$ है।
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$A \rightarrow 2B + C$,उत्पन्न $B$ का दाब $2 \times 700 = 1400 \ mm \ Hg$ और $C$ का दाब $700 \ mm \ Hg$ है।
$t = 30 \ min$ पर कुल दाब $P_A + P_B + P_C = 100 + 1400 + 700 = 2200 \ mm \ Hg$ है।

(D) बॉडी-सेंटर्ड क्यूबिक $(BCC)$ जालक के लिए,कोर लंबाई $(a)$ और परमाणु त्रिज्या $(r)$ के बीच का संबंध है: $\sqrt{3} \ a = 4 \ r$.
दिया गया है $a = 4 \ \mathring{A}$,समीकरण में मान रखने पर:
$\sqrt{3} \times 4 = 4 \ r$.
$r = \sqrt{3} \ \mathring{A} \approx 1.732 \ \mathring{A}$.
इसे $..... \times 10^{-1} \ \mathring{A}$ के रूप में व्यक्त करने के लिए:
$r = 17.32 \times 10^{-1} \ \mathring{A}$.
निकटतम पूर्णांक में बदलने पर,हमें $17 \times 10^{-1} \ \mathring{A}$ प्राप्त होता है।

(D) विलयन का द्रव्यमान = $100 \, g$.
$NaCl$ का द्रव्यमान = $29.25 \, g$,$MgCl_2$ का द्रव्यमान = $19 \, g$.
विलायक $(H_2O)$ का द्रव्यमान = $100 - (29.25 + 19) = 51.75 \, g = 0.05175 \, kg$.
$NaCl$ $(i=2)$ के लिए: मोल = $29.25 / 58.5 = 0.5 \, mol$.
$MgCl_2$ $(i=3)$ के लिए: मोल = $19 / 95 = 0.2 \, mol$.
आयनों के कुल मोल = $(i_{NaCl} \times n_{NaCl}) + (i_{MgCl_2} \times n_{MgCl_2}) = (2 \times 0.5) + (3 \times 0.2) = 1.0 + 0.6 = 1.6 \, mol$.
$\Delta T_b = i \times K_b \times m = K_b \times (n_{\text{total_ions}} / \text{विलायक का द्रव्यमान kg में}) = 0.52 \times (1.6 / 0.05175) \approx 16.07 \, ^{\circ}C$.
विलयन का क्वथनांक = $100 + 16.07 = 116.07 \, ^{\circ}C$.
निकटतम पूर्णांक $116$ है।

(A) सही मिलान इस प्रकार हैं:
$A$. टेट्राफ्लुओरोएथीन,टेफ्लॉन $(III)$ का एकलक है।
$B$. एक्रिलोनाइट्राइल,ओर्लोन $(I)$ का एकलक है।
$C$. कैप्रोलैक्टम,नायलॉन-$6$ $(IV)$ का एकलक है।
$D$. आइसोप्रिन ($2$-मिथाइल-$1,3$-ब्यूटाडाईन),प्राकृतिक रबर $(II)$ का एकलक है।
अतः,सही मिलान $A-III, B-I, C-IV, D-II$ है।

(B) चरण $1$: प्रोपीन $(CH_3-CH=CH_2)$ का $B_2H_6$ और उसके बाद $H_2O_2, NaOH$ के साथ हाइड्रोबोरेशन-ऑक्सीकरण करने पर प्रोपेन$-1-$ऑल $(CH_3-CH_2-CH_2-OH)$ प्राप्त होता है।
चरण $2$: प्रोपेन$-1-$ऑल का $PCC$ (पिरिडिनियम क्लोरोक्रोमेट) के साथ ऑक्सीकरण करने पर प्रोपेनल $(CH_3-CH_2-CHO)$ प्राप्त होता है।
चरण $3$: प्रोपेनल की मिथाइलमैग्नीशियम ब्रोमाइड $(CH_3MgBr)$ के साथ अभिक्रिया और उसके बाद अम्लीय वर्कअप करने पर ब्यूटेन$-2-$ऑल $(CH_3-CH_2-CH(OH)-CH_3)$ प्राप्त होता है।

(D) निस्तापन (calcination) नमी और वाष्पशील अशुद्धियों को दूर करने के लिए हवा की अनुपस्थिति या सीमित आपूर्ति में अयस्क को गर्म करने की प्रक्रिया है।
विकल्प $A$ लिमोनाइट का निर्जलीकरण (निस्तापन) है।
विकल्प $B$ चूना पत्थर का निस्तापन है।
विकल्प $C$ डोलोमाइट का निस्तापन है।
विकल्प $D$ $(2PbS + 3O_2 \xrightarrow{\Delta} 2PbO + 2SO_2)$ में सल्फाइड अयस्क की ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया होती है,जो भर्जन (roasting) की परिभाषा है।

(B) चरण $1$: एनीलिन $(C_6H_5NH_2)$ $0-5^{\circ}C$ पर $HCl$ की उपस्थिति में $NaNO_2$ के साथ अभिक्रिया करके बेंजीन डायज़ोनियम क्लोराइड $(C_6H_5N_2^+Cl^-)$ बनाता है,जो उत्पाद '$A$' है।
चरण $2$: बेंजीन डायज़ोनियम क्लोराइड दुर्बल अम्लीय माध्यम में $N,N$-डाइमिथाइलएनीलिन के साथ डायज़ो कपलिंग अभिक्रिया करता है। डायज़ोनियम समूह $(-N=N-)$ $N,N$-डाइमिथाइलएनीलिन रिंग की पैरा-स्थिति पर आक्रमण करता है और $N,N$-डाइमिथाइल$-4-$(फिनाइलएज़ो)एनीलिन बनाता है,जो उत्पाद '$B$' है।

(A) $1$. पाइरोफॉस्फोरिक एसिड $(H_4P_2O_7)$ में $1$ $P-O-P$ बंध होता है।
$2$. साइक्लोट्राइमेटाफॉस्फोरिक एसिड $((HPO_3)_3)$ में इसकी चक्रीय संरचना में $3$ $P-O-P$ बंध होते हैं।
$3$. फॉस्फोरस पेंटोक्साइड $(P_4O_{10})$ में $6$ $P-O-P$ बंध होते हैं।
अतः,$P-O-P$ बंधों की संख्या क्रमशः $1, 3, 6$ है।

(C) $p$-नाइट्रोटोल्यूइन का $3$-ब्रोमो-$4$-क्लोरोबेंजोइक एसिड में रूपांतरण निम्नलिखित चरणों द्वारा होता है:
$1$. इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन: $Br_2 / Fe$ का उपयोग करके $p$-नाइट्रोटोल्यूइन का ब्रोमीनीकरण किया जाता है,जो मिथाइल समूह के सापेक्ष ऑर्थो स्थिति पर ब्रोमीन परमाणु को जोड़ता है।
$2$. अपचयन: $Fe / H^+$ का उपयोग करके नाइट्रो समूह $(-NO_2)$ को अमीनो समूह $(-NH_2)$ में अपचयित किया जाता है।
$3$. डायज़ोटाइजेशन: अमीनो समूह को $0-5 \ ^\circ C$ पर $HONO$ (नाइट्रस एसिड) का उपयोग करके डायज़ोनियम लवण $(-N_2^+Cl^-)$ में परिवर्तित किया जाता है।
$4$. सैंडमेयर अभिक्रिया: $CuCl$ का उपयोग करके डायज़ोनियम समूह को क्लोरीन परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।
$5$. ऑक्सीकरण: $KMnO_4$ का उपयोग करके मिथाइल समूह $(-CH_3)$ को कार्बोक्सिलिक एसिड समूह $(-COOH)$ में ऑक्सीकृत किया जाता है।
अतः,सही क्रम $(i) Br_2 / Fe, (ii) Fe / H^{+}, (iii) HONO, (iv) CuCl, (v) KMnO_4$ है।

(D) प्रारंभिक पदार्थ निनहाइड्रिन ($1,2,3$-इन्डानट्रायोन) है। जब यह जल $(H_2O)$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो केंद्रीय कार्बोनिल समूह,जो दो आसन्न कार्बोनिल समूहों के इलेक्ट्रॉन-आकर्षक प्रभाव के कारण अत्यधिक इलेक्ट्रोफिलिक होता है,जल द्वारा न्यूक्लियोफिलिक योग अभिक्रिया करके एक जेम-डायोल बनाता है। यह जेम-डायोल हाइड्रॉक्सिल समूहों और आसन्न कार्बोनिल ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच अंतःआण्विक हाइड्रोजन बंधन द्वारा स्थिर होता है। उत्पाद $2,2$-डाईहाइड्रॉक्सी-$1,3$-इन्डानडाईओन है।

(D) आर्जिनिन एक अमीनो एसिड है जो अपनी ठोस अवस्था में ज़्विटर आयन (zwitterion) के रूप में मौजूद होता है।
आयनिक आवेशों की उपस्थिति के कारण,इसका गलनांक उच्च होता है और यह एक क्रिस्टलीय ठोस है।
यह पानी जैसे ध्रुवीय विलायकों में अत्यधिक घुलनशील है लेकिन बेंजीन जैसे अध्रुवीय विलायकों में कम घुलनशील है।
इसलिए,यह कथन कि यह बेंजीन में उच्च घुलनशीलता रखता है,गलत है।

(A) क्लोरीन अपनी अनुनाद (resonance) प्रभाव के कारण एक ऑर्थो/पैरा निर्देशक समूह है।
इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं में,ऑर्थो-आइसोमर की तुलना में कम त्रिविम बाधा (steric hindrance) के कारण पैरा-आइसोमर आमतौर पर मुख्य उत्पाद होता है।
इसलिए,क्लोरोबेंजीन के फ्रीडल-क्राफ्ट्स एसाइलेशन का मुख्य उत्पाद $p-$क्लोरोएसीटोफिनोन है,जो विकल्प $A$ में दिखाई गई संरचना के अनुरूप है।

(A) क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा $\left(\Delta_0\right)$ का परिमाण धातु आयन की ऑक्सीकरण अवस्था और धातु आयन की प्रकृति पर निर्भर करता है।
दिए गए लिगेंड और ऑक्सीकरण अवस्था के लिए,$\Delta_0$ सामान्यतः प्रभावी नाभिकीय आवेश के साथ बढ़ता है।
$+3$ ऑक्सीकरण अवस्था वाले $3d$ श्रेणी के धातु आयनों में,$Cr^{3+}$ का विन्यास $d^3$ होता है।
अष्टफलकीय संकुलों में,$Cr^{3+}$ अपने $t_{2g}^3$ विन्यास की स्थिरता के कारण उच्च क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा प्रदर्शित करता है।
दिए गए विकल्पों में से $[Cr(OH_2)_6]^{3+}$ का $\Delta_0$ मान सबसे अधिक है।

(C) $CsCl$ क्रिस्टल संरचना में,$Cs^{+}$ आयन शरीर के केंद्र में स्थित होता है और $Cl^{-}$ आयन घन के कोनों पर स्थित होते हैं।
घन का मुख्य विकर्ण $\sqrt{3} a$ द्वारा दिया जाता है।
चूंकि केंद्र में स्थित $Cs^{+}$ आयन मुख्य विकर्ण के साथ कोनों पर स्थित $Cl^{-}$ आयनों को स्पर्श करता है,इसलिए मुख्य विकर्ण की लंबाई $2(r_{Cs^{+}} + r_{Cl^{-}})$ के बराबर होती है।
अतः,$2(r_{Cs^{+}} + r_{Cl^{-}}) = \sqrt{3} a$।
यह $r_{Cs^{+}} + r_{Cl^{-}} = \frac{\sqrt{3}}{2} a$ में सरल हो जाता है।

(A) संकुल $[Co(H_2O)_6]^{2+}$ है।
$Co^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $3d^7$ है।
अष्टफलकीय क्षेत्र में,$H_2O$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,इसलिए इलेक्ट्रॉन $t_{2g}^5 e_g^2$ के रूप में भरते हैं।
$t_{2g}$ कक्षक $(t_{2g})^2 (t_{2g})^2 (t_{2g})^1$ के रूप में भरे जाते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $t_{2g}$ सेट में $1$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है।

(A) संकुल $[Cr(H_2O)_5Cl]Cl_2$ जल में इस प्रकार वियोजित होता है: $[Cr(H_2O)_5Cl]Cl_2 \rightarrow [Cr(H_2O)_5Cl]^{2+} + 2Cl^-$.
संकुल का प्रत्येक मोल $2$ मोल आयननीय क्लोराइड आयन $(Cl^-)$ प्रदान करता है।
संकुल के मिलीमोल की संख्या $= Molarity \times Volume (mL) = 0.01 \, M \times 20 \, mL = 0.2 \, mmol$.
चूंकि $1$ मोल संकुल $2$ मोल $Cl^-$ देता है,इसलिए $0.2 \, mmol$ संकुल $0.4 \, mmol$ $Cl^-$ देगा।
अवक्षेपण अभिक्रिया: $Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl(s)$.
अतः,$0.4 \, mmol$ $Cl^-$ को अवक्षेपित करने के लिए $0.4 \, mmol$ $AgNO_3$ की आवश्यकता होती है।
$Molarity = \frac{millimoles}{Volume (mL)}$ का उपयोग करने पर,$0.1 = \frac{0.4}{V}$.
$V = \frac{0.4}{0.1} = 4 \, mL$.

(A) वाष्प दाब में सापेक्ष अवनमन $\frac{P^{\circ} - P_{s}}{P_{s}} = \frac{n_{solute}}{n_{solvent}}$ द्वारा दिया जाता है।
दिया गया है: $30 \% \ (w/v)$ विलयन का अर्थ है $100 \ mL$ विलयन में $30 \ g$ ग्लूकोज।
विलयन का द्रव्यमान $= \text{घनत्व} \times \text{आयतन} = 1.2 \ g \ cm^{-3} \times 100 \ mL = 120 \ g$.
विलायक (जल) का द्रव्यमान $= 120 \ g - 30 \ g = 90 \ g$.
ग्लूकोज के मोल $(n_{solute})$ $= \frac{30 \ g}{180 \ g \ mol^{-1}} = \frac{1}{6} \ mol \approx 0.1667 \ mol$.
जल के मोल $(n_{solvent})$ $= \frac{90 \ g}{18 \ g \ mol^{-1}} = 5 \ mol$.
सूत्र $\frac{24 - P_{s}}{P_{s}} = \frac{0.1667}{5} = 0.03334$ का उपयोग करने पर।
$24 - P_{s} = 0.03334 \ P_{s} \implies 24 = 1.03334 \ P_{s}$.
$P_{s} = \frac{24}{1.03334} \approx 23.22 \ mm \ Hg$। निकटतम पूर्णांक मान $23 \ mm \ Hg$ है।

(A) स्कंदन मान को $2$ घंटे में $1 \ L$ सॉल का स्कंदन करने के लिए आवश्यक इलेक्ट्रोलाइट के मिलीमोल के रूप में परिभाषित किया जाता है।
दिया गया है:
$NaCl$ विलयन का आयतन = $20 \ mL$
$NaCl$ विलयन की मोलरता = $0.5 \ M$
$As_2S_3$ सॉल का आयतन = $200 \ mL$
$NaCl$ के मिलीमोल = $0.5 \times 20 = 10 \ mmol$।
ये $10 \ mmol$ $NaCl$ की आवश्यकता $200 \ mL$ सॉल के लिए है।
$1000 \ mL$ $(1 \ L)$ सॉल के लिए आवश्यक मिलीमोल = $(10 / 200) \times 1000 = 50 \ mmol/L$।
अतः,$NaCl$ का स्कंदन मान $50$ है।