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

(D) પ્રમાણિત ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જા ફેરફાર અને સંતુલન અચળાંક વચ્ચેનો સંબંધ $\Delta G^{\circ} = -RT \ln(K)$ છે.
અહીં $R = 8.314 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$,$T = 300 \ K$,અને $K = 10$ આપેલ છે.
$\Delta G^{\circ} = -8.314 \times 300 \times \ln(10)$
$\Delta G^{\circ} = -8.314 \times 300 \times 2.303 \ J \ mol^{-1}$
$\Delta G^{\circ} = -5744.14 \ J \ mol^{-1}$
$kJ \ mol^{-1}$ માં ફેરવવા માટે $1000$ વડે ભાગતા:
$\Delta G^{\circ} = -5.744 \ kJ \ mol^{-1}$
$\times 10^{-1} \ kJ \ mol^{-1}$ ના સ્વરૂપમાં દર્શાવતા:
$-5.744 \ kJ \ mol^{-1} = -57.44 \times 10^{-1} \ kJ \ mol^{-1}$.
વિકલ્પો મુજબ નજીકની પૂર્ણાંક કિંમત લેતા,જવાબ $57$ મળે છે.

(B) હાઇડ્રોકાર્બન $C_xH_y$ માટે દહન પ્રક્રિયા:
$C_xH_y + (x + \frac{y}{4}) O_2 \rightarrow xCO_2 + \frac{y}{2} H_2O$
એવોગેડ્રોના નિયમ મુજબ,વાયુઓનું કદ મોલની સંખ્યાના પ્રમાણમાં હોય છે.
આપેલ છે: $10 \ mL$ $C_xH_y$ માંથી $40 \ mL$ $CO_2$ અને $50 \ mL$ $H_2O$ મળે છે.
સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ,$1 \ mol$ $C_xH_y$ માંથી $x \ mol$ $CO_2$ અને $\frac{y}{2} \ mol$ $H_2O$ મળે છે.
તેથી,$10x = 40 \implies x = 4$.
અને $10 \times (\frac{y}{2}) = 50 \implies 5y = 50 \implies y = 10$.
હાઇડ્રોકાર્બન $C_4H_{10}$ છે.
પરમાણુઓની કુલ સંખ્યા $= x + y = 4 + 10 = 14$.

(A) જોડકાં નીચે મુજબ છે:
$(A)$ $-NH_2$ સમૂહ સંસ્પંદન દ્વારા બેન્ઝિન વલયમાં ઇલેક્ટ્રોનનું દાન કરે છે,જે $+R$ અસર છે. તેથી,$(A)-(IV)$.
$(B)$ આલ્કીન પર ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી $(H^+)$ નું યોગશીલ થવું એ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનનું ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી તરફ સ્થાનાંતર દર્શાવે છે,જે $+E$ અસર છે. તેથી,$(B)-(III)$.
$(C)$ આલ્કીન પર કેન્દ્રાનુરાગી $(CN^-)$ નું યોગશીલ થવું એ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનનું કેન્દ્રાનુરાગીથી દૂર સ્થાનાંતર દર્શાવે છે,જે $-E$ અસર છે. તેથી,$(C)-(I)$.
$(D)$ $-NO_2$ સમૂહ સંસ્પંદન દ્વારા બેન્ઝિન વલયમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ખેંચે છે,જે $-R$ અસર છે. તેથી,$(D)-(II)$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A-IV, B-III, C-I, D-II$ છે.

(B) સંયુગ્મી બેઝની બેઝિક પ્રબળતા તેના અનુરૂપ એસિડની એસિડિક પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
અનુરૂપ એસિડની એસિડિક પ્રબળતાનો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$HCl > CH_3COOH > H_2O > ROH$
$HCl$ સૌથી પ્રબળ એસિડ હોવાથી,તેનો સંયુગ્મી બેઝ $Cl^{-}$ સૌથી નિર્બળ બેઝ છે.
$ROH$ (આલ્કોહોલ) એ $H_2O$ કરતા નિર્બળ એસિડ હોવાથી,તેનો સંયુગ્મી બેઝ $RO^{-}$ એ $OH^{-}$ કરતા પ્રબળ બેઝ છે.
તેથી,બેઝિક પ્રબળતાનો ઉતરતો ક્રમ:
$RO^{-} > OH^{-} > CH_3COO^{-} > Cl^{-}$

(B) એમોનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડનું વિયોજન આ મુજબ છે: $NH_{4}OH \rightleftharpoons NH_{4}^{+} + OH^{-}$.
એમોનિયમ ક્લોરાઇડ એક પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય છે અને તેનું સંપૂર્ણ વિયોજન થાય છે: $NH_{4}Cl \rightarrow NH_{4}^{+} + Cl^{-}$.
$NH_{4}^{+}$ ના સામાન્ય આયન અસરને કારણે,$NH_{4}OH$ નું સંતુલન ડાબી બાજુ ખસે છે.
આનાથી $OH^{-}$ આયનોની સાંદ્રતા એટલી હદે ઘટી જાય છે કે માત્ર ગ્રુપ-$III$ ના કેટાયન્સના હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ જ અવક્ષેપિત થાય છે,કારણ કે તેમનો $K_{sp}$ ખૂબ જ ઓછો ($10^{-18}$ થી $10^{-38}$ ની રેન્જમાં) હોય છે,જ્યારે અન્ય ગ્રુપના કેટાયન્સ દ્રાવણમાં રહે છે.

(C) $CH_4$ અને $PF_5$ એ અધ્રુવીય અણુઓ છે જેની ચોખ્ખી ડાયપોલ મોમેન્ટ $\mu_{net} = 0$ છે.
$NH_3$ અને $NF_3$ બંનેમાં મધ્યસ્થ પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) સાથે ત્રિકોણીય પિરામિડલ ભૂમિતિ હોય છે.
$NH_3$ માં,બંધ ડાયપોલ $(N-H)$ ની દિશા નાઇટ્રોજન પરમાણુ તરફ હોય છે,જે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની મોમેન્ટની દિશામાં જ હોય છે. તેથી,તેઓનો સરવાળો થાય છે.
$NF_3$ માં,ફ્લોરિન પરમાણુઓ નાઇટ્રોજન કરતા વધુ વિદ્યુતઋણ હોવાથી,બંધ ડાયપોલ $(N-F)$ નાઇટ્રોજન પરમાણુથી દૂરની દિશામાં હોય છે,જે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની મોમેન્ટની વિરુદ્ધ દિશામાં હોય છે.
તેથી,$NH_3$ $(1.46 \ D)$ ની ડાયપોલ મોમેન્ટ $NF_3$ $(0.24 \ D)$ કરતા વધારે છે.

(A) મધ્યસ્થ પરમાણુનું સંકરણ નક્કી કરવા માટે,આપણે સ્ટેરિક નંબર $(SN)$ ગણીએ છીએ: $SN = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$.
$1$. $NO_3^{-}$ માટે: $N$ ના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન $5$ છે. $SN = \frac{1}{2} (5 + 0 - 0 + 1) = 3$. સંકરણ $sp^2$ છે.
$2$. $BCl_3$ માટે: $B$ ના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન $3$ છે. $SN = \frac{1}{2} (3 + 3 - 0 + 0) = 3$. સંકરણ $sp^2$ છે.
$3$. $ClO_2^{-}$ માટે: $Cl$ ના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન $7$ છે. $SN = \frac{1}{2} (7 + 0 - 0 + 1) = 4$. સંકરણ $sp^3$ છે.
$4$. $ClO_3$ માટે: $Cl$ ના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન $7$ છે. બંધારણ મુજબ,મધ્યસ્થ $Cl$ પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
આમ,$ClO_2^{-}$ અને $ClO_3$ માં $sp^3$ સંકરણ છે.
કુલ સંખ્યા $2$ છે.

(D) ઇલેક્ટ્રોમેરિક અસર એ એક કામચલાઉ અસર છે જે આક્રમણકારી પ્રક્રિયકની હાજરીમાં થાય છે. જ્યારે $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન આક્રમણકારી પ્રક્રિયક તરફ સ્થાનાંતરિત થાય છે,ત્યારે તેને ધન ઇલેક્ટ્રોમેરિક અસર ($+E$ અસર) કહેવામાં આવે છે. હાઇડ્રોજન આયન $(H^{+})$ ઇલેક્ટ્રોફાઇલ તરીકે વર્તે છે,તેથી $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન તેના તરફ ગતિ કરે છે,જે તેને ધન ઇલેક્ટ્રોમેરિક અસર બનાવે છે. આમ,$(H^{+})$ ઋણ ઇલેક્ટ્રોમેરિક અસર દર્શાવે છે તે વિધાન ખોટું છે.

(D) લાસેન કસોટીનો ઉપયોગ કાર્બનિક સંયોજનોમાં નાઇટ્રોજન,સલ્ફર અને હેલોજનની હાજરી ચકાસવા માટે થાય છે.
તેમાં કાર્બનિક સંયોજનને સોડિયમ ધાતુ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,જે તત્વોને તેમના સોડિયમ ક્ષારમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
નાઇટ્રોજન માટે,તે સોડિયમ સાયનાઇડ $(NaCN)$ બનાવે છે.
$NaCN$ માટે કાર્બન અને નાઇટ્રોજન બંનેની જરૂર હોવાથી,કાર્બનિક સંયોજનમાં બંને તત્વો હોવા આવશ્યક છે.
હાઇડ્રેઝિન $(NH_2-NH_2)$ માં નાઇટ્રોજન છે પરંતુ કાર્બન નથી,તેથી તે $NaCN$ બનાવી શકતું નથી અને લાસેન કસોટી આપતું નથી.

(D) સમૂહ સંયોજકતા એ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા અથવા $8$ માંથી સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા બાદ કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે.
બીજા આવર્તના તત્વો $(N, O, F)$ તેમની સમૂહ સંખ્યા સાથે મેળ ખાતી સંયોજકતા દર્શાવી શકતા નથી (દા.ત.,સમૂહ $15$ માં $N$ એ $5$ સંયોજકતા દર્શાવી શકતું નથી) કારણ કે તેમની સંયોજકતા કક્ષામાં ખાલી $d$-કક્ષકોનો અભાવ હોય છે.
$B, C, Al, Si, P, S$ તેમની સમૂહ સંખ્યાને અનુરૂપ સંયોજકતા દર્શાવી શકે છે.
આમ,જે તત્વો તેમની સમૂહ સંયોજકતા સાથે મેળ ખાતી સંયોજકતા ધરાવતા સંયોજનો બનાવી શકતા નથી તે $N, O, F$ છે.
કુલ સંખ્યા $3$ છે.

(B) $1$. $NaCl$ નું મોલર દળ ગણો: $23 + 35.5 = 58.5 \ g \ mol^{-1}$.
$2$. $NaCl$ ના મોલની સંખ્યા ગણો: $n = \frac{\text{દળ}}{\text{મોલર દળ}} = \frac{5.85 \ g}{58.5 \ g \ mol^{-1}} = 0.1 \ mol$.
$3$. દ્રાવણના કદને લિટરમાં ફેરવો: $500 \ mL = 0.5 \ L$.
$4$. મોલારિટી $(M)$ ગણો: $M = \frac{n}{V(L)} = \frac{0.1 \ mol}{0.5 \ L} = 0.2 \ M$.

(B) પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી $(IE_1)$ સામાન્ય રીતે આવર્ત કોષ્ટકમાં ડાબેથી જમણે જતાં વધે છે.
પરંતુ,સ્થાયી ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાને કારણે તેમાં અપવાદો જોવા મળે છે.
આપેલા તત્વો માટે સાચો ક્રમ: $B < Be < O < N < F$ છે.
તત્વોને તેમના લેબલ સાથે સરખાવતા: $A=O, B=N, C=Be, D=F, E=B$.
તેથી,સાચો ક્રમ $E < C < A < B < D$ થાય છે.

(A) પ્રક્રિયા છે: $C_2H_{4(g)} + H_{2(g)} \rightarrow C_2H_{6(g)}$
પ્રક્રિયાની એન્થાલ્પી ફેરફાર બંધ ઉર્જાનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે: $\Delta H = \sum BE_{\text{reactants}} - \sum BE_{\text{products}}$
$\Delta H = [BE(C=C) + 4 \times BE(C-H) + BE(H-H)] - [BE(C-C) + 6 \times BE(C-H)]$
$\Delta H = BE(C=C) + BE(H-H) - BE(C-C) - 2 \times BE(C-H)$
આપેલ કિંમતો મૂકતા:
$\Delta H = 615 + 435 - 347 - 2 \times 414$
$\Delta H = 1050 - 347 - 828$
$\Delta H = 1050 - 1175 = -125 \ kJ/mol$

(D) બોહરના ક્વોન્ટાઈઝેશનના નિયમ મુજબ:
$2 \pi r_n = n \lambda$
$n^{th}$ કક્ષાની ત્રિજ્યા,$r_n = a_0 \frac{n^2}{Z}$
હાઈડ્રોજન પરમાણુ માટે,$Z = 1$ અને આપેલ $n = 4$.
$2 \pi \left(a_0 \frac{4^2}{1}\right) = 4 \lambda$
$2 \pi a_0 (16) = 4 \lambda$
$32 \pi a_0 = 4 \lambda$
$\lambda = 8 \pi a_0$
તેથી,મૂલ્ય $8$ છે.

(NONE OF THE ABOVE) એસિડિક માધ્યમમાં $KMnO_4$ અને ઓક્સેલિક એસિડ વચ્ચેની પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$2KMnO_4 + 5H_2C_2O_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 10CO_2 + 8H_2O$.
તુલ્યતાના નિયમ મુજબ,$KMnO_4$ ના તુલ્યભારની સંખ્યા ઓક્સેલિક એસિડના તુલ્યભારની સંખ્યા જેટલી હોય છે:
$n_{eq}(KMnO_4) = n_{eq}(H_2C_2O_4)$.
તુલ્યભારની ગણતરી $Molarity \times Volume \times n-factor$ તરીકે કરવામાં આવે છે.
એસિડિક માધ્યમમાં $KMnO_4$ માટે,$n-factor = 5$.
ઓક્સેલિક એસિડ $(H_2C_2O_4)$ માટે,$n-factor = 2$.
ધારો કે $KMnO_4$ ની મોલારિટી $M$ છે.
$M \times 2 \ mL \times 5 = 2 \ M \times 20 \ mL \times 2$.
$10M = 80$.
$M = 8 \ M$.

(B) પ્રક્રિયા છે: $2MnO_2 + 4KOH + O_2 \rightarrow 2K_2MnO_4 + 2H_2O$. તેથી,$A$ એ $K_2MnO_4$ છે.
તટસ્થ અથવા એસિડિક માધ્યમમાં,$K_2MnO_4$ અસમાનતા પામે છે: $3MnO_4^{2-} + 4H^+ \rightarrow 2MnO_4^- + MnO_2 + 2H_2O$.
અહીં,$B$ એ $MnO_4^-$ ($Mn^{+7}$,$d^0$ ઇલેક્ટ્રોન રચના,$n=0$,$\mu = 0 \ BM$) છે અને $C$ એ $MnO_2$ ($Mn^{+4}$,$d^3$ ઇલેક્ટ્રોન રચના,$n=3$,$\mu = \sqrt{3(3+2)} = \sqrt{15} \approx 3.87 \ BM$) છે.
ચુંબકીય મોમેન્ટનો સરવાળો $0 + 3.87 = 3.87 \ BM$ થાય છે.
નજીકનો પૂર્ણાંક $4$ છે.

(A) આણ્વિય સૂત્ર $C_7H_{16}$ એ હેપ્ટેન અને તેના સમઘટકો દર્શાવે છે.
શૃંખલા સમઘટકો એવા સંયોજનો છે જેનું આણ્વિય સૂત્ર સમાન હોય પરંતુ કાર્બનનું માળખું અલગ હોય.
$C_7H_{16}$ માટે શક્ય શૃંખલા સમઘટકો નીચે મુજબ છે:
$1$. $n$-હેપ્ટેન
$2$. $2$-મિથાઈલહેક્ઝેન
$3$. $3$-મિથાઈલહેક્ઝેન
$4$. $3$-ઈથાઈલપેન્ટેન
$5$. $2,2$-ડાયમિથાઈલપેન્ટેન
$6$. $2,3$-ડાયમિથાઈલપેન્ટેન
$7$. $2,4$-ડાયમિથાઈલપેન્ટેન
$8$. $3,3$-ડાયમિથાઈલપેન્ટેન
$9$. $2,2,3$-ટ્રાયમિથાઈલબ્યુટેન
આમ,$C_7H_{16}$ માટે કુલ $9$ શૃંખલા સમઘટકો છે.

(B) $M.O.T.$ (આણ્વીય કક્ષક સિદ્ધાંત) મુજબ:
$O_2$ ($16$ ઇલેક્ટ્રોન): અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $= 2$.
$O_2^{-}$ ($17$ ઇલેક્ટ્રોન): અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $= 1$.
$NO$ ($15$ ઇલેક્ટ્રોન): અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $= 1$.
$CN^{-}$ ($14$ ઇલેક્ટ્રોન): અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $= 0$.
$O_2^{2-}$ ($18$ ઇલેક્ટ્રોન): અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $= 0$.
આમ,એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતી જાતિઓ $O_2^{-}$ અને $NO$ છે. કુલ સંખ્યા $2$ છે.

(D) આપેલી પ્રક્રિયા $SO_{3(g)} \rightleftharpoons SO_{2(g)} + \frac{1}{2} O_{2(g)}$ છે,જ્યાં $K_{C} = 4.9 \times 10^{-2}$.
લક્ષ્ય પ્રક્રિયા $2 SO_{2(g)} + O_{2(g)} \rightleftharpoons 2 SO_{3(g)}$ છે.
પ્રથમ,મૂળ પ્રક્રિયાને ઉલટાવતા: $SO_{2(g)} + \frac{1}{2} O_{2(g)} \rightleftharpoons SO_{3(g)}$. નવો સંતુલન અચળાંક $K_{C1} = \frac{1}{K_{C}} = \frac{1}{4.9 \times 10^{-2}}$ થશે.
ત્યારબાદ,ઉલટાવેલી પ્રક્રિયાને $2$ વડે ગુણતા: $2 SO_{2(g)} + O_{2(g)} \rightleftharpoons 2 SO_{3(g)}$. નવો સંતુલન અચળાંક $K_{C}^{\prime} = (K_{C1})^2 = \left( \frac{1}{4.9 \times 10^{-2}} \right)^2$ થશે.
$K_{C}^{\prime} = \left( \frac{100}{4.9} \right)^2 \approx 416.49 \approx 416$.

(A) આ પ્રક્રિયામાં ડાયમિથાઈલએમાઈન $(Me_2NH)$ દ્વારા બ્રોમીન પરમાણુઓનું ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન થાય છે.
પ્રથમ,એક $Me_2NH$ અણુ એલાઈલિક સ્થાન પર હુમલો કરે છે અને એક $Br^-$ આયન દૂર થાય છે.
ત્યારબાદ,નવા જોડાયેલા ડાયમિથાઈલએમિનો ગ્રુપના નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર રહેલી અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ બીજા $Br^-$ આયનને દૂર કરીને એઝિરિડિનિયમ આયન મધ્યવર્તી બનાવે છે.
અંતે,$Me_2NH$ નો બીજો અણુ એઝિરિડિનિયમ રિંગ પર હુમલો કરે છે,જે તેને ખોલીને અંતિમ નીપજ $3,4$-બિસ(ડાયમિથાઈલએમિનો)સાયક્લોપેન્ટ-$1$-ઈન બનાવે છે.

(D) ક્લોરાઇડ ક્ષારની $MnO_2$ અને સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથેની પ્રક્રિયાથી ક્લોરિન વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે,જે લીલાશ પડતા પીળા રંગનો હોય છે.
$2NH_4Cl + MnO_2 + 2H_2SO_4 \xrightarrow{\Delta} MnSO_4 + (NH_4)_2SO_4 + 2H_2O + Cl_2 \uparrow$
કારણ કે $Cl_2$ એ લીલાશ પડતો પીળો વાયુ છે,તેથી ક્ષાર $(A)$ એ ક્લોરાઇડ ક્ષાર $NH_4Cl$ હોવો જોઈએ.

(B) . સાચું: હાઇડ્રોજન બંધન ત્યારે થાય છે જ્યારે $H$ એ $F, O,$ અથવા $N$ જેવા અત્યંત વિદ્યુતઋણ પરમાણુઓ સાથે સહસંયોજક રીતે જોડાયેલ હોય.
$B$. ખોટું: $o$-નાઈટ્રોફિનોલ આંતઃઆણ્વીય $H$-બંધન દર્શાવે છે,આંતરઆણ્વીય નહીં.
$C$. ખોટું: $HF$ આંતરઆણ્વીય $H$-બંધન દર્શાવે છે,આંતઃઆણ્વીય નહીં.
$D$. સાચું: $H$-બંધનનું મૂલ્ય ભૌતિક સ્થિતિ (દા.ત.,ઘન વિરુદ્ધ પ્રવાહી) દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે.
$E$. સાચું: $H$-બંધન ગલનબિંદુ,ઉત્કલનબિંદુ અને દ્રાવ્યતા જેવા ભૌતિક ગુણધર્મોને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે.
તેથી,વિધાનો $A, D,$ અને $E$ સાચા છે.

(D) કાર્બેનાયનની સ્થિરતા સુગંધિતતા (aromaticity),સંસ્પંદન (resonance) અને સંકરણ (hybridization) જેવા પરિબળો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$1$. સંયોજન $(d)$ સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલ એનાયન છે,જે એરોમેટિક ($6\pi$ ઇલેક્ટ્રોન) છે અને તેથી ખૂબ જ સ્થિર છે.
$2$. સંયોજન $(a)$ સાયક્લોપ્રોપેનાઇલ એનાયન છે,જે એન્ટી-એરોમેટિક ($4\pi$ ઇલેક્ટ્રોન) છે અને તેથી સૌથી ઓછું સ્થિર છે.
$3$. $(b)$ અને $(c)$ ની વચ્ચે,બંને નોન-એરોમેટિક છે અને ઋણ વીજભાર $sp^3$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન પર છે. આવા કિસ્સાઓમાં સ્થિરતા એંગલ સ્ટ્રેન (angle strain) દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે. ચાર-સભ્યની રીંગ $(b)$ ની તુલનામાં પાંચ-સભ્યની રીંગ $(c)$ માં એંગલ સ્ટ્રેન ઓછો હોય છે.
$4$. આમ,સ્થિરતાનો સાચો ક્રમ $d > c > b > a$ છે.

(D) $(i)$ સમૂહમાં $B$ થી $Al$ તરફ જતાં પરમાણ્વીય કદમાં વધારો થવાને કારણે પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી $(IE_1)$ ઘટે છે.
$(ii)$ $Al$ થી $Ga$ તરફ જતાં,$d$-ઇલેક્ટ્રોનની નબળી શીલ્ડિંગ અસર (સ્કેન્ડાઇડ સંકોચન) ને કારણે $IE_1$ વધે છે.
$(iii)$ $Ga$ થી $Tl$ તરફ જતાં,$f$-ઇલેક્ટ્રોનની નબળી શીલ્ડિંગ અસર (લેન્થેનાઇડ સંકોચન) ને કારણે $IE_1$ વધે છે.
$(iv)$ આ વલણોને જોડતા,સાચો ક્રમ $Tl > Ga > Al$ છે.

(A) ડાલ્ટનના પરમાણુ સિદ્ધાંત મુજબ,સંયોજનો બનાવવા માટે વિવિધ તત્વોના પરમાણુઓ દળ દ્વારા નિશ્ચિત ગુણોત્તરમાં જોડાય છે. તેથી,'કોઈપણ' ગુણોત્તરમાં જોડાય છે તેવું વિધાન ખોટું છે.

(A) વિધાન $I$: પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી $(IE_1)$ આવર્તમાં ડાબેથી જમણે વધે છે અને સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ ઘટે છે. મૂલ્યો છે: $Na$ $(496 \ kJ/mol)$,$Li$ $(520 \ kJ/mol)$,$Cl$ $(1256 \ kJ/mol)$,$F$ $(1681 \ kJ/mol)$. આમ,ક્રમ $Na < Li < Cl < F$ સાચો છે.
વિધાન $II$: ઋણ ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી $(-\Delta_{eg}H)$ સામાન્ય રીતે આવર્તમાં વધે છે અને સમૂહમાં ઘટે છે. જોકે,$F$ ના નાના કદને કારણે,તેમાં ઇલેક્ટ્રોન-ઇલેક્ટ્રોન અપાકર્ષણ વધારે હોય છે,જેનાથી તેની ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી $Cl$ કરતા ઓછી ઋણ બને છે. મૂલ્યો છે: $Na$ $(-53 \ kJ/mol)$,$Li$ $(-60 \ kJ/mol)$,$F$ $(-328 \ kJ/mol)$,$Cl$ $(-349 \ kJ/mol)$. આમ,ક્રમ $Na < Li < F < Cl$ સાચો છે.
બંને વિધાનો સાચા છે.

(C) ભૂમિતિ નક્કી કરવા માટે,આપણે દરેક સ્પીસીઝની રચનાનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$1$. $SO_3^{2-}$ (સલ્ફાઈટ આયન): મધ્યસ્થ $S$ પરમાણુ પાસે $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,આ ત્રિકોણીય પિરામિડલ ભૂમિતિ આપે છે.
$2$. $SO_4^{2-}$ (સલ્ફેટ આયન): મધ્યસ્થ $S$ પરમાણુ પાસે $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ આપે છે.
$3$. $S_2O_3^{2-}$ (થાયોસલ્ફેટ આયન): મધ્યસ્થ $S$ પરમાણુ $3$ ઓક્સિજન પરમાણુઓ અને $1$ સલ્ફર પરમાણુ સાથે જોડાયેલ છે,જેમાં $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ આપે છે.
$4$. $S_2O_7^{2-}$ (પાયરોસલ્ફેટ આયન): દરેક મધ્યસ્થ $S$ પરમાણુ $4$ ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે દરેક સલ્ફર પરમાણુની આસપાસ સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ આપે છે.
આમ,માત્ર $SO_3^{2-}$ પાસે પિરામિડલ ભૂમિતિ છે. આવી સ્પીસીઝની કુલ સંખ્યા $1$ છે.

(A) આપેલ મુખ્ય ક્વોન્ટમ આંક $n$ માટે,ગૌણ ક્વોન્ટમ આંક $l$ ની શક્ય કિંમતો $0$ થી $n-1$ સુધીની હોય છે.
$n=4$ માટે,$l$ ની શક્ય કિંમતો $0, 1, 2, 3$ છે,જે અનુક્રમે $4s, 4p, 4d$ અને $4f$ પેટાકોષો દર્શાવે છે.
આપેલ $l$ માટે ચુંબકીય ક્વોન્ટમ આંક $m_l$ ની કિંમતો $-l$ થી $+l$ સુધીની હોય છે.
- $4s$ $(l=0)$ માટે: $m_l = 0$ ($1$ કક્ષક)
- $4p$ $(l=1)$ માટે: $m_l = -1, 0, +1$ ($m_l=0$ વાળી $1$ કક્ષક)
- $4d$ $(l=2)$ માટે: $m_l = -2, -1, 0, +1, +2$ ($m_l=0$ વાળી $1$ કક્ષક)
- $4f$ $(l=3)$ માટે: $m_l = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3$ ($m_l=0$ વાળી $1$ કક્ષક)
આમ,દરેક પેટાકોષમાં $m_l=0$ ધરાવતી બરાબર એક કક્ષક હોય છે.
$n=4$ અને $m_l=0$ ધરાવતી કક્ષકોની કુલ સંખ્યા $1+1+1+1 = 4$ છે.

(B) અણુની ડાયપોલ મોમેન્ટ શૂન્ય ન હોય જો તે ધ્રુવીય હોય,જે ત્યારે થાય છે જ્યારે વીજભારનું અસમપ્રમાણ વિતરણ હોય.
$1$. $BeCl_2$: રેખીય,$\mu = 0$ (અધ્રુવીય)
$2$. $BCl_3$: ત્રિકોણીય સમતલીય,$\mu = 0$ (અધ્રુવીય)
$3$. $NF_3$: પિરામિડલ,$\mu \neq 0$ (ધ્રુવીય)
$4$. $XeF_4$: ચોરસ સમતલીય,$\mu = 0$ (અધ્રુવીય)
$5$. $CCl_4$: સમચતુષ્ફલકીય,$\mu = 0$ (અધ્રુવીય)
$6$. $H_2O$: કોણીય (બેન્ટ),$\mu \neq 0$ (ધ્રુવીય)
$7$. $H_2S$: કોણીય (બેન્ટ),$\mu \neq 0$ (ધ્રુવીય)
$8$. $HBr$: વિષમકેન્દ્રીય દ્વિપરમાણ્વીય,$\mu \neq 0$ (ધ્રુવીય)
$9$. $CO_2$: રેખીય,$\mu = 0$ (અધ્રુવીય)
$10$. $H_2$: સમકેન્દ્રીય દ્વિપરમાણ્વીય,$\mu = 0$ (અધ્રુવીય)
$11$. $HCl$: વિષમકેન્દ્રીય દ્વિપરમાણ્વીય,$\mu \neq 0$ (ધ્રુવીય)
શૂન્ય ન હોય તેવી ડાયપોલ મોમેન્ટ ધરાવતી જાતિઓ $NF_3, H_2O, H_2S, HBr, HCl$ છે.
કુલ સંખ્યા = $5$.

(C) સમતાપી પ્રક્રિયા માટે,આંતરિક ઉર્જામાં ફેરફાર $\Delta U = 0$ થાય છે.
ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના પ્રથમ નિયમ મુજબ,$\Delta U = Q + W$,તેથી $Q = -W$.
પ્રક્રિયા પ્રતિવર્તી નથી અને અચળ બાહ્ય દબાણ $P_{ext}$ વિરુદ્ધ થાય છે,તેથી કાર્ય $W = -P_{ext} \times \Delta V$ છે.
અહીં $P_{ext} = 5 \ atm$,$V_1 = 60 \ L$ અને $V_2 = 20 \ L$ આપેલ છે,તેથી કદમાં ફેરફાર $\Delta V = V_2 - V_1 = 20 \ L - 60 \ L = -40 \ L$.
$W = -5 \ atm \times (-40 \ L) = 200 \ L \cdot atm$.
તેથી,$Q = -W = -200 \ L \cdot atm$.

(C) $2$-oxohex-$4$-ynoic acid નું બંધારણીય સૂત્ર $CH_3-C \equiv C-CH_2-C(=O)-COOH$ છે.
$\sigma$ અને $\pi$ બંધોની કુલ સંખ્યા શોધવા માટે:
$1.$ $\sigma$ બંધો:
- $C-H$ બંધો: $3$ ($CH_3$ માંથી) + $2$ ($CH_2$ માંથી) + $1$ ($COOH$ માંથી) = $6$
- $C-C$ એકલ બંધો: $3$
- $C \equiv C$ ત્રિ-બંધ: $1$ $\sigma$
- $C=O$ દ્વિ-બંધો: $2$ $\sigma$
- $C-O$ એકલ બંધ: $1$
- $O-H$ એકલ બંધ: $1$
કુલ $\sigma$ બંધો = $6 + 3 + 1 + 2 + 1 + 1 = 14$.
$2.$ $\pi$ બંધો:
- $C \equiv C$ ત્રિ-બંધ: $2$ $\pi$
- $C=O$ દ્વિ-બંધો: $2$ $\pi$
કુલ $\pi$ બંધો = $2 + 2 = 4$.
બંધોની કુલ સંખ્યા = $\sigma + \pi = 14 + 4 = 18$.

(B) વેનીલિન એ $C_8H_8O_3$ આણ્વિય સૂત્ર ધરાવતું કાર્બનિક સંયોજન છે. તે એક ફિનોલિક આલ્ડિહાઇડ છે જેમાં આલ્ડિહાઇડ,હાઇડ્રોક્સિલ અને ઈથર ક્રિયાશીલ સમૂહો હોય છે.
બંધારણનું વિશ્લેષણ:
$1$. ઓક્સિજન પરમાણુઓની કુલ સંખ્યા = $3$ (એક $-CHO$ માં,એક $-OH$ માં,અને એક $-OCH_3$ માં).
$2$. $\pi$-બંધોની કુલ સંખ્યા:
- બેન્ઝીન રિંગમાં $3$ $\pi$-બંધ.
- આલ્ડિહાઇડના $C=O$ સમૂહમાં $1$ $\pi$-બંધ.
- કુલ $\pi$-બંધ = $4$.
$3$. $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનની કુલ સંખ્યા = $4 \times 2 = 8$.
ઓક્સિજન પરમાણુઓ અને $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનનો સરવાળો = $3 + 8 = 11$.

(D) ડાલ્ટનનો પરમાણુ સિદ્ધાંત જણાવે છે કે પરમાણુઓ અવિભાજ્ય છે,તેથી વિધાન $B$ (દ્રવ્ય વિભાજ્ય પરમાણુઓનું બનેલું છે) ખોટું છે.
ડાલ્ટનનો સિદ્ધાંત જણાવે છે કે આપેલ તત્વના તમામ પરમાણુઓ દળ સહિત તમામ બાબતોમાં સમાન હોય છે,તેથી વિધાન $D$ (આપેલ તત્વના તમામ પરમાણુઓ દળ સહિતના અલગ ગુણધર્મો ધરાવે છે) ખોટું છે.
વિધાન $A$,$C$,અને $E$ ડાલ્ટનના પરમાણુ સિદ્ધાંતની મૂળ ધારણાઓ સાથે સુસંગત છે.
તેથી,ખોટા વિધાનો $B$ અને $D$ છે.

(A) લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,સંતુલન સ્થાન વાયુરૂપ અથવા જલીય ઘટકોની સાંદ્રતામાં ફેરફારથી પ્રભાવિત થાય છે.
આપેલ પ્રતિક્રિયામાં,$Fe_2O_{3(s)}$ એ ઘન પદાર્થ છે.
શુદ્ધ ઘન અથવા શુદ્ધ પ્રવાહીનું સક્રિય દળ એકમ $(1)$ લેવામાં આવે છે અને તે હાજર જથ્થાને ધ્યાનમાં લીધા વિના અચળ રહે છે.
તેથી,$Fe_2O_{3(s)}$ નો ઉમેરો કે તેને દૂર કરવાથી સંતુલન સમીકરણમાં સામેલ પ્રક્રિયકો અથવા નીપજોની સાંદ્રતા બદલાતી નથી,અને તેથી તે સંતુલનને ખલેલ પહોંચાડશે નહીં.

(B) પ્રબળ એસિડ અને પ્રબળ બેઝની તટસ્થીકરણની એન્થાલ્પી એ $1 \ mol$ $H^{+}$ આયનો અને $1 \ mol$ $OH^{-}$ આયનો વચ્ચેની પ્રક્રિયાથી $1 \ mol$ પાણી બનતી વખતે મુક્ત થતી ઉષ્મા છે.
પ્રબળ એસિડ અને બેઝ સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ પામે છે,તેથી ચોખ્ખી પ્રક્રિયા $H^{+}(aq) + OH^{-}(aq) \rightarrow H_2O(l)$ છે.
આ પ્રક્રિયા માટે એન્થાલ્પી ફેરફાર લગભગ $-57.1 \ kJ \ mol^{-1}$ (જેને $-57 \ kJ \ mol^{-1}$ તરીકે લેવામાં આવે છે) અચળ રહે છે.
તેથી,વિધાન $(A)$ અને કારણ $(R)$ બંને સાચા છે અને કારણ $(R)$ એ વિધાન $(A)$ ની સાચી સમજૂતી છે.

(D) $O^{2-}$,$F^{-}$,$Na^{+}$,અને $Mg^{2+}$ સ્પીસીઝ આઈસોઈલેક્ટ્રોનિક છે કારણ કે તે બધામાં $10$ ઈલેક્ટ્રોન છે.
પરમાણ્વીય ક્રમાંક $(Z)$ પ્રોટોનની સંખ્યા દ્વારા નક્કી થાય છે: $O=8, F=9, Na=11, Mg=12$. તેથી,તેમનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક અલગ છે.
આઈસોઈલેક્ટ્રોનિક સ્પીસીઝ માટે,જેમ પરમાણ્વીય ક્રમાંક $(Z)$ વધે તેમ આયનીય ત્રિજ્યા ઘટે છે.
આયનીય ત્રિજ્યાનો ક્રમ $O^{2-} > F^{-} > Na^{+} > Mg^{2+}$ છે.
તેથી,વિધાન $(A)$,$(C)$,અને $(D)$ સાચા છે.

(D) ઇથિલિનનું રાસાયણિક સૂત્ર $CH_2=CH_2$ છે.
આ અણુમાં,$4$ $C-H$ $\sigma$ બંધો અને $1$ $C-C$ $\sigma$ બંધ છે,જે કુલ $5$ $\sigma$ બંધો બનાવે છે.
તેમાં $1$ $C-C$ $\pi$ બંધ પણ છે.
તેથી,$\sigma$ અને $\pi$ બંધોની સંખ્યા અનુક્રમે $5$ અને $1$ છે.

(C) ડાયપોલ મોમેન્ટ એ સદિશ રાશિ છે. $cis$-આઈસોમરમાં,બે $C-CH_3$ બંધની ડાયપોલ એક જ દિશામાં હોય છે,જેના પરિણામે ચોખ્ખી ડાયપોલ મોમેન્ટ શૂન્ય હોતી નથી.
$trans$-આઈસોમરમાં,બે $C-CH_3$ બંધની ડાયપોલ સમાન મૂલ્યની અને વિરુદ્ધ દિશામાં હોય છે,જે એકબીજાને નાબૂદ કરે છે,પરિણામે ચોખ્ખી ડાયપોલ મોમેન્ટ શૂન્ય થાય છે.
$cis$-આઈસોમરની ડાયપોલ મોમેન્ટ શૂન્ય નથી અને $trans$-આઈસોમરની ડાયપોલ મોમેન્ટ શૂન્ય હોવાથી,$cis$-આઈસોમર વધુ ધ્રુવીય છે.
તેથી,વિધાન $(A)$ અને કારણ $(R)$ બંને સાચા છે,અને $(R)$ એ $(A)$ ની સાચી સમજૂતી છે.

(B) બેન્ઝીનના નાઈટ્રેશનમાં,સાંદ્ર $H_2SO_4$ અને $HNO_3$ પ્રક્રિયકો તરીકે વપરાય છે,જે નીચેના સોપાનોમાં ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી $NO_2^+$ ઉત્પન્ન કરે છે:
$H_2SO_4 + HNO_3 \rightleftharpoons HSO_4^- + H_2O^+-NO_2$
$H_2O^+-NO_2 \rightleftharpoons H_2O + NO_2^+$
વિધાન $I$ સાચું છે કારણ કે તે પ્રોટોનેટેડ નાઈટ્રિક એસિડનું પાણી અને નાઈટ્રોનિયમ આયન $(NO_2^+)$ માં વિયોજન દર્શાવે છે.
વિધાન $II$ ખોટું છે કારણ કે ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપનને પ્રોત્સાહન આપવા માટે લુઈસ એસિડ (જેમ કે $AlCl_3$,$FeBr_3$) નો ઉપયોગ થાય છે,લુઈસ બેઝનો નહીં.

(D) $1$. ઓક્સિજનની ટકાવારીની ગણતરી: $100 - (42.1 + 6.4) = 51.5 \%$.
$2$. $100 \ g$ સંયોજનમાં દરેક તત્વના મોલની ગણતરી:
$n_C = \frac{42.1}{12} \approx 3.51$,$n_H = \frac{6.4}{1} = 6.4$,$n_O = \frac{51.5}{16} \approx 3.22$.
$3$. પ્રમાણ સૂચક સૂત્રનો ગુણોત્તર: $C : H : O = \frac{3.51}{3.22} : \frac{6.4}{3.22} : \frac{3.22}{3.22} \approx 1.1 : 2 : 1$.
$4$. આણ્વીય દળ $342$ છે. $C_{12}H_{22}O_{11}$ માટે,આણ્વીય દળ $= (12 \times 12) + (22 \times 1) + (11 \times 16) = 342$.
$5$. તેથી,આણ્વીય સૂત્ર $C_{12}H_{22}O_{11}$ છે.

(D) બોરોનનો વધુ વિપુલ આઈસોટોપ $^{11}B$ છે.
$^{11}B$ માં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા $= 11 - 5 = 6$.
તેથી,$x = 6$.
અસ્ફટિકમય બોરોન ગરમ કરવા પર હવા (ઓક્સિજન) સાથે પ્રક્રિયા કરીને બોરોન ટ્રાયોક્સાઈડ બનાવે છે: $4B + 3O_2 \rightarrow 2B_2O_3$.
$B_2O_3$ માં,બોરોનનો ઓક્સિડેશન આંક $+3$ છે.
તેથી,$y = 3$.
આમ,$x + y = 6 + 3 = 9$.

(A) હાઇડ્રોજન જેવા પરમાણુની $n$ મી કક્ષામાં ઇલેક્ટ્રોનનો વેગ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $v_n = 2.18 \times 10^6 \times \frac{Z}{n} \ ms^{-1}$.
હાઇડ્રોજન પરમાણુની પ્રથમ કક્ષા માટે,$Z = 1$ અને $n = 1$ છે.
આ કિંમતો મૂકતા: $v_1 = 2.18 \times 10^6 \times \frac{1}{1} \ ms^{-1}$.
$v_1 = 2.18 \times 10^6 \ ms^{-1} = 21.8 \times 10^5 \ ms^{-1}$.
નજીકના પૂર્ણાંકમાં લેતા,આપણને $22 \times 10^5 \ ms^{-1}$ મળે છે.

(C) બેન્ઝોઇક એસિડની દહન પ્રક્રિયા: $C_6H_5COOH_{(s)} + \frac{15}{2}O_{2(g)} \rightarrow 7CO_{2(g)} + 3H_2O_{(\ell)}$
એન્થાલ્પી ફેરફાર અને આંતરિક ઉર્જા ફેરફાર વચ્ચેનો સંબંધ: $\Delta H = \Delta U + \Delta n_g RT$
અહીં,$\Delta U = -321.30 \ kJ$,$T = 300 \ K$,અને $\Delta n_g = 7 - 7.5 = -0.5 = -\frac{1}{2}$.
કિંમતો મૂકતા: $\Delta H = -321.30 + (-\frac{1}{2}) \times R \times 300$
$\Delta H = -321.30 - 150R \ kJ$.
આપેલ સમીકરણ $(-321.30 - xR) \ kJ$ સાથે સરખાવતા,$x = 150$ મળે છે.

(A) $NO_2^-$ આયનમાં નાઈટ્રોજન પરમાણુ બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,એક દ્વિબંધ દ્વારા અને એક એકલ બંધ દ્વારા.
તેની પાસે ઈલેક્ટ્રોનની એક અબંધકારક જોડી (lone pair) પણ છે.
$N$ ની આસપાસના કુલ ઈલેક્ટ્રોન $= (2 \times 2 \text{ દ્વિબંધમાંથી}) + (1 \times 2 \text{ એકલ બંધમાંથી}) + (1 \times 2 \text{ અબંધકારક જોડીમાંથી}) = 4 + 2 + 2 = 8$ ઈલેક્ટ્રોન.

$(A)$ આપેલા આંતર-હેલોજન સંયોજનોના આણ્વિય આકારો $VSEPR$ સિદ્ધાંત દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:
$1. ICl$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $I$ પર $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે, જે રેખીય આકાર $(i)$ આપે છે।
$2. ICl_3$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $I$ પર $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે, જે $T$-આકાર $(ii)$ આપે છે।
$3. ClF_5$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Cl$ પર $5$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે, જે ચોરસ પિરામિડલ આકાર $(iii)$ આપે છે।
$4. IF_7$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $I$ પર $7$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે, જે પંચકોણીય દ્વિપિરામિડલ આકાર $(iv)$ આપે છે।
તેથી, સાચી જોડ $A-i, B-ii, C-iii, D-iv$ છે।

(D) $1$. મુખ્ય ક્રિયાશીલ સમૂહ ઓળખો: કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ $(-COOH)$ એ આલ્ડિહાઇડ $(-CHO)$,હાઇડ્રોક્સિલ $(-OH)$ અને આલ્કીન $(-C=C-)$ સમૂહો કરતા વધુ અગ્રતા ધરાવે છે. તેથી,મુખ્ય શૃંખલા એલ્કેનોઇક એસિડ છે.
$2$. શૃંખલાને ક્રમ આપો: કાર્બોક્સિલિક એસિડના કાર્બનને $C-1$ તરીકે ગણીને ક્રમ આપવાનું શરૂ કરો. શૃંખલા $7$ કાર્બન લાંબી છે,તેથી મુખ્ય નામ હેપ્ટેનોઇક એસિડ છે.
$3$. વિસ્થાપકો અને તેમના સ્થાન ઓળખો: $C-2$ પર ફોર્મિલ સમૂહ $(-CHO)$,$C-4$ પર હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH)$ અને $C-6$ પર દ્વિબંધ છે.
$4$. નામકરણ: સાચું નામ $2$-formyl-$4$-hydroxyhept-$6$-enoic acid છે.

(A) વિધાન $A$ સાચું છે: $NH_3$ અને $NF_3$ બંને પિરામિડલ ભૂમિતિ ધરાવે છે જેમાં $N$ પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે. $NH_3$ ની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $(1.46 \ D)$ એ $NF_3$ $(0.24 \ D)$ કરતા વધારે છે.
કારણ $R$ સાચું છે: $NH_3$ માં,$N-H$ બંધોની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રાની દિશા નાઇટ્રોજન પરમાણુ તરફ હોય છે,જે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મના ઓર્બિટલ દ્વિધ્રુવની દિશા સમાન છે. આનાથી પરિણામી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા વધે છે.
$NF_3$ માં,$N-F$ બંધના દ્વિધ્રુવો નાઇટ્રોજન પરમાણુથી દૂરની દિશામાં હોય છે (કારણ કે $F$ એ $N$ કરતા વધુ વિદ્યુતઋણ છે),જે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મના ઓર્બિટલ દ્વિધ્રુવની વિરુદ્ધ દિશામાં હોય છે,જેના પરિણામે ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા ઓછી મળે છે.
આમ,$R$ એ $A$ ની સાચી સમજૂતી છે.

(C) વિધાન $I$ ખોટું છે. $BaCl_2$ પાણીમાં ખૂબ જ દ્રાવ્ય છે અને ઓરડાના તાપમાને $HCl$ વાયુ ઉમેરવાથી તે અવક્ષેપિત થતું નથી કારણ કે સામાન્ય આયન અસર $BaCl_2$ ના દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ ને ઓળંગવા માટે પૂરતી નથી.
વિધાન $II$ સાચું છે. જ્યારે $NaCl$ ના સંતૃપ્ત દ્રાવણમાંથી $HCl_{(g)}$ પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે $Cl^-$ આયનોની સાંદ્રતા નોંધપાત્ર રીતે વધે છે. સામાન્ય આયન અસર મુજબ,આયનીય ગુણાકાર $[Na^+][Cl^-]$ એ $NaCl$ ના દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ કરતા વધી જાય છે,જેના પરિણામે $NaCl$ નું અવક્ષેપન થાય છે.

(D) . $n$-પ્રોપેનોલ અને આઇસોપ્રોપેનોલ માં $-OH$ સમૂહનું સ્થાન અલગ છે,તેથી તે સ્થાન સમઘટકો $(III)$ છે.
$B$. મિથોક્સીપ્રોપેન અને ઇથોક્સીઇથેન માં સમાન ક્રિયાશીલ સમૂહ $(-O-)$ સાથે જોડાયેલા આલ્કાઇલ સમૂહો અલગ છે,તેથી તે મેટામર્સ $(I)$ છે.
$C$. પ્રોપેનોન અને પ્રોપેનાલ માં અલગ ક્રિયાશીલ સમૂહો (કીટોન અને આલ્ડિહાઇડ) છે,તેથી તે ક્રિયાશીલ સમૂહ સમઘટકો $(IV)$ છે.
$D$. નિયોપેન્ટેન અને આઇસોપેન્ટેન માં કાર્બન શૃંખલાની ગોઠવણી અલગ છે,તેથી તે શૃંખલા સમઘટકો $(II)$ છે.
તેથી,સાચી જોડ $A-III, B-I, C-IV, D-II$ છે.

(A) વિધાન $I$ સાચું છે કારણ કે કેટાયન $(Na^{+})$ ની આયનીય ત્રિજ્યા તેના મૂળ તટસ્થ પરમાણુ $(Na)$ કરતા હંમેશા નાની હોય છે,જે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવા અને વધેલા અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભારને કારણે છે.
વિધાન $II$ ખોટું છે કારણ કે કેટાયન તેમના મૂળ પરમાણુઓ કરતા નાના હોય છે,પરંતુ ઋણાયનો (anions) હંમેશા તેમના મૂળ તટસ્થ પરમાણુઓ કરતા મોટા હોય છે,જે ઇલેક્ટ્રોન-ઇલેક્ટ્રોન અપાકર્ષણને કારણે છે.
તેથી,વિધાન $I$ સાચું છે પરંતુ વિધાન $II$ ખોટું છે.

(D) હિન્સબર્ગનો પ્રક્રિયક $(C_6H_5SO_2Cl)$ પ્રાથમિક $(1^{\circ})$ અને દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ એમાઈન સાથે પ્રક્રિયા કરીને સલ્ફોનેમાઈડ બનાવે છે. તૃતીયક $(3^{\circ})$ એમાઈન તેની સાથે પ્રક્રિયા કરતા નથી.
આપેલા સંયોજનોનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$1$. બેન્ઝીનડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ: પ્રક્રિયા કરતું નથી.
$2$. ડાયબેન્ઝેમાઈડ: પ્રક્રિયા કરતું નથી (એમાઈડ).
$3$. એનિલિન ($1^{\circ}$ એમાઈન): પ્રક્રિયા કરે છે.
$4$. $N$-ફિનાઈલપિપરીડિન ($3^{\circ}$ એમાઈન): પ્રક્રિયા કરતું નથી.
$5$. $N$-મિથાઈલબેન્ઝાઈલેમાઈન ($2^{\circ}$ એમાઈન): પ્રક્રિયા કરે છે.
$6$. $N,N$-ડાયમિથાઈલએનિલિન ($3^{\circ}$ એમાઈન): પ્રક્રિયા કરતું નથી.
$7$. ઈથિલીનડાયએમાઈન ($1^{\circ}$ એમાઈન): પ્રક્રિયા કરે છે.
$8$. પિપરીડિન ($2^{\circ}$ એમાઈન): પ્રક્રિયા કરે છે.
$9$. પિરિડિન ($3^{\circ}$ એમાઈન): પ્રક્રિયા કરતું નથી.
$10$. પ્રોપાઈલેમાઈન ($1^{\circ}$ એમાઈન): પ્રક્રિયા કરે છે.
$11$. યુરિયા: પ્રક્રિયા કરતું નથી.
પ્રક્રિયા કરતા સંયોજનો: એનિલિન,$N$-મિથાઈલબેન્ઝાઈલેમાઈન,ઈથિલીનડાયએમાઈન,પિપરીડિન અને પ્રોપાઈલેમાઈન.
કુલ સંખ્યા = $5$.

(NONE) ઠારબિંદુમાં અવનયનનું સૂત્ર: $\Delta T_{f} = K_{f} \times m$,જ્યાં $m$ એ દ્રાવણની મોલાલિટી છે.
આપેલ છે: $\Delta T_{f} = 0 - (-24) = 24 \ K$,$K_{f} = 1.86 \ K \ kg \ mol^{-1}$,દ્રાવકનું દળ $(W_{solvent})$ $= 18.6 \ kg$,દ્રાવ્યનું મોલર દળ $(M_{solute})$ $= 62 \ g \ mol^{-1}$.
મોલાલિટી $(m)$ $= \frac{W_{solute} \ (g)}{M_{solute} \times W_{solvent} \ (kg)} = \frac{W_{solute}}{62 \times 18.6}$.
કિંમતો મૂકતા: $24 = 1.86 \times \frac{W_{solute}}{62 \times 18.6}$.
$24 = \frac{1.86 \times W_{solute}}{1153.2}$.
$W_{solute} = \frac{24 \times 1153.2}{1.86} = 14880 \ g$.
$kg$ માં ફેરવતા: $W_{solute} = 14.88 \ kg$.

(D) પાણીની ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: $2 \ H_2O \rightarrow O_2 + 4 \ H^+ + 4 \ e^-$.
પ્રક્રિયાના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) મુજબ,$2 \ mol$ $H_2O$ ના ઓક્સિડેશન માટે $4 \ mol$ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર પડે છે.
તેથી,$1 \ mol$ $H_2O$ ના ઓક્સિડેશન માટે $2 \ mol$ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર પડશે.
વિદ્યુતનો જથ્થો $Q$ એ $Q = n \times F$ સૂત્ર દ્વારા મળે છે,જ્યાં $n$ એ ઇલેક્ટ્રોનના મોલની સંખ્યા છે અને $F$ એ ફેરાડે અચળાંક $(96500 \ C/mol)$ છે.
$Q = 2 \times 96500 \ C = 193000 \ C$.
આને $1.93 \times 10^5 \ C$ તરીકે લખી શકાય છે.
$1.93$ ને નજીકના પૂર્ણાંકમાં ફેરવતા,આપણને $2 \times 10^5 \ C$ મળે છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) સંતુલિત રેડોક્સ પ્રક્રિયા: $2MnO_4^{-} + 16H^{+} + 5H_2C_2O_4 \rightarrow 2Mn^{2+} + 8H_2O + 10CO_2$.
સ્થાનાંતરિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ $10$ છે.
$E_{cell}^{\circ} = E_{cathode}^{\circ} - E_{anode}^{\circ} = 1.51 \ V - (-0.49 \ V) = 2.00 \ V$.
સંતુલન સમયે,$E_{cell} = 0$,તેથી $E_{cell}^{\circ} = \frac{0.0591}{n} \log K_{eq}$.
$2.00 = \frac{0.0591}{10} \log K_{eq}$.
$\log K_{eq} = \frac{2.00 \times 10}{0.0591} \approx 338.4$.
$K_{eq} = 10^x$ હોવાથી,$x = \log K_{eq} \approx 338.4$.
નજીકનો પૂર્ણાંક $339$ છે.

(A) હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ પ્રક્રિયા માટે: $2H^{+}_{(aq)} + 2e^{-} \rightarrow H_{2(g)}$
નર્ન્સ્ટ સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $E = E^{0} - \frac{0.059}{n} \log \frac{P_{H_2}}{[H^{+}]^2}$
અહીં $E = 0$,$E^{0} = 0$,$n = 2$,અને શુદ્ધ પાણી માટે $[H^{+}] = 10^{-7} \ M$ છે:
$0 = 0 - \frac{0.059}{2} \log \frac{P_{H_2}}{(10^{-7})^2}$
$0 = \log \frac{P_{H_2}}{10^{-14}}$
બંને બાજુ એન્ટિલોગ લેતા:
$1 = \frac{P_{H_2}}{10^{-14}}$
$P_{H_2} = 10^{-14} \ bar$

(A) સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી લિગેન્ડ્સને તેમની ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ ઉર્જા (ક્ષેત્ર પ્રબળતા) ના વધતા ક્રમમાં ગોઠવે છે.
સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ,ક્ષેત્ર પ્રબળતાનો ક્રમ $CO > CN^{-} > en > NH_3 > H_2O > OH^{-} > F^{-} > S^{2-} > Cl^{-} > Br^{-} > I^{-}$ છે.
આપેલા વિકલ્પોની સરખામણી કરતા,વિકલ્પ $A$ એક સાચો ક્રમ દર્શાવે છે જ્યાં ક્ષેત્ર પ્રબળતા ડાબેથી જમણે ઘટે છે: $CO > H_2O > F^{-} > S^{2-}$.

(C) $1$. $(A)$ ($4$-બ્રોમોફિનેથિલ બ્રોમાઇડ) ની આલ્કોહોલિક $NaOH$ સાથેની પ્રક્રિયા $E2$ વિલોપન પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે,જે $(B)$ ($4$-બ્રોમોસ્ટાયરીન) બનાવે છે.
$2$. $(B)$ ની ઇથરમાં $HBr$ સાથેની પ્રક્રિયા ઇલેક્ટ્રોફિલિક યોગશીલ પ્રક્રિયા (માર્કોવનીકોવનો નિયમ) દ્વારા થાય છે,જે $(C)$ ($1$-($4$-બ્રોમોફિનાઇલ)$-1-$બ્રોમોઇથેન) બનાવે છે.
$3$. $(A)$ અને $(C)$ ની સરખામણી કરતા:
$(A)$ એ $1-$બ્રોમો$-2-$($4$-બ્રોમોફિનાઇલ)ઇથેન છે.
$(C)$ એ $1-$બ્રોમો$-1-$($4$-બ્રોમોફિનાઇલ)ઇથેન છે.
આ સ્થાન સમઘટકો (position isomers) છે કારણ કે સાઇડ ચેઇન પરનો બ્રોમીન પરમાણુ બેન્ઝીન રિંગની સાપેક્ષમાં અલગ અલગ સ્થાને છે.

(A) કેલોમલ ઇલેક્ટ્રોડને $Hg | Hg_2Cl_2(s) | Cl^-(aq)$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
તેમાં પારો $(Hg)$,ઘન મર્ક્યુરસ ક્લોરાઇડ $(Hg_2Cl_2)$ અને ક્લોરાઇડ આયનો $(Cl^-)$ ના દ્રાવણના સંપર્કમાં હોય છે.
આ રચના તેને $Metal - Insoluble Salt - Anion$ ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે વર્ગીકૃત કરે છે.

(A) અયુગ્મિત $d$ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે,આપણે આપેલા અષ્ટફલકીય સંકીર્ણોમાં મધ્યસ્થ ધાતુ આયનોની ઇલેક્ટ્રોનીય રચનાનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$1$. $[V(H_2O)_6]^{3+}$: $V^{3+}$ એ $3d^2$ છે. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ = $2$ (બેકી).
$2$. $[Cr(H_2O)_6]^{2+}$: $Cr^{2+}$ એ $3d^4$ છે. $H_2O$ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,ઇલેક્ટ્રોન હન્ડના નિયમ મુજબ ભરાય છે: $t_{2g}^3 e_g^1$. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ = $4$ (બેકી).
$3$. $[Fe(H_2O)_6]^{3+}$: $Fe^{3+}$ એ $3d^5$ છે. નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ સાથે,$t_{2g}^3 e_g^2$. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ = $5$ (એકી).
$4$. $[Ni(H_2O)_6]^{3+}$: $Ni^{3+}$ એ $3d^7$ છે. નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ સાથે,$t_{2g}^5 e_g^2$. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ = $3$ (એકી).
$5$. $[Cu(H_2O)_6]^{2+}$: $Cu^{2+}$ એ $3d^9$ છે. નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ સાથે,$t_{2g}^6 e_g^3$. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ = $1$ (એકી).
અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની બેકી સંખ્યા ધરાવતા સંકીર્ણો $[V(H_2O)_6]^{3+}$ અને $[Cr(H_2O)_6]^{2+}$ છે.
તેથી,આવા સંકીર્ણોની કુલ સંખ્યા $2$ છે.

(D) વિધાન $I$ સાચું છે: આલ્ડિહાઇડ અને કીટોનમાં એસિડિક $\alpha$-હાઇડ્રોજનની હાજરી તેમને બેઝની હાજરીમાં ઇનોલેટ આયનો બનાવવાની મંજૂરી આપે છે,જે આલ્ડોલ પ્રક્રિયાનું મુખ્ય પગલું છે.
વિધાન $II$ ખોટું છે: બેન્ઝાલ્ડિહાઇડ (જેમાં $\alpha$-હાઇડ્રોજનનો અભાવ છે) અને ઇથેનાલ (જેમાં $\alpha$-હાઇડ્રોજન છે) ક્લેઝન-શ્મિટ કન્ડેન્સેશન પ્રક્રિયા આપે છે,જે એક પ્રકારની ક્રોસ-આલ્ડોલ પ્રક્રિયા છે,જે સિનામાલ્ડિહાઇડ $(C_6H_5CH=CHCHO)$ બનાવે છે.
તેથી,વિધાન $I$ સાચું છે પરંતુ વિધાન $II$ ખોટું છે.

(A) -Glucose માં $C-2, C-4, C-5$ પર $OH$ સમૂહ જમણી બાજુએ અને $C-3$ પર ડાબી બાજુએ હોય છે.
$L$-Glucose એ $D$-Glucose નું પ્રતિબિંબ (enantiomer) છે,એટલે કે બધા જ કાયરલ કેન્દ્રો પર વિરુદ્ધ ગોઠવણી હોય છે.
તેથી,$L$-Glucose માં $OH$ સમૂહ $C-2, C-4, C-5$ પર ડાબી બાજુએ અને $C-3$ પર જમણી બાજુએ હોય છે.
આ બંધારણ વિકલ્પ $A$ માં દર્શાવેલ છે.

(B) $Sc$ (સ્કેન્ડિયમ) ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^1 4s^2$ છે.
તે $Sc^{3+}$ આયન બનાવવા માટે ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે,જે સ્થિર નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના ધરાવે છે.
તેથી,$Sc$ તેના સંયોજનોમાં માત્ર $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.
તેની સામે,$Co$,$Ti$,અને $Ni$ એ સંક્રાંતિ તત્વો છે જે વિવિધ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે.

(D) આપેલ પ્રક્રિયા ક્લેમેન્સન રિડક્શન છે,જે કાર્બોનિલ સમૂહો (આલ્ડિહાઇડ અને કીટોન) ને મિથિલીન $(-CH_2-)$ સમૂહોમાં ઘટાડવા માટે $Zn-Hg$ અને $HCl$ નો ઉપયોગ કરે છે.
પ્રક્રિયક $3$-એસીટાઇલબેન્ઝાલ્ડિહાઇડ છે,જેમાં બેન્ઝિન રિંગ સાથે આલ્ડિહાઇડ સમૂહ $(-CHO)$ અને કીટોન સમૂહ $(-COCH_3)$ બંને જોડાયેલા છે.
ક્લેમેન્સન રિડક્શન આલ્ડિહાઇડ અને કીટોન બંને સમૂહોને તેમના અનુરૂપ આલ્કાઇલ સમૂહોમાં ઘટાડે છે.
તેથી,આલ્ડિહાઇડ સમૂહ $(-CHO)$ મિથાઇલ સમૂહ $(-CH_3)$ માં અને કીટોન સમૂહ $(-COCH_3)$ ઇથાઇલ સમૂહ $(-CH_2CH_3)$ માં ઘટાડવામાં આવે છે.
અંતિમ નીપજ $1$-ઇથાઇલ-$3$-મિથાઇલબેન્ઝિન છે.

(C) પગલું $1$: શરૂઆતનું સંયોજન $CH_3-CH_2-CH_2-Br$ ($1$-બ્રોમોપ્રોપેન) સાંદ્ર આલ્કોહોલિક $NaOH$ સાથે $80^{\circ} C$ તાપમાને ડિહાઇડ્રોહેલોજિનેશન પ્રક્રિયા કરીને પ્રોપીન $(CH_3-CH=CH_2)$ બનાવે છે.
પગલું $2$: પ્રોપીન એસિટિક એસિડની હાજરીમાં $HBr$ સાથે માર્કોવનીકોવના નિયમ મુજબ ઇલેક્ટ્રોફિલિક યોગશીલ પ્રક્રિયા કરીને $2-$બ્રોમોપ્રોપેન $(CH_3-CHBr-CH_3)$ આપે છે.

(B) ચાલો દરેક પ્રક્રિયાનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$(A)$ નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં બેન્ઝોઈલ ક્લોરાઈડ સાથે બેન્ઝીનનું ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ એસિલેશન બેન્ઝોફેનોન $(C_6H_5COC_6H_5)$ આપે છે,ડાયફિનાઈલમિથેન નહીં. તેથી,આ પ્રક્રિયા ખોટી છે.
$(B)$ $Pd-BaSO_4$ ની હાજરીમાં $H_2$ સાથે બેન્ઝોઈલ ક્લોરાઈડનું રોઝનમંડ રિડક્શન બેન્ઝાલ્ડિહાઈડ $(C_6H_5CHO)$ આપે છે,બેન્ઝોઈક એસિડ નહીં. તેથી,આ પ્રક્રિયા ખોટી છે.
$(C)$ નિર્જળ $AlCl_3/CuCl$ ની હાજરીમાં $CO$ અને $HCl$ સાથે બેન્ઝીનની ગેટરમેન-કોચ પ્રક્રિયા બેન્ઝાલ્ડિહાઈડ $(C_6H_5CHO)$ આપે છે. આ પ્રક્રિયા સાચી છે.
$(D)$ બેન્ઝેમાઈડ $(C_6H_5CONH_2)$ નું એસિડિક જળવિભાજન બેન્ઝોઈક એસિડ $(C_6H_5COOH)$ અને એમોનિયમ આયનો આપે છે,એનિલિન નહીં. તેથી,આ પ્રક્રિયા ખોટી છે.
તેથી,માત્ર એક પ્રક્રિયા $(C)$ સાચી છે. સાચી પ્રક્રિયાઓની સંખ્યા $1$ છે.

(C) ઇથાઇલએમાઇન $(CH_3CH_2NH_2)$ ની $NaNO_2 / HCl$ અને ત્યારબાદ પાણી સાથેની પ્રક્રિયા ઇથેનોલ,નાઇટ્રોજન વાયુ અને પાણી આપે છે:
$CH_3CH_2NH_2 + NaNO_2 + HCl \rightarrow CH_3CH_2OH + N_2(g) + NaCl + H_2O$
સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ,$1 \ mole$ ઇથાઇલએમાઇન $(45 \ g)$ $1 \ mole$ $N_2$ વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે.
$STP$ પર,$1 \ mole$ વાયુ $22.4 \ L$ કદ રોકે છે.
આપેલ છે કે $2.24 \ L$ $N_2$ વાયુ મુક્ત થાય છે,તેથી $N_2$ ના મોલ:
$n = \frac{2.24 \ L}{22.4 \ L/mol} = 0.1 \ mol$
$1 \ mole$ ઇથાઇલએમાઇન $1 \ mole$ $N_2$ ઉત્પન્ન કરતું હોવાથી,$0.1 \ mol$ ઇથાઇલએમાઇન જરૂરી છે.
$0.1 \ mol$ ઇથાઇલએમાઇનનું દળ:
$Mass = 0.1 \ mol \times 45 \ g/mol = 4.5 \ g$
આપણે $4.5 \ g$ ને $X \times 10^{-1} \ g$ તરીકે દર્શાવવાનું છે,તેથી $X = 45$.

(C) એકંદર વેગ અચળાંક $k = \frac{k_1 k_2}{k_3}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આર્હેનિયસ સમીકરણ $k = A e^{\frac{-E_a}{RT}}$ નો ઉપયોગ કરીને,આપણે લખી શકીએ:
$A e^{\frac{-E_a}{RT}} = \frac{A_1 e^{\frac{-E_{a_1}}{RT}} \cdot A_2 e^{\frac{-E_{a_2}}{RT}}}{A_3 e^{\frac{-E_{a_3}}{RT}}}$
$A e^{\frac{-E_a}{RT}} = \frac{A_1 A_2}{A_3} e^{\frac{-(E_{a_1} + E_{a_2} - E_{a_3})}{RT}}$
ઘાતાંકોની સરખામણી કરતા,આપણને એકંદર સક્રિયકરણ ઊર્જાનું સમીકરણ મળે છે:
$E_a = E_{a_1} + E_{a_2} - E_{a_3}$
આપેલ છે કે $E_a = 400 \ kJ \ mol^{-1}$,$E_{a_1} = 300 \ kJ \ mol^{-1}$,અને $E_{a_2} = 200 \ kJ \ mol^{-1}$:
$400 = 300 + 200 - E_{a_3}$
$400 = 500 - E_{a_3}$
$E_{a_3} = 500 - 400 = 100 \ kJ \ mol^{-1}$.

(D) આપેલ છે: $\Delta T_b = 2 \ K$,$K_b = 0.52 \ K \ kg \ mol^{-1}$,$W_{\text{solvent}} = 100 \ g$,$M_{\text{solvent}} = 18 \ g \ mol^{-1}$,$P^{\circ} = 760 \ mm \ Hg$.
પગલું $1$: $\Delta T_b = K_b \times m$ નો ઉપયોગ કરીને મોલાલિટી $(m)$ શોધો.
$2 = 0.52 \times m \implies m = \frac{2}{0.52} \approx 3.846 \ mol \ kg^{-1}$.
પગલું $2$: મંદ દ્રાવણ માટે રાઉલ્ટના નિયમનો ઉપયોગ કરો: $\frac{P^{\circ} - P_s}{P^{\circ}} = \frac{n_{\text{solute}}}{n_{\text{solvent}}}$.
$m = \frac{n_{\text{solute}}}{W_{\text{solvent}}(kg)}$ હોવાથી,$n_{\text{solute}} = m \times \frac{W_{\text{solvent}}}{1000}$.
$n_{\text{solvent}} = \frac{100}{18} = 5.556 \ mol$.
પગલું $3$: બાષ્પદબાણમાં સાપેક્ષ ઘટાડો ગણો.
$\frac{\Delta P}{P^{\circ}} = \frac{m \times M_{\text{solvent}}}{1000}$.
$\Delta P = 760 \times \frac{3.846 \times 18}{1000} = 52.613 \ mm \ Hg$.
પગલું $4$: દ્રાવણનું બાષ્પદબાણ $(P_s)$ ગણો.
$P_s = P^{\circ} - \Delta P = 760 - 52.613 = 707.387 \ mm \ Hg$.
નજીકના પૂર્ણાંકમાં,જવાબ $707 \ mm \ Hg$ મળે છે.

(A) $1$. પ્રથમ પગલામાં $1$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્સિનનું ઓઝોન $(O_3)$ અને ત્યારબાદ $Zn / H_2O$ સાથે રિડક્ટિવ વર્કઅપ દ્વારા ઓક્સિડેટિવ વિભાજન થાય છે. આ પ્રક્રિયાને ઓઝોનોલિસિસ કહેવામાં આવે છે,જે દ્વિબંધ તોડીને ડાયકાર્બોનિલ સંયોજન ($6$-ઓક્સોહેપ્ટેનાલ) બનાવે છે. તેથી,"$A$" એ $O_3, Zn / H_2O$ છે.
$2$. બીજા પગલામાં પરિણામી કીટોન સમૂહની $NaOH$ અને $I_2$ સાથે પ્રક્રિયા થાય છે. આ આયોડોફોર્મ કસોટી છે,જે ખાસ કરીને મિથાઈલ કીટોન સાથે પ્રક્રિયા કરીને કાર્બોક્સિલેટ ક્ષાર અને આયોડોફોર્મ $(CHI_3)$ બનાવે છે. તેથી,"$B$" એ આયોડોફોર્મ કસોટી માટેના પ્રક્રિયકો દર્શાવે છે,જે $NaOH_{(aq)} / I_2$ છે.
$3$. આપેલા વિકલ્પો સાથે સરખામણી કરતા,વિકલ્પ $A$ સાચો જવાબ છે.

(C) $IUPAC$ નામ: Benzene-$1, 2$-diol
સામાન્ય નામ: કેટેકોલ
આ બંધારણમાં બેન્ઝીન રિંગ સાથે ઓર્થો $(1, 2)$ સ્થાન પર બે હાઇડ્રોક્સિલ $(-OH)$ સમૂહો જોડાયેલા હોય છે.

(B) $1$. $CH_3-CH_2-CH_2-Br$ ની $C_2H_5OH$ માં $NaOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ વિહાઈડ્રોહેલોજનેશન (વિલોપન) પ્રક્રિયા છે,જે નીપજ $A$ તરીકે પ્રોપીન $(CH_3-CH=CH_2)$ આપે છે.
$2$. એસિડની હાજરીમાં પ્રોપીનનું જલીયકરણ $(H_2O/H^+)$ માર્કોવનીકોવના નિયમને અનુસરે છે,જેનાથી નીપજ $B$ તરીકે $2\text{-પ્રોપેનોલ}$ બને છે.
$3$. પ્રોપીનનું હાઈડ્રોબોરેશન-ઓક્સિડેશન $(B_2H_6, H_2O_2/OH^-)$ પ્રતિ-માર્કોવનીકોવના નિયમને અનુસરે છે,જેનાથી નીપજ $C$ તરીકે $1\text{-પ્રોપેનોલ}$ બને છે.
$4$. તેથી,$B = 2\text{-પ્રોપેનોલ}$ અને $C = 1\text{-પ્રોપેનોલ}$ છે.

(C) એડસોર્પ્શન ક્રોમેટોગ્રાફીમાં,સ્થિર કલા (stationary phase) અધિશોષક પદાર્થની બનેલી હોય છે.
સિલિકા જેલ $(SiO_2 \cdot xH_2O)$ એ સૌથી સામાન્ય રીતે વપરાતો ધ્રુવીય અધિશોષક છે.
એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ પણ એડસોર્પ્શન ક્રોમેટોગ્રાફીમાં વ્યાપકપણે વપરાતો ધ્રુવીય અધિશોષક છે.
સિલિકા જેલ અને એલ્યુમિના બંને કાર્બનિક સંયોજનોને તેમની ધ્રુવીયતાના આધારે અલગ કરવા માટે વપરાતા પ્રમાણભૂત પદાર્થો છે.
તેથી,$A$ અને $B$ બંને સાચા છે.

(A) આ પ્રક્રિયા આલ્કોહોલિક $KOH$ નો ઉપયોગ કરીને ડિહાઇડ્રોહેલોજિનેશન પ્રક્રિયા (એલિમિનેશન પ્રક્રિયા,$E2$) છે.
પ્રક્રિયક $1\text{-ફિનાઇલ-2-બ્રોમો-3-મિથાઇલબ્યુટેન}$ છે.
$Br$ પરમાણુ ધરાવતા કાર્બનની બાજુના $\beta$-કાર્બન પરમાણુઓમાંથી $HBr$ નું દૂર થવું થાય છે.
બે સંભવિત $\beta$-હાઇડ્રોજન છે:
$1$. $C-1$ (બેન્ઝિલિક સ્થાન) થી,જે સંયુગ્મિત આલ્કીન $(1\text{-ફિનાઇલ-3-મિથાઇલબ્યુટ-1-ઈન})$ તરફ દોરી જાય છે.
$2$. $C-3$ થી,જે ઓછા વિસ્થાપિત આલ્કીન $(1\text{-ફિનાઇલ-3-મિથાઇલબ્યુટ-2-ઈન})$ તરફ દોરી જાય છે.
ઝેટસેફના નિયમ મુજબ,વધુ વિસ્થાપિત અને સંયુગ્મિત આલ્કીન મુખ્ય નીપજ છે.
તેથી,મુખ્ય નીપજ $P$ એ $1\text{-ફિનાઇલ-3-મિથાઇલબ્યુટ-1-ઈન}$ છે.

(B) સંકીર્ણ $[Fe(NH_3)_{x}(CN)_{y}]^{-}$ છે.
$Fe$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+3$ છે, તેથી $Fe^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $3d^5$ છે.
$e_g$ કક્ષકમાં કોઈ ઇલેક્ટ્રોન ન હોવા માટે, તમામ $5$ ઇલેક્ટ્રોન $t_{2g}$ કક્ષકોમાં હોવા જોઈએ.
આ માટે પ્રબળ લિગેન્ડ ક્ષેત્રની જરૂર છે જેથી સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન $(\Delta_o > P)$ વધારે હોય.
$CN^-$ એ પ્રબળ લિગેન્ડ છે.
અષ્ટફલકીય ભૂમિતિ માટે સવર્ગ આંક $6$ હોવો જોઈએ.
તેથી, $x+y = 6$.

(C) $1$. ફ્યુઅલ સેલ,જેમ કે $H_2-O_2$ ફ્યુઅલ સેલ,એપોલો સ્પેસ પ્રોગ્રામમાં વપરાયા હતા,તેથી વિધાન $A$ સાચું છે.
$2$. ફ્યુઅલ સેલ ખૂબ જ કાર્યક્ષમ હોય છે,જે સામાન્ય રીતે બળતણની $60 \%$ થી $70 \%$ ઉર્જાનું વીજળીમાં રૂપાંતર કરે છે. વિધાન $B$ સાચું છે.
$3$. ફ્યુઅલ સેલ ઉદ્દીપક તરીકે પ્લેટિનમ અથવા પેલેડિયમનો ઉપયોગ કરે છે,એલ્યુમિનિયમનો નહીં. વિધાન $C$ ખોટું છે.
$4$. $H_2-O_2$ ફ્યુઅલ સેલની એકમાત્ર આડપેદાશ પાણી છે,જે તેને પર્યાવરણને અનુકૂળ બનાવે છે. વિધાન $D$ સાચું છે.
$5$. ફ્યુઅલ સેલ એ રાસાયણિક ઉર્જાનું સીધું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર કરતું સાધન છે,જે ગેલ્વેનિક કોષની વ્યાખ્યા છે. વિધાન $E$ સાચું છે.
તેથી,વિધાનો $A, B, D$ અને $E$ સાચા છે.

(A) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$A$. $\alpha$-ગ્લુકોઝ અને $\alpha$-ગેલેક્ટોઝ એ $C-4$ એપિમર્સ છે,તેથી $A-IV$.
$B$. $\alpha$-ગ્લુકોઝ અને $\beta$-ગ્લુકોઝ માત્ર એનોમેરિક કાર્બન $(C-1)$ પરના વિન્યાસમાં અલગ પડે છે,તેથી તેઓ એનોમર્સ છે,$B-III$.
$C$. $\alpha$-ગ્લુકોઝ (એક આલ્ડોહેક્સોઝ) અને $\alpha$-ફ્રુક્ટોઝ (એક કીટોહેક્સોઝ) એ ક્રિયાશીલ સમઘટકો છે,તેથી $C-I$.
$D$. $\alpha$-ગ્લુકોઝ (હેક્સોઝ) અને $\alpha$-રાઇબોઝ (પેન્ટોઝ) એક જ સમાનધર્મી શ્રેણી (કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ) ના છે,તેથી $D-II$.
તેથી,સાચો ક્રમ $A-IV, B-III, C-I, D-II$ છે.

(A) પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય માટે કોહલરોશનું સમીકરણ: $\Lambda_{m} = \Lambda_{m}^{\circ} - A \sqrt{C}$ છે.
અહીં,$\Lambda_{m}$ એ મોલર વાહકતા છે,$C$ એ સાંદ્રતા છે,અને $A$ એ અચળાંક છે.
$\Lambda_{m}$ નો એકમ $S \ cm^2 \ mol^{-1}$ છે.
$\sqrt{C}$ નો એકમ $(mol \ L^{-1})^{1/2} = mol^{1/2} \ L^{-1/2}$ છે.
ઢાળ $A = \frac{\Lambda_{m}}{\sqrt{C}}$ હોવાથી,$A$ નો એકમ $\frac{S \ cm^2 \ mol^{-1}}{mol^{1/2} \ L^{-1/2}} = S \ cm^2 \ mol^{-3/2} \ L^{1/2}$ થાય.

(D) સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય મોમેન્ટનું સૂત્ર $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
આપેલ છે કે $\mu = 3.86 \ BM$,તેથી $\sqrt{n(n+2)} = 3.86$.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા,$n(n+2) \approx 15$,જે $n = 3$ આપે છે.
$+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં $3$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતી ધાતુ આયન માટે ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $d^3$ હોવી જોઈએ.
વિકલ્પો તપાસતા:
${}_{22} Ti^{+2} = [Ar] 3d^2$ $(n=2)$
${}_{23} V^{+2} = [Ar] 3d^3$ $(n=3)$
${}_{25} Mn^{+2} = [Ar] 3d^5$ $(n=5)$
${}_{26} Fe^{+2} = [Ar] 3d^6$ $(n=4)$
આમ,ધાતુ વેનેડિયમ $(V)$ છે જેનો પરમાણુ ક્રમાંક $23$ છે.

(C) $Co$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $27$ છે. $Co$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^7 4s^2$ છે.
$[Co(H_2O)_6]^{3+}$ માં $Co$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+3$ છે. તેથી,$Co^{3+}$ ની રચના $[Ar] 3d^6$ થાય છે.
$H_2O$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,પરંતુ $Co^{3+}$ ($d^6$ સિસ્ટમ) માટે,સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઉર્જા એટલી વધારે હોય છે કે તે $t_{2g}$ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરાવે છે.
સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન આકૃતિ મુજબ,તમામ $6$ ઇલેક્ટ્રોન $t_{2g}$ કક્ષકોમાં યુગ્મિત અવસ્થામાં ગોઠવાય છે.
તેથી,અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $0$ છે.

(D) એનિલીન $(C_6H_5NH_2)$ ની એસિટિક એનહાઈડ્રાઈડ સાથેની પ્રક્રિયાથી એસિટાનિલાઈડ $(C_6H_5NHCOCH_3)$ બને છે.
એનિલીનનું મોલર દળ = $93 \ g/mol$.
એસિટાનિલાઈડનું મોલર દળ = $135 \ g/mol$.
સ્ટોઈકિયોમેટ્રી મુજબ,$1 \ mol$ એનિલીન $1 \ mol$ એસિટાનિલાઈડ બનાવે છે.
$93 \ g$ એનિલીન $135 \ g$ એસિટાનિલાઈડ બનાવે છે.
તેથી,$6.55 \ g$ એનિલીન $\frac{135}{93} \times 6.55 \ g = 9.508 \ g \approx 9.5 \ g$ બનાવે છે.
આપેલ ફોર્મેટમાં રૂપાંતર કરતા: $9.5 \ g = 95 \times 10^{-1} \ g$.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા $A + B \rightarrow C$ અને વેગ નિયમ $\text{rate} = k[A]^{1/2}[B]^{1/2}$ છે.
શરૂઆતની સાંદ્રતા $[A]_0 = [B]_0 = 1 \ M$ હોવાથી,કોઈપણ સમયે $t$,$[A] = [B]$ થશે.
વેગ નિયમમાં આ કિંમત મૂકતા: $\text{rate} = k[A]^{1/2}[A]^{1/2} = k[A]$.
આ દર્શાવે છે કે પ્રક્રિયા $A$ ની સાપેક્ષમાં પ્રથમ ક્રમની ગતિશાસ્ત્ર અનુસરે છે.
પ્રથમ ક્રમની પ્રક્રિયા માટે સંકલિત વેગ સમીકરણ $k = \frac{2.303}{t} \log \frac{[A]_0}{[A]_t}$ છે.
અહીં $k = 4.6 \times 10^{-2} \ s^{-1}$,$[A]_0 = 1 \ M$,અને $[A]_t = 0.1 \ M$ આપેલ છે.
કિંમતો મૂકતા: $4.6 \times 10^{-2} = \frac{2.303}{t} \log \frac{1}{0.1}$.
$4.6 \times 10^{-2} = \frac{2.303}{t} \times 1$.
$t = \frac{2.303}{4.6 \times 10^{-2}} \approx 50.06 \ s$.
નજીકના પૂર્ણાંકમાં લેતા,$t = 50 \ s$.

(B) $1$. થેલેમાઇડ $KOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને પોટેશિયમ થેલેમાઇડ બનાવે છે.
$2$. ત્યારબાદ પોટેશિયમ થેલેમાઇડ બેન્ઝાઇલ ક્લોરાઇડ સાથે $S_N2$ પ્રક્રિયા કરીને $N$-બેન્ઝાઇલથેલેમાઇડ (નીપજ $P$) બનાવે છે.
$3$. $N$-બેન્ઝાઇલથેલેમાઇડના બંધારણમાં એક બેન્ઝીન રીંગ ($3 \ \pi$ બંધો),બેન્ઝાઇલ ગ્રુપમાંથી બીજી બેન્ઝીન રીંગ ($3 \ \pi$ બંધો),અને બે કાર્બોનિલ ગ્રુપ ($C=O$,દરેક $1 \ \pi$ બંધ ધરાવે છે) હોય છે.
$4$. કુલ $\pi$ બંધો = $3$ (થેલેમાઇડ રીંગ) + $3$ (બેન્ઝાઇલ રીંગ) + $2$ ($C=O$ બંધો) = $8$.

(B) સૌથી વધુ પરમાણ્વીકરણ એન્થાલ્પી ધરાવતી પ્રથમ હરોળની સંક્રાંતિ ધાતુ વેનેડિયમ $(V)$ છે.
વેનેડિયમ ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને $V_2O_3$,$V_2O_4$ અને $V_2O_5$ જેવા ઓક્સાઈડ બનાવે છે.
આમાંથી,$V_2O_4$ $(VO_2)$ એ ઉભયગુણી સ્વભાવ ધરાવે છે.
$V_2O_4$ માં,$V$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+4$ છે.
$V^{+4}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^1$ છે.
તેમાં $1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $(n=1)$ છે.
'સ્પિન-ઓન્લી' ચુંબકીય મોમેન્ટ $\mu = \sqrt{n(n+2)} = \sqrt{1(1+2)} = \sqrt{3} \approx 1.732 \ BM$ છે.
નજીકનો પૂર્ણાંક મૂલ્ય $2$ $BM$ છે.

(A) પાણીના મોલ $= \frac{2700 \ g}{18 \ g \ mol^{-1}} = 150 \ mol$.
એસિટિક એસિડના મોલ $= \frac{2700 \ g}{60 \ g \ mol^{-1}} = 45 \ mol$.
પાણીનું પ્રમાણ એસિટિક એસિડ કરતા વધારે હોવાથી,પાણી દ્રાવક તરીકે વર્તે છે.
ઠારબિંદુમાં અવનયન $\Delta T_f = K_f \times m$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
મોલાલિટી $(m) = \frac{\text{દ્રાવ્યના મોલ}}{\text{દ્રાવકનું દળ (kg માં)}} = \frac{45 \ mol}{2.7 \ kg} = 16.667 \ mol \ kg^{-1}$.
$\Delta T_f = 1.86 \ K \ kg \ mol^{-1} \times 16.667 \ mol \ kg^{-1} \approx 31 \ K$.
દ્રાવણનું ઠારબિંદુ $= T_f^{\circ} - \Delta T_f = 0^{\circ} C - 31^{\circ} C = -31^{\circ} C$.
તેથી,$x = 31$.

(C) પ્રક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. ક્લોરોબેન્ઝીન $623 \ K$ તાપમાન અને $300 \ atm$ દબાણે $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ ફિનોક્સાઈડ $(X)$ બનાવે છે.
$2$. સોડિયમ ફિનોક્સાઈડ $(X)$ નું $HCl$ વડે એસિડીકરણ કરવાથી ફિનોલ $(Y)$ મળે છે.
$3$. ફિનોલ $(Y)$ ની સાંદ્ર $HNO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરતા ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન (નાઈટ્રેશન) દ્વારા $2,4,6$-ટ્રાયનાઈટ્રોફિનોલ બને છે,જેને સામાન્ય રીતે પિક્રિક એસિડ $(Z)$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) આપેલા સંયોજનો:
$(A)$ ઈથર: $H_3C-CH_2-O-CH_2-CH_2-CH_3$ (ધ્રુવીય)
$(B)$ પેન્ટેન (આલ્કેન): $H_3C-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$ (અધ્રુવીય)
$(C)$ પેન્ટેન$-3-$ઓન (કીટોન): $CH_3-CH_2-CO-CH_2-CH_3$ (વધુ ધ્રુવીય)
$(D)$ પેન્ટેન$-2-$ઓલ (આલ્કોહોલ): $H_3C-CH(OH)-CH_2-CH_2-CH_3$ (હાઈડ્રોજન બંધ)
ઉત્કલન બિંદુનો ક્રમ આંતરઆણ્વિય બળો પર આધાર રાખે છે:
હાઈડ્રોજન બંધ (આલ્કોહોલ) > દ્વિધ્રુવ-દ્વિધ્રુવ આકર્ષણ (કીટોન) > ઈથર > આલ્કેન.
તેથી,સાચો ક્રમ $B < A < C < D$ છે.

$(D)$ વિધાન $I$: જેમ આપણે સમૂહ $13$ માં નીચે જઈએ છીએ, તેમ $d$ અને $f$ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા વધે છે. આ ઇલેક્ટ્રોનની નબળી શીલ્ડિંગ અસરને કારણે, $ns^2$ ઇલેક્ટ્રોન વધુ નિષ્ક્રિય બને છે, જેનાથી $+1$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતા વધે છે. તેથી, વિધાન $I$ સાચું છે.
વિધાન $II$: $Ga$ $(135 \text{ pm})$ નું પરમાણ્વીય કદ $Al$ $(143 \text{ pm})$ કરતા થોડું નાનું છે, કારણ કે $Ga$ માં $d$-ઇલેક્ટ્રોનની નબળી શીલ્ડિંગ અસરને લીધે અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે. તેથી, વિધાન $II$ ખોટું છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયા વુલ્ફ-કિશનર રિડક્શન છે.
આ પ્રક્રિયામાં,આલ્ડિહાઇડ અથવા કીટોનનો કાર્બોનિલ સમૂહ $(C=O)$ હાઇડ્રેઝિન $(N_2H_4)$ નો ઉપયોગ કરીને મિથિલીન સમૂહ $(CH_2)$ માં રિડ્યુસ થાય છે,ત્યારબાદ ઇથિલિન ગ્લાયકોલ જેવા ઉચ્ચ ઉત્કલન બિંદુ ધરાવતા દ્રાવકમાં $KOH$ જેવા પ્રબળ બેઝ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે.
શરૂઆતનું સંયોજન બ્યુટેન$-2-$ઓન $(CH_3-CO-CH_2-CH_3)$ છે.
$N_2H_4$ અને ઇથિલિન ગ્લાયકોલ/$KOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી,કીટોન સમૂહ મિથિલીન સમૂહમાં રિડ્યુસ થાય છે,જે બ્યુટેન $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_3)$ આપે છે.

(A) ઘડિયાળમાં સામાન્ય રીતે વપરાતા કોષો મર્ક્યુરી કોષ અથવા ઝિંક-કાર્બન ડ્રાય સેલ હોય છે. આ કોષોમાં,કેથોડ પ્રક્રિયામાં મેંગેનીઝ ડાયોક્સાઇડ $(MnO_2)$ નું રિડક્શન થાય છે.
ચોક્કસ રીતે,ડ્રાય સેલમાં,કેથોડ પરની પ્રક્રિયા: $MnO_2 + NH_4^+ + e^- \rightarrow MnO(OH) + NH_3$ છે.
$MnO_2$ માં,$Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+4$ છે. $MnO(OH)$ માં,$Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+3$ છે.
તેથી,આ પ્રક્રિયામાં $Mn$ નું $+4$ થી $+3$ માં રિડક્શન થાય છે.

(A) પેરામેગ્નેટિક ગુણધર્મ નક્કી કરવા માટે,આપણે દરેક સંકીર્ણ માટે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ ગણીએ છીએ. $H_2O$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,ઇલેક્ટ્રોન $d$-કક્ષકોમાં અયુગ્મિત રહે છે.

સંકીર્ણ	ઇલેક્ટ્રોનિક રચના અને અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $(n)$
$[Co(H_2O)_6]^{2+}$	$Co^{2+} (d^7): t_{2g}^5 e_g^2, n=3$
$[Fe(H_2O)_6]^{2+}$	$Fe^{2+} (d^6): t_{2g}^4 e_g^2, n=4$
$[Mn(H_2O)_6]^{2+}$	$Mn^{2+} (d^5): t_{2g}^3 e_g^2, n=5$
$[Cr(H_2O)_6]^{2+}$	$Cr^{2+} (d^4): t_{2g}^3 e_g^1, n=4$

પેરામેગ્નેટિક ગુણધર્મ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ ના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
કારણ કે $[Co(H_2O)_6]^{2+}$ માં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા ન્યૂનતમ $(n=3)$ છે,તે સૌથી ઓછો પેરામેગ્નેટિક ગુણધર્મ દર્શાવે છે.

(C) સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી લિગાન્ડ્સને વધતી જતી ક્ષેત્ર પ્રબળતાના ક્રમમાં ગોઠવે છે.
પ્રાયોગિક ડેટાના આધારે,આપેલા લિગાન્ડ્સ માટેનો સાચો ક્રમ $Br^{-} < F^{-} < H_2O < NH_3$ છે.

(D) નિનહાઇડ્રિન કસોટી એ એમિનો એસિડની હાજરી ચકાસવા માટેની કસોટી છે.
જ્યારે નિનહાઇડ્રિન એમિનો એસિડ અથવા પ્રોટીન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે લાક્ષણિક જાંબલી અથવા વાદળી રંગ આપે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$A$,$B$ અને $C$ કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ અથવા કૃત્રિમ પોલિમર છે જેમાં એમિનો જૂથો હોતા નથી.
$Egg \text{ } albumin$ એ પ્રોટીન છે,જે એમિનો એસિડનો પોલિમર છે,તેથી તે નિનહાઇડ્રિન સાથે ધન કસોટી આપશે.

(B) $Mn$ (મેંગેનીઝ) $3d$ શ્રેણીની ધાતુઓમાં સૌથી વધુ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે,જે $+2$ થી $+7$ સુધીની હોય છે.
ખાસ કરીને,તે $KMnO_4$ જેવા સંયોજનોમાં $+7$ ની મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.

(D) $-OH$ સમૂહની પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ અસરને કારણે ફિનોલ એક અત્યંત સક્રિય એરોમેટિક રિંગ છે.
આ ઉચ્ચ સક્રિયતાને કારણે,ફિનોલ લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપકની જરૂર વગર $CHCl_3$ અથવા $CS_2$ જેવા અધ્રુવીય દ્રાવકોમાં પણ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન (બ્રોમિનેશન) પ્રક્રિયા આપે છે.
તેથી,વિધાન $I$ ખોટું છે.
વિધાન $II$ હેલોજનેશન પ્રક્રિયાઓમાં લુઈસ એસિડની સામાન્ય ભૂમિકાનું યોગ્ય વર્ણન કરે છે ($Br_2$ નું ધ્રુવીભવન કરીને $Br^+$ ઉત્પન્ન કરવું),પરંતુ વિધાન $I$ ખોટું હોવાથી,સાચો વિકલ્પ એ છે કે વિધાન $I$ ખોટું છે પરંતુ વિધાન $II$ સાચું છે.

(B) કોલરાઉસના સ્વતંત્ર આયનોના અભિગમનનો નિયમ મુજબ,વિદ્યુતવિભાજ્યની અનંત મંદને મોલર વાહકતા તેના ઘટક આયનોની મોલર આયનીય વાહકતાના સરવાળા જેટલી હોય છે.
$CA$ વિદ્યુતવિભાજ્ય માટે જ્યાં $C$ દ્વિસંયોજક ધન આયન $(C^{2+})$ અને $A$ દ્વિસંયોજક ઋણ આયન $(A^{2-})$ છે,મોલર વાહકતા નીચે મુજબ છે:
$\Lambda_m^\circ = \lambda_+ + \lambda_-$
આપેલ છે:
$\lambda_{C^{2+}} = 57 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$
$\lambda_{A^{2-}} = 73 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$
તેથી:
$\Lambda_m^\circ = 57 + 73 = 130 \ S \ cm^2 \ mol^{-1}$

(B) બોરેક્સ બીડ કસોટીમાં,બિંદુ $A$ ઓક્સિડેશન જ્યોત (બહારનો ભાગ) દર્શાવે છે અને બિંદુ $B$ રિડક્શન જ્યોત (અંદરનો ભાગ) દર્શાવે છે.
કોપર ક્ષાર $(Cu^{2+})$ ઓક્સિડેશન જ્યોતમાં લીલા રંગની મણકા અને રિડક્શન જ્યોતમાં લાલ રંગની મણકા આપે છે.
જોકે,આયર્ન ક્ષાર $(Fe^{3+})$ ઓક્સિડેશન જ્યોતમાં પીળા-ભૂરા રંગની અને રિડક્શન જ્યોતમાં (બિંદુ $B$) બોટલ-ગ્રીન રંગની મણકા આપે છે.
$Fe^{3+}$ $([Ar] 3d^5)$ માટે,અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ $5$ છે.
સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય મોમેન્ટ $\mu = \sqrt{n(n+2)} = \sqrt{5(5+2)} = \sqrt{35} \approx 5.92 \ BM$ છે.
નજીકનો પૂર્ણાંક $6$ છે.

(D) ફિનોલની સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથે $373 \ K$ તાપમાને પ્રક્રિયા કરતા ફિનોલ-$2,4$-ડાયસલ્ફોનિક એસિડ (નીપજ $A$) મળે છે.
નીપજ $A$ $(C_6H_6O_7S_2)$ નું રાસાયણિક સૂત્ર: તેમાં $7$ ઓક્સિજન પરમાણુઓ છે.
ફિનોલ-$2,4$-ડાયસલ્ફોનિક એસિડની સાંદ્ર $HNO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરતા $2,4,6$-ટ્રાયનાઈટ્રોફિનોલ (પિક્રિક એસિડ) (નીપજ $B$) મળે છે.
નીપજ $B$ $(C_6H_3N_3O_7)$ નું રાસાયણિક સૂત્ર: તેમાં $7$ ઓક્સિજન પરમાણુઓ છે.
ઓક્સિજન પરમાણુઓનો કુલ સરવાળો = $7$ ($A$ માં) + $7$ ($B$ માં) = $14$.

(A) જલીય દ્રાવણમાં પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તતો આયન $Co^{3+}$ છે,કારણ કે તેનો રિડક્શન પોટેન્શિયલ ઊંચો હોય છે $(Co^{3+} + e^{-} \rightarrow Co^{2+})$.
$Co^{3+}$ $(Z = 27)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^6$ છે.
$3d^6$ માં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ $4$ છે.
સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય ચાકમાત્રા $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ દ્વારા ગણવામાં આવે છે.
$\mu = \sqrt{4(4+2)} = \sqrt{24} \ BM \approx 4.9 \ BM$.
તેથી,નજીકનો પૂર્ણાંક $5$ છે.

(B) વેગ નિયમ $r = K[A]^{x}[B]^{y}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
પ્રયોગ $(i)$ અને $(iv)$ નો ઉપયોગ કરતા જ્યાં $[B]$ અચળ છે:
$6.0 \times 10^{-3} = K(0.1)^{x}(0.1)^{y}$
$2.40 \times 10^{-2} = K(0.4)^{x}(0.1)^{y}$
$(iv)$ ને $(i)$ વડે ભાગતા: $4 = (4)^{x}$,તેથી $x = 1$.
પ્રયોગ $(ii)$ અને $(iii)$ નો ઉપયોગ કરતા જ્યાં $[A]$ અચળ છે:
$7.2 \times 10^{-2} = K(0.3)^{x}(0.2)^{y}$
$2.88 \times 10^{-1} = K(0.3)^{x}(0.4)^{y}$
$(iii)$ ને $(ii)$ વડે ભાગતા: $4 = (2)^{y}$,તેથી $y = 2$.
કુલ ક્રમ $= x + y = 1 + 2 = 3$.

(C) અભિસરણ દબાણ $\pi$ એ સૂત્ર $\pi = \Delta C \times R \times T$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $\Delta C$ એ કણોની મોલર સાંદ્રતામાં તફાવત છે.
કોષની અંદરના ગ્લુકોઝના દ્રાવણ માટે: $C_{glucose} = 0.2 \ M$.
કોષની બહારના $NaCl$ ના દ્રાવણ માટે,સંપૂર્ણ વિયોજન $(NaCl \rightarrow Na^{+} + Cl^{-})$ ધારતા,કણોની કુલ સાંદ્રતા $C_{NaCl} = 2 \times 0.05 \ M = 0.1 \ M$ છે.
ચોખ્ખો સાંદ્રતા તફાવત $\Delta C = C_{glucose} - C_{NaCl} = 0.2 \ M - 0.1 \ M = 0.1 \ M$ છે.
હવે,અભિસરણ દબાણની ગણતરી કરો:
$\pi = 0.1 \times 0.083 \times 300$
$\pi = 2.49 \ \text{bar}$
આને $\times 10^{-1} \ \text{bar}$ માં દર્શાવવા માટે:
$\pi = 24.9 \times 10^{-1} \ \text{bar}$.
નજીકના પૂર્ણાંકમાં ફેરવતા,આપણને $25$ મળે છે.