KVPY 2018 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Hindi

(D) $X$ और $Y$ एक-दूसरे के रूपान्तरण समावयवी (conformers) हैं।
रूपान्तरण समावयवी अणु में परमाणुओं की वे स्थानिक व्यवस्थाएं हैं जिन्हें $C-C$ एकल बंध के चारों ओर घूर्णन द्वारा एक-दूसरे में परिवर्तित किया जा सकता है।
दिए गए न्यूमैन प्रक्षेपों में,$X$ ग्रसित (eclipsed) संरूपण को दर्शाता है,जबकि $Y$ सांतरित (staggered) संरूपण को दर्शाता है।
चूंकि वे एक ही अणु की अलग-अलग घूर्णी अवस्थाएं हैं,इसलिए उन्हें रूपान्तरण समावयवी कहा जाता है।

(D) सही उत्तर $D$ है।
$tert$-ब्यूटाइल धनायन,आइसोप्रोपिल धनायन की तुलना में अधिक स्थिर है क्योंकि इसमें $C-H$ समूह के $\sigma$-बंध और कार्बधनायन के रिक्त $p$-कक्षक के बीच बेहतर अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) अंतःक्रिया होती है।
$trans-2-butene$,प्रोपीन की तुलना में अधिक स्थिर है क्योंकि इसमें $C-H$ समूह के $\sigma$-बंध और द्वि-बंध के $\pi^{*}$-प्रतिबंधी कक्षक के बीच अतिसंयुग्मन अंतःक्रिया होती है।

(D) दी गई प्रजातियों के लिए बंध कोण इस प्रकार हैं:
$1$. $PH_3$: संकरण के अभाव और एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म की उपस्थिति के कारण बंध कोण लगभग $93.5^\circ$ है।
$2$. $NH_3$: $sp^3$ संकरण और एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म के कारण बंध कोण $107^\circ$ है।
$3$. $NH_4^+$: $sp^3$ संकरण और एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म की अनुपस्थिति के कारण बंध कोण $109.5^\circ$ है, जो एक पूर्ण चतुष्फलकीय ज्यामिति है।
$4$. $BF_3$: इस अणु में $H - X - H$ बंध नहीं होते हैं, इसलिए इसकी तुलना इस श्रृंखला में नहीं की जा सकती।
हाइड्राइड्स के बंध कोणों की तुलना करने पर: $PH_3 (93.5^\circ) < NH_3 (107^\circ) < NH_4^+ (109.5^\circ)$।
अतः, सही क्रम $PH_3 < NH_3 < NH_4^+$ है।

(C) दी गई प्रजातियाँ $Na^{+}$,$F^{-}$,$O^{2-}$,और $N^{3-}$ आइसोइलेक्ट्रॉनिक हैं,जिसका अर्थ है कि उन सभी में $10$ इलेक्ट्रॉन हैं।
आइसोइलेक्ट्रॉनिक प्रजातियों के लिए,जैसे-जैसे परमाणु क्रमांक (नाभिकीय आवेश) बढ़ता है,आयनिक त्रिज्या घटती जाती है।
$N^{3-}$ का परमाणु क्रमांक $7$ है,$O^{2-}$ का $8$ है,$F^{-}$ का $9$ है,और $Na^{+}$ का $11$ है।
जैसे-जैसे नाभिकीय आवेश $7$ से $11$ तक बढ़ता है,नाभिक और इलेक्ट्रॉनों के बीच आकर्षण बढ़ता है,जिससे आयनिक त्रिज्या कम हो जाती है।
अतः,आयनिक त्रिज्याओं का सही क्रम $N^{3-} > O^{2-} > F^{-} > Na^{+}$ है।

(D) ,$S$,और $P$ की गर्म सांद्र $H_{2}SO_{4}$ के साथ अभिक्रियाएँ इस प्रकार हैं:
$C + 2H_{2}SO_{4} \longrightarrow CO_{2} + 2SO_{2} + 2H_{2}O$
$S + 2H_{2}SO_{4} \longrightarrow 3SO_{2} + 2H_{2}O$
$P_{4} + 10H_{2}SO_{4} \longrightarrow 4H_{3}PO_{4} + 10SO_{2} + 4H_{2}O$
समीकरणों में दिखाए अनुसार,तीनों तत्व ($C$,$S$,और $P$) गर्म सांद्र $H_{2}SO_{4}$ के साथ अभिक्रिया करने पर $SO_{2}$ गैस उत्पन्न करते हैं।

(A) $BX_{3}$ में बोरॉन परमाणु का अष्टक अपूर्ण होता है और यह $\pi$-बंध (बैक बॉन्डिंग) बनाने के लिए $X$ से एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) स्वीकार कर सकता है।
बैक बॉन्डिंग की सीमा $X$ की विद्युत ऋणात्मकता और $X$ तथा $B$ के कक्षकों के ऊर्जा स्तर पर निर्भर करती है। $X$ की कम विद्युत ऋणात्मकता इलेक्ट्रॉन युग्म के दान को आसान बनाती है।
$Cl$ और $F$,$OMe$ और $NMe_{2}$ की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मक होते हैं,इसलिए उनकी बैक बॉन्डिंग की प्रवृत्ति कम होती है।
$BCl_{3}$ और $BF_{3}$ में,$Cl$ के $3p$-कक्षक और बोरॉन के $2p$-कक्षक के आकार में अंतर के कारण $Cl$ की $\pi$-बंध बनाने की प्रवृत्ति कम होती है।
$B(OMe)_{3}$ और $B(NMe_{2})_{3}$ में,$NMe_{2}$ समूह में नाइट्रोजन,ऑक्सीजन की तुलना में कम विद्युत ऋणात्मक होता है,जिससे वह अधिक आसानी से इलेक्ट्रॉन युग्म दान कर सकता है।
अतः,$\pi$-बंध बनाने की प्रवृत्ति का सही क्रम $BCl_{3} < BF_{3} < B(OMe)_{3} < B(NMe_{2})_{3}$ है।

(B) लैंगमुइर अधिशोषण समताप निम्नलिखित मान्यताओं पर आधारित है:
$1.$ मुक्त गैस और अधिशोषित गैस गतिशील साम्यावस्था में होते हैं।
$2.$ अधिशोषक की सतह समान होती है,जिसका अर्थ है कि सभी अधिशोषण स्थल समान होते हैं।
$3.$ किसी दिए गए स्थल पर अणु के अधिशोषित होने की क्षमता पड़ोसी स्थलों के कब्जे से स्वतंत्र होती है।
$4.$ अधिशोषण एक एकल परत (monolayer) तक सीमित है; प्रारंभ में अधिशोषित परत आगे के अधिशोषण के लिए सब्सट्रेट के रूप में कार्य नहीं कर सकती है (यह कथन $III$ के विपरीत है)।
अतः,कथन $I, II,$ और $IV$ सही हैं।

(A) एक आदर्श पिंड जो सभी आवृत्तियों के विकिरणों का उत्सर्जन और अवशोषण करता है,उसे कृष्णिका (black body) कहा जाता है और ऐसे पिंड द्वारा उत्सर्जित विकिरण को कृष्णिका विकिरण कहा जाता है।
प्लांक के नियम के अनुसार,किसी दिए गए तापमान पर कृष्णिका द्वारा उत्सर्जित विकिरण की तीव्रता तरंगदैर्ध्य घटने के साथ बढ़ती है,एक विशिष्ट तरंगदैर्ध्य $(\lambda_{max})$ पर अधिकतम मान तक पहुँचती है,और फिर तरंगदैर्ध्य में और कमी होने पर घटने लगती है।
जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है,विकिरण की कुल तीव्रता बढ़ती है और उत्सर्जन वक्र का शिखर छोटी तरंगदैर्ध्य की ओर स्थानांतरित हो जाता है (वीन का विस्थापन नियम)।
चूंकि $T_{2} > T_{1}$ है,इसलिए $T_{2}$ के लिए वक्र $T_{1}$ के वक्र से ऊपर होगा और इसका शिखर $T_{1}$ के शिखर की तुलना में छोटी तरंगदैर्ध्य पर होगा।
अतः,सही निरूपण पहले ग्राफ (विकल्प $A$) में दर्शाया गया है।

(B) वास्तविक गैस के लिए वान डर वाल्स समीकरण $(p + \frac{an^2}{V^2})(V - nb) = nRT$ है।
निश्चित तापमान पर और क्रांतिक तापमान से नीचे,$p-V$ समतापी वक्र गैस-द्रव सह-अस्तित्व को दर्शाने वाला '$S$' आकार का वक्र प्रदर्शित करता है।
इस क्षेत्र में,प्रावस्था परिवर्तन के दौरान आयतन बदलने पर दाब स्थिर रहता है।
विकल्प $(b)$ में दिया गया आरेख इस व्यवहार को सही ढंग से दर्शाता है।

(A) बफर विलयन एक ऐसा मिश्रण है जो अम्ल या क्षार की थोड़ी मात्रा मिलाने पर $pH$ में होने वाले परिवर्तनों का विरोध करता है। यह आमतौर पर एक दुर्बल क्षार और उसके लवण,या एक दुर्बल अम्ल और उसके लवण से बना होता है।
विकल्प $A$ में,$0.2 \, M \ NH_{4}OH$ (दुर्बल क्षार) और $0.1 \, M \ HCl$ (प्रबल अम्ल) के समान आयतन को मिलाने पर,$0.1 \, M \ NH_{4}OH$,$0.1 \, M \ HCl$ के साथ अभिक्रिया करके $0.1 \, M \ NH_{4}Cl$ (लवण) बनाता है। शेष $NH_{4}OH$ की सांद्रता $0.1 \, M$ है। चूंकि अंतिम मिश्रण में दुर्बल क्षार $(NH_{4}OH)$ और उसका लवण $(NH_{4}Cl)$ दोनों मौजूद हैं,इसलिए यह एक क्षारीय बफर विलयन बनाता है।

(D) उत्क्रमणीय प्रथम कोटि की अभिक्रिया $X \rightleftharpoons Y$ के लिए,साम्य स्थिरांक $K_{eq}$ इस प्रकार है:
$K_{eq} = \frac{K_{f}}{K_{b}} = \frac{[Y]_{eq}}{[X]_{eq}}$
दिया गया है कि $K_{f} = 2 \ s^{-1}$ और $K_{b} = 1 \ s^{-1}$,इसलिए:
$K_{eq} = \frac{2}{1} = 2$
अतः,$\frac{[Y]_{eq}}{[X]_{eq}} = 2$,जिसका अर्थ है कि $[Y]_{eq} = 2[X]_{eq}$।
इसका अर्थ है कि साम्यावस्था पर,$Y$ की सांद्रता $X$ की सांद्रता से दोगुनी है।
जैसे-जैसे अभिक्रिया आगे बढ़ती है,$X$ की सांद्रता अपने प्रारंभिक मान $[X]_{0}$ से घटकर $[X]_{eq}$ हो जाती है,और $Y$ की सांद्रता $0$ से बढ़कर $[Y]_{eq}$ हो जाती है।
चूंकि $[Y]_{eq} = 2[X]_{eq}$,$Y$ की अंतिम सांद्रता $X$ की अंतिम सांद्रता से अधिक होनी चाहिए। आलेख $(d)$ साम्यावस्था पर $[Y]_{eq} > [X]_{eq}$ को सही ढंग से दर्शाता है।

(B) संतुलित रासायनिक समीकरण:
$2 C_{3}H_{5}(NO_{3})_{3(l)} \longrightarrow 3 N_{2(g)} + \frac{1}{2} O_{2(g)} + 6 CO_{2(g)} + 5 H_{2}O_{(g)}$
$\Delta H_{\text{reaction}}^{\circ} = \Sigma \Delta H_{f(P)}^{\circ} - \Sigma \Delta H_{f(R)}^{\circ}$
$\Delta H_{\text{reaction}}^{\circ} = [3(0) + 0.5(0) + 6(-393.5) + 5(-241.8)] - [2(-364)]$
$= [-2361 - 1209] - [-728]$
$= -3570 + 728 = -2842 \, kJ$ ($2 \, mol$ नाइट्रोग्लिसरीन के लिए)।
$1 \, mol$ नाइट्रोग्लिसरीन के लिए एन्थैल्पी परिवर्तन $= \frac{-2842}{2} = -1421 \, kJ/mol$.
$10 \, g$ के लिए एन्थैल्पी परिवर्तन $= \frac{-1421}{227.1} \times 10 \approx -62.57 \, kJ$.

(D) $(NH_4)_2Cr_2O_7$ को गर्म करने पर $N_2$ गैस के साथ $Cr_2O_3$ यौगिक प्राप्त होता है।
$(NH_4)_2Cr_2O_7 \stackrel{\Delta}{\longrightarrow} N_2 + Cr_2O_3 + 4H_2O$
माना $Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है।
$(NH_4)_2Cr_2O_7$ में:
$2(+1) + 2(x) + 7(-2) = 0$
$2 + 2x - 14 = 0$
$2x = 12 \Rightarrow x = +6$
$Cr_2O_3$ में:
$2(x) + 3(-2) = 0$
$2x - 6 = 0$
$2x = 6 \Rightarrow x = +3$
अतः,अभिक्रिया में $Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन $+6$ से $+3$ है।

(A) चरण $(i)$ और $(ii)$ एल्कीन के हाइड्रोबोरोन-ऑक्सीकरण का प्रतिनिधित्व करते हैं,जो द्वि-आबंध पर पानी के एंटी-मार्कोवनिकोव योग का पालन करता है। इसके परिणामस्वरूप एक अल्कोहल बनता है जहाँ $-OH$ समूह कम प्रतिस्थापित कार्बन से जुड़ता है।
चरण $(iii)$ में $conc. \ H_2SO_4$ का उपयोग करके अल्कोहल का अम्ल-उत्प्रेरित निर्जलीकरण शामिल है। यह एक कार्बोनियम आयन मध्यवर्ती के माध्यम से $E1$ तंत्र द्वारा आगे बढ़ता है,जिसके बाद ज़ेटसेव नियम के अनुसार सबसे स्थिर एल्कीन बनाने के लिए प्रोटॉन का विलोपन होता है।

(A) डायस्टेरियोमर्स वे स्टीरियोआइसोमर्स हैं जो एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब नहीं होते हैं।
विकल्प $(A)$ में,$3$-मिथाइलपेंट-$1$-ईन में $HBr$ का योग मार्कोवनिकोव के नियम का पालन करता है। $C_2$ स्थिति पर बनने वाला कार्बोनियम आयन मध्यवर्ती कायरल होता है। ब्रोमाइड आयन कार्बोनियम आयन के ऊपर या नीचे से आक्रमण कर सकता है,जिससे दो नए कायरल केंद्र बनते हैं। चूंकि अणु में पहले से ही एक कायरल केंद्र है,इसलिए परिणामी उत्पाद डायस्टेरियोमर्स की एक जोड़ी है।

(A) दिया गया है: जल का घनत्व $= 1.0\, g\, mL^{-1}$.
जल का आयतन $= 250\, mL$.
जल का द्रव्यमान $= \text{घनत्व} \times \text{आयतन} = 1.0\, g\, mL^{-1} \times 250\, mL = 250\, g$.
जल का मोलर द्रव्यमान $(H_2O) = (2 \times 1) + 16 = 18\, g\, mol^{-1}$.
जल के मोलों की संख्या $= \frac{\text{द्रव्यमान}}{\text{मोलर द्रव्यमान}} = \frac{250}{18} \approx 13.889\, mol$.
अणुओं की संख्या $= \text{मोल} \times \text{आवोगाद्रो संख्या} = 13.889 \times 6.023 \times 10^{23} \approx 83.65 \times 10^{23}$.
अतः,जल के अणुओं की संख्या $83.6 \times 10^{23}$ के निकटतम है।

(A) . $NH_3$ का तनु जलीय विलयन $NH_4OH$ के रूप में होता है,जो इस प्रकार वियोजित होता है: $NH_4OH \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-$.
ठोस अमोनियम क्लोराइड $(NH_4Cl)$ मिलाने पर,यह पूर्णतः वियोजित हो जाता है: $NH_4Cl \rightarrow NH_4^+ + Cl^-$.
$NH_4^+$ के सम-आयन प्रभाव के कारण,साम्यावस्था बाईं ओर स्थानांतरित हो जाती है,जिससे $OH^-$ की सांद्रता कम हो जाती है।
चूंकि $pOH = -\log[OH^-]$ होता है,$[OH^-]$ में कमी से $pOH$ बढ़ता है,जिससे $pH$ कम हो जाता है $(pH = 14 - pOH)$.

(D) $BaSO_4$ का वियोजन इस प्रकार है: $BaSO_4(s) \rightleftharpoons Ba^{2+}(aq) + SO_4^{2-}(aq)$
मान लीजिए विलेयता $S \, mol \, L^{-1}$ है।
अतः,$K_{sp} = [Ba^{2+}][SO_4^{2-}] = S \times S = S^2$.
दिया गया $K_{sp} = 1.0 \times 10^{-10}$ है,इसलिए $S^2 = 1.0 \times 10^{-10}$,जिससे $S = 1.0 \times 10^{-5} \, mol \, L^{-1}$ प्राप्त होता है।
विलेयता को $mol \, L^{-1}$ से $g \, L^{-1}$ में बदलने के लिए,इसे $BaSO_4$ के मोलर द्रव्यमान $(233 \, g \, mol^{-1})$ से गुणा करें:
$g \, L^{-1}$ में विलेयता = $(1.0 \times 10^{-5} \, mol \, L^{-1}) \times (233 \, g \, mol^{-1}) = 233 \times 10^{-5} \, g \, L^{-1} = 2.33 \times 10^{-3} \, g \, L^{-1}$.
अतः,यह मान $2.3 \times 10^{-3} \, g \, L^{-1}$ के निकटतम है।

(B)
निम्नलिखित कथनों पर विचार करें।
$(I)$ पाउली के अपवर्जन सिद्धांत के अनुसार,एक परमाणु में किन्हीं भी दो इलेक्ट्रॉनों के लिए चारों क्वांटम संख्याओं का सेट समान नहीं हो सकता। अतः,कथन $(a)$ सही है।
$(II)$ मुख्य क्वांटम संख्या $n$ वाले कोश में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या $2n^2$ होती है,न कि $n^2+2$। अतः,कथन $(b)$ गलत है।
$(III)$ एक कक्षक में इलेक्ट्रॉनों का चक्रण विपरीत होना चाहिए,अर्थात $m_s = +\frac{1}{2}$ और $-\frac{1}{2}$। अतः,कथन $(c)$ सही है।
$(IV)$ आउफबाऊ सिद्धांत के अनुसार,परमाणुओं की मूल अवस्था में,कक्षक उनकी बढ़ती ऊर्जा के क्रम में भरे जाते हैं। अतः,कथन $(d)$ सही है।

(D) आदर्श गैस समीकरण $pV = nRT$ का उपयोग करते हुए,जहाँ $p = 2 \, atm$,$V = 2.24 \, L$,$R = 0.0821 \, L \cdot atm \cdot K^{-1} \cdot mol^{-1}$,और $T = 298 \, K$ है।
$n = \frac{pV}{RT} = \frac{2 \times 2.24}{0.0821 \times 298} \approx 0.183 \, mol$.
$N_2$ का मोलर द्रव्यमान $28 \, g/mol$ है।
$N_2$ का अधिकतम द्रव्यमान $m = n \times M = 0.183 \times 28 \approx 5.124 \, g$ है।
चूंकि पात्र $2 \, atm$ पर फट जाता है,इसलिए सुरक्षित मात्रा $5.124 \, g$ से थोड़ी कम होनी चाहिए। दिए गए विकल्पों में से,$4.2 \, g$ सबसे निकटतम मान है जो सुरक्षा सुनिश्चित करता है।

(A) सही उत्तर $A$ है।
यह अभिक्रिया फ्रीडेल-क्राफ्ट्स एसाइलेशन है।
इस अभिक्रिया में,बेंजीन $AlCl_3$ जैसे लुईस एसिड उत्प्रेरक की उपस्थिति में एसाइल हैलाइड (जैसे $2$-नाइट्रोबेंज़ोयल क्लोराइड) के साथ अभिक्रिया करके संबंधित एसाइलबेंजीन व्युत्पन्न देता है।

(C) सही विकल्प $(c)$ है।
यौगिक $X$ में,ब्रोमीन परमाणु से जुड़ा कार्बन परमाणु चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा है: एक हाइड्रोजन परमाणु,एक ब्रोमीन परमाणु,एक एथिल समूह $(-CH_2CH_3)$ और एक प्रोपिल समूह $(-CH_2CH_2CH_3)$। चूंकि चारों समूह अलग हैं,इसलिए यह कार्बन एक कायरल केंद्र है,जो यौगिक $X$ को कायरल बनाता है।
यौगिक $Y$ में,ब्रोमीन परमाणु से जुड़ा कार्बन परमाणु एक हाइड्रोजन परमाणु,एक ब्रोमीन परमाणु और दो समान एथिल समूहों $(-CH_2CH_3)$ से जुड़ा है। चूंकि केंद्रीय कार्बन से जुड़े दो समूह समान हैं,इसलिए अणु में सममिति का तल होता है और यह अकायरल है।

(D) चक्रीय,समतलीय,संयुग्मित आयनिक प्रजातियों की स्थिरता हकल के नियम द्वारा निर्धारित की जाती है,जो यह बताता है कि यदि किसी प्रजाति में $(4n+2) \pi$ इलेक्ट्रॉन होते हैं,तो वह एरोमैटिक और अत्यधिक स्थिर होती है,जहाँ $n$ एक पूर्णांक है $(n = 0, 1, 2, ...)$.
$1$. इन्डेनाइल ऋणायन: इसमें $10 \pi$ इलेक्ट्रॉन $(n=2)$ हैं,जो हकल के नियम का पालन करता है और एरोमैटिक है।
$2$. साइक्लोप्रोपेनाइल धनायन: इसमें $2 \pi$ इलेक्ट्रॉन $(n=0)$ हैं,जो हकल के नियम का पालन करता है और एरोमैटिक है।
चूंकि विकल्प $(d)$ में दी गई दोनों प्रजातियां एरोमैटिक हैं,इसलिए वे सबसे स्थिर आयनिक प्रजातियां हैं।

(A) हाइड्रोजन जैसी प्रजातियों में ऑर्बिटल की ऊर्जा प्रभावी परमाणु आवेश $(Z_{eff})$ पर निर्भर करती है।
जैसे-जैसे परमाणु क्रमांक $(Z)$ बढ़ता है,नाभिक और इलेक्ट्रॉनों के बीच आकर्षण बढ़ता है,जिससे ऑर्बिटल की ऊर्जा कम हो जाती है।
$2s$-ऑर्बिटल के लिए,परमाणु आवेश बढ़ने के साथ ऊर्जा घटती है।
परमाणु क्रमांक हैं: $H (Z=1)$,$Li (Z=3)$,$Na (Z=11)$,और $K (Z=19)$।
चूंकि $Z$ का क्रम $H < Li < Na < K$ है,इसलिए $2s$-ऑर्बिटल की ऊर्जा का क्रम $K < Na < Li < H$ होगा।

(C) केंद्रीय परमाणु का संकरण निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके ज्ञात किया जा सकता है: $X = \frac{1}{2} [V + M - C + A]$
जहाँ $V$ संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है,$M$ एकसंयोजी परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनायन आवेश है और $A$ ऋणायन आवेश है।
$XeF_4$ के लिए:
$V = 8$ ($Xe$ के संयोजी इलेक्ट्रॉन)
$M = 4$ (चार $F$ परमाणु)
$C = 0, A = 0$
$X = \frac{1}{2} (8 + 4) = 6$
$6$ का मान $sp^3d^2$ संकरण को दर्शाता है।
अतः,सही विकल्प $(C)$ है।

(A) $Cr_2O_7^{2-}$ के लिए: मान लीजिए $Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है।
$2(x) + 7(-2) = -2$
$2x - 14 = -2$
$2x = 12$
$x = +6$
$ClO_3^{-}$ के लिए: मान लीजिए $Cl$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है।
$1(x) + 3(-2) = -1$
$x - 6 = -1$
$x = +5$
अतः,ऑक्सीकरण संख्याएँ क्रमशः $+6$ और $+5$ हैं। सही विकल्प $A$ है।

(C) .
जब लवण $X$ में भीगा हुआ फिल्टर पेपर $HNO_{3}$ वाष्प के संपर्क में आता है,तो यह आयोडीन गैस $(I_{2})$ के मुक्त होने के कारण भूरा हो जाता है,जिसका रंग भूरा होता है।
यह अभिक्रिया इसलिए होती है क्योंकि $KI$ एक प्रबल अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करता है और $HNO_{3}$ को $NO_{2}$ (भूरे रंग की गैस) में अपचयित करता है,जबकि $I^{-}$ का $I_{2}$ में ऑक्सीकरण हो जाता है।
रासायनिक अभिक्रिया: $2KI + 4HNO_{3} \longrightarrow I_{2} + 2NO_{2} + 2KNO_{3} + 2H_{2}O$.

(B) . हीमोग्लोबिन की मुख्य भूमिका फेफड़ों या गलफड़ों से शरीर के विभिन्न भागों तक ऑक्सीजन का परिवहन करना है। वहाँ यह ऑक्सीजन को मुक्त करता है ताकि एरोबिक श्वसन के माध्यम से जीव के चयापचय कार्यों के लिए ऊर्जा प्रदान की जा सके।

(C) आबंध क्रम की गणना $\text{B.O.} = \frac{1}{2}(N_b - N_a)$ द्वारा की जाती है,जहाँ $N_b$ आबंधी कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों की संख्या है और $N_a$ प्रति-आबंधी कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों की संख्या है।
$(A)$ $CO$ ($14$ इलेक्ट्रॉन): $\text{B.O.} = \frac{1}{2}(10 - 4) = 3$.
$O_2^{2-}$ ($18$ इलेक्ट्रॉन): $\text{B.O.} = \frac{1}{2}(10 - 8) = 1$.
$(B)$ $O_2^{-}$ ($17$ इलेक्ट्रॉन): $\text{B.O.} = \frac{1}{2}(10 - 7) = 1.5$.
$CO$ का $\text{B.O.} = 3$ है।
$(C)$ $O_2^{2-}$ का $\text{B.O.} = 1$ है।
$B_2$ ($10$ इलेक्ट्रॉन): $\text{B.O.} = \frac{1}{2}(6 - 4) = 1$.
$(D)$ $CO$ का $\text{B.O.} = 3$ है।
$N_2^{+}$ ($13$ इलेक्ट्रॉन): $\text{B.O.} = \frac{1}{2}(9 - 4) = 2.5$.
अतः,$O_2^{2-}$ और $B_2$ दोनों का आबंध क्रम $1$ है,इसलिए विकल्प $(C)$ सही है।

(D) कुल आवश्यक ऊष्मा $(q)$,तरल के तापमान को बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा $(q_1)$ और अवस्था परिवर्तन के लिए आवश्यक ऊष्मा $(q_2)$ का योग है।
$q_1 = m \times c \times \Delta T$
$q_1 = 1000 \, g \times 2.44 \, J \, g^{-1} \, K^{-1} \times (351.45 \, K - 293.45 \, K)$
$q_1 = 1000 \times 2.44 \times 58 = 141520 \, J = 1.4152 \times 10^5 \, J$
$q_2 = m \times L_v$
$q_2 = 1000 \, g \times 855 \, J \, g^{-1} = 855000 \, J = 8.55 \times 10^5 \, J$
$q = q_1 + q_2 = 1.4152 \times 10^5 \, J + 8.55 \times 10^5 \, J = 9.9652 \times 10^5 \, J$
निकटतम मान के रूप में,हमें $9.97 \times 10^5 \, J$ प्राप्त होता है।

(B) अभिक्रिया: $CH_3CH(Br)CH_2Br + Zn \rightarrow CH_3CH=CH_2 + ZnBr_2$.
$1,2$-डाइब्रोमोप्रोपेन $(C_3H_6Br_2)$ का मोलर द्रव्यमान $= 3 \times 12 + 6 \times 1 + 2 \times 80 = 202 \, g/mol$.
$1,2$-डाइब्रोमोप्रोपेन के मोल $= \frac{20.2 \, g}{202 \, g/mol} = 0.1 \, mol$.
प्रोप$-1$-ईन $(C_3H_6)$ का मोलर द्रव्यमान $= 3 \times 12 + 6 \times 1 = 42 \, g/mol$.
$X$ की सैद्धांतिक लब्धि $= 0.1 \, mol \times 42 \, g/mol = 4.2 \, g$.
$X$ की वास्तविक लब्धि $= 3.58 \, g$.
लब्धि $(\%) = \frac{\text{वास्तविक लब्धि}}{\text{सैद्धांतिक लब्धि}} \times 100 = \frac{3.58}{4.2} \times 100 \approx 85.23 \%$.
निकटतम मान $85 \%$ है।

(A) मिथाइल एनायन $(CH_3^-)$ की तुलना में एथिल एनायन $(CH_3CH_2^-)$ की कम स्थिरता मिथाइल समूह के $+I$-प्रभाव के कारण है,जो पहले से ही ऋणात्मक आवेशित कार्बन परमाणु पर इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाता है,जिससे यह अस्थिर हो जाता है।
मिथाइल रेडिकल $(CH_3^\bullet)$ की तुलना में एथिल रेडिकल $(CH_3CH_2^\bullet)$ की उच्च स्थिरता $\sigma \rightarrow p$-ऑर्बिटल संयुग्मन के कारण है,जिसे हाइपरकंजुगेशन के रूप में जाना जाता है। $C-H$ बंध के $\sigma$-बंध से अर्ध-भरे $p$-ऑर्बिटल में इलेक्ट्रॉनों का यह विस्थानीकरण रेडिकल को स्थिर करता है।

(D) $BrF_5$ की ज्यामिति वर्गाकार पिरामिडीय होती है जिसमें $Br$ परमाणु पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) होता है। एकाकी युग्म-बंध युग्म प्रतिकर्षण के कारण,भूमध्यरेखीय $F$ परमाणु एकाकी युग्म से थोड़े दूर धकेल दिए जाते हैं,जिससे $F_{axial}-Br-F_{equatorial}$ बंध कोण $90^{\circ}$ से कम (लगभग $84.8^{\circ}$) हो जाते हैं,जबकि वर्गाकार तल में $F_{equatorial}-Br-F_{equatorial}$ कोण $90^{\circ}$ होते हैं। अतः,$F-Br-F$ बंध कोण असमान हैं।
$PCl_5$ की ज्यामिति त्रिकोणीय द्विपिरामिडीय होती है। इसमें दो प्रकार के $Cl-P-Cl$ बंध कोण होते हैं: भूमध्यरेखीय-भूमध्यरेखीय $(120^{\circ})$ और अक्षीय-भूमध्यरेखीय $(90^{\circ})$। अतः,$Cl-P-Cl$ बंध कोण असमान हैं।

(A) जलीय $NaOH$ की उपस्थिति में एसीटोन की ब्रोमीन के साथ अभिक्रिया हैलोफॉर्म अभिक्रिया है।
एसीटोन और ब्रोमीन की अभिक्रिया का संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$CH_{3}COCH_{3} + 3Br_{2} + 4NaOH \rightarrow CHBr_{3} + CH_{3}COONa + 3NaBr + 3H_{2}O$
अभिक्रिया के रससमीकरणमिति (stoichiometry) के अनुसार,$1 \ mol$ $CHBr_{3}$ उत्पन्न करने के लिए $3 \ mol$ $Br_{2}$ की आवश्यकता होती है।
चूँकि $1.0 \ mol$ ब्रोमीन का उपयोग किया गया है,इसलिए उत्पन्न $CHBr_{3}$ की मात्रा है:
$\text{Amount of } CHBr_{3} = \frac{1}{3} \times \text{Amount of } Br_{2} = \frac{1}{3} \times 1.0 \ mol = \frac{1}{3} \ mol$.

(B) विलियमसन ईथर संश्लेषण में एक एल्कोक्साइड आयन और एक प्राथमिक एल्काइल हैलाइड के बीच $S_{N}2$ अभिक्रिया होती है। यह अभिक्रिया तब अनुकूल होती है जब लीविंग ग्रुप अच्छा हो। इस मामले में,एल्कोक्साइड बाइसाइक्लो[$2.2$.$2$]ऑक्टेन$-1-$ऑल से प्राप्त होता है,और एल्काइल हैलाइड बेंजाइल हैलाइड है। बेंजाइल क्लोराइड और बेंजाइल आयोडाइड के बीच,बेंजाइल आयोडाइड को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि $I^{-}$,$Cl^{-}$ की तुलना में एक बेहतर लीविंग ग्रुप है,जिससे $S_{N}2$ अभिक्रिया तेज हो जाती है।

(D) बेंज़ल्डिहाइड को सांद्र जलीय $NaOH$ विलयन में $formaldehyde$ का उपयोग करके बेंज़िल अल्कोहल में परिवर्तित किया जा सकता है।
इस अभिक्रिया को $Cross-Cannizzaro$ अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है,जहाँ बेंज़ल्डिहाइड का एक अणु बेंज़िल अल्कोहल में अपचयित (reduce) हो जाता है जबकि $formaldehyde$ का ऑक्सीकरण होकर फॉर्मेट लवण बनता है।
वे एल्डिहाइड जिनमें $\alpha-hydrogen$ परमाणु नहीं होता है,वे इस प्रकार की अभिक्रिया देते हैं।

(B) फास्फोरस के ऑक्सोएसिड का अपचायक गुण मुख्य रूप से अणु में उपस्थित $P-H$ बंधों की संख्या द्वारा निर्धारित होता है।
$H_3PO_2$ (हाइपोफास्फोरस एसिड) में दो $P-H$ बंध होते हैं।
$H_3PO_3$ (फास्फोरस एसिड) में एक $P-H$ बंध होता है।
$H_3PO_4$ (फास्फोरिक एसिड) में शून्य $P-H$ बंध होते हैं।
$H_4P_2O_7$ (पायरोफास्फोरिक एसिड) में शून्य $P-H$ बंध होते हैं।
चूंकि $H_3PO_2$ में $P-H$ बंधों की संख्या सबसे अधिक है,इसलिए यह दिए गए विकल्पों में सबसे प्रबल अपचायक है।

(B) लिंकेज समावयवता उन उपसहसंयोजन यौगिकों में उत्पन्न होती है जिनमें उभयदंती (ambidentate) लिगेंड मौजूद होता है।
दिए गए लिगेंडों में,$NO_2^-$ एक उभयदंती लिगेंड है क्योंकि यह धातु परमाणु से $N$-परमाणु या $O$-परमाणु के माध्यम से जुड़ सकता है।
अतः,$[Co(NH_3)_5(NO_2)]Cl_2$ लिंकेज समावयवता प्रदर्शित करता है।

(B) चालकतामितीय अनुमापन का सिद्धांत इस तथ्य पर आधारित है कि अनुमापन के दौरान एक आयन दूसरे आयन द्वारा प्रतिस्थापित हो जाता है और इन दोनों आयनों की आयनिक चालकता भिन्न होती है।
$0.05 \ M \ H_2SO_4$ का $0.1 \ M \ NH_4OH$ के साथ चालकतामितीय अनुमापन में,प्रारंभ में अत्यधिक गतिशील $H^+$ आयन $OH^-$ आयनों द्वारा उदासीन होकर $H_2O$ बनाते हैं और उनके स्थान पर कम गतिशील $NH_4^+$ आयन आ जाते हैं। इससे तुल्यांक बिंदु तक चालकता में कमी आती है।
तुल्यांक बिंदु के बाद,अतिरिक्त दुर्बल विद्युत-अपघट्य $NH_4OH$ मिलाने से चालकता में कोई विशेष वृद्धि नहीं होती है क्योंकि यह दुर्बल रूप से वियोजित होता है।
अतः,वह आलेख जो चालकता में कमी और उसके बाद लगभग स्थिर चालकता दर्शाता है,सही निरूपण है।

(B) राउल्ट के नियम के अनुसार,द्रव $X$ और $Y$ के आदर्श विलयन के लिए:
$p_X = p_X^0 \chi_X$
$p_Y = p_Y^0 \chi_Y = p_Y^0 (1 - \chi_X)$
डाल्टन के आंशिक दाब के नियम के अनुसार,कुल वाष्प दाब $p_T$ है:
$p_T = p_X + p_Y$
$p_T = p_X^0 \chi_X + p_Y^0 (1 - \chi_X)$
$p_T = p_Y^0 + (p_X^0 - p_Y^0) \chi_X$
यह समीकरण $p_T$ और $\chi_X$ के बीच एक रैखिक संबंध को दर्शाता है,जो $y = mx + c$ के रूप में है,जहाँ ढाल $(p_X^0 - p_Y^0)$ है और अंतःखंड $p_Y^0$ है।
अतः,कुल वाष्प दाब बनाम $X$ के मोल अंश का आलेख एक सीधी रेखा होती है।

(B) प्राकृतिक रबर $cis-1,4-polyisoprene$ है,जिसकी संरचना: $(-CH_2-C(CH_3)=CH-CH_2-)_n$ है।
पूर्ण हाइड्रोजनीकरण पर,बहुलक श्रृंखला में मौजूद द्वि-आबंध हाइड्रोजन परमाणुओं द्वारा संतृप्त हो जाते हैं।
परिणामी संरचना: $(-CH_2-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-)_n$ है।
यह संरचना इथाइलीन $(-CH_2-CH_2-)$ और प्रोपाइलीन $(-CH_2-CH(CH_3)-)$ इकाइयों का एक एकांतर कोपॉलिमर है,जिसे आमतौर पर इथाइलीन-प्रोपाइलीन कोपॉलिमर के रूप में जाना जाता है।
अतः,सही विकल्प $(B)$ है।

(A) $DNA$ में,$A-T$ बेस युग्म $2$ हाइड्रोजन बंधों द्वारा और $G-C$ बेस युग्म $3$ हाइड्रोजन बंधों द्वारा जुड़े होते हैं।
दिए गए $DNA$ स्ट्रक्चर में $5$ $A-T$ युग्म और $3$ $G-C$ युग्म हैं।
अतः,$A-T$ युग्मों में कुल हाइड्रोजन बंध $= 5 \times 2 = 10$.
$G-C$ युग्मों में कुल हाइड्रोजन बंध $= 3 \times 3 = 9$.
कुल आवश्यक ऊर्जा $= 10x + 9y$.

(C) सेल अभिक्रिया है: $H_{2}(g) + Cu^{2+}(aq) \rightarrow 2H^{+}(aq) + Cu(s)$।
यहाँ,$n = 2$ है।
मानक सेल विभव $E^{\circ}_{cell} = E^{\circ}_{cathode} - E^{\circ}_{anode} = 0.34 \, V - 0 \, V = 0.34 \, V$ है।
$298 \, K$ पर नर्नस्ट समीकरण का उपयोग करने पर:
$E_{cell} = E^{\circ}_{cell} - \frac{0.0591}{n} \log \frac{[H^{+}]^{2}}{P_{H_{2}} [Cu^{2+}]}$
$0.49 = 0.34 - \frac{0.0591}{2} \log \frac{x^{2}}{1 \times 1}$
$0.15 = -\frac{0.0591}{2} \times 2 \log x$
$0.15 = -0.0591 \times \log x$
$\log x = -\frac{0.15}{0.0591} \approx -2.538$
चूंकि $pH = -\log [H^{+}] = -\log x$,इसलिए $pH \approx 2.54$ प्राप्त होता है।
निकटतम मान $2.5$ है।

(C) स्पिन-ओनली चुंबकीय आघूर्ण $\mu$ की गणना सूत्र $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ का उपयोग करके की जाती है,जहाँ $n$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या है।
$(A)$ $[Fe(CN)_6]^{3-}$: $Fe$,$+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में है $(3d^5)$। $CN^-$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो इलेक्ट्रॉनों का युग्मन करता है। $n = 1$। $\mu = \sqrt{1(1+2)} = \sqrt{3} \ BM$।
$(B)$ $[Fe(H_2O)_6]^{2+}$: $Fe$,$+2$ ऑक्सीकरण अवस्था में है $(3d^6)$। $H_2O$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,युग्मन नहीं होता है। $n = 4$। $\mu = \sqrt{4(4+2)} = \sqrt{24} \ BM$।
$(C)$ $[MnF_6]^{4-}$: $Mn$,$+2$ ऑक्सीकरण अवस्था में है $(3d^5)$। $F^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,युग्मन नहीं होता है। $n = 5$। $\mu = \sqrt{5(5+2)} = \sqrt{35} \ BM$।
$(D)$ $[NiCl_4]^{2-}$: $Ni$,$+2$ ऑक्सीकरण अवस्था में है $(3d^8)$। $Cl^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,युग्मन नहीं होता है। $n = 2$। $\mu = \sqrt{2(2+2)} = \sqrt{8} \ BM$।
मानों की तुलना करने पर,$[MnF_6]^{4-}$ में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या सबसे अधिक $(n=5)$ है,इसलिए इसका चुंबकीय आघूर्ण उच्चतम है।

(B) $3^{rd}$ आयनन ऊर्जा के लिए,इलेक्ट्रॉन को दी गई धातुओं की $+2$ ऑक्सीकरण अवस्था से निकाला जाना चाहिए।
$Ce^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $4f^{1} 5d^{1}$ है।
$Nd^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $4f^{3}$ है।
$Eu^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $4f^{7}$ है।
$Dy^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $4f^{10}$ है।
$Eu$ की $3^{rd}$ आयनन एन्थैल्पी अधिकतम होगी क्योंकि इलेक्ट्रॉन को $Eu^{2+}$ के स्थिर अर्ध-पूरित $4f^{7}$ विन्यास से निकाला जाना है।
$Ce$ की $3^{rd}$ आयनन एन्थैल्पी न्यूनतम होगी क्योंकि इलेक्ट्रॉन को $5d$-कक्षक से निकाला जाना है,जो $4f$-कक्षक की तुलना में अधिक परिरक्षित है और नाभिक से दूर है।

(A) फिनोल की $NaOH$ के साथ अभिक्रिया के बाद उच्च दाब पर $CO_{2}$ के साथ गर्म करने और अम्लीकरण करने पर कोल्बे-श्मिट अभिक्रिया द्वारा सैलिसिलिक एसिड $(X)$ मुख्य उत्पाद के रूप में प्राप्त होता है।
अंतःआणविक हाइड्रोजन बंधन के कारण सैलिसिलिक एसिड $(X)$ को भाप आसवन द्वारा शुद्ध किया जा सकता है।
जब सैलिसिलिक एसिड $(X)$ की सांद्र $H_{2}SO_{4}$ की सूक्ष्म मात्रा की उपस्थिति में एसिटिक एनहाइड्राइड के साथ अभिक्रिया कराई जाती है,तो फिनोलिक $-OH$ समूह का एसिटिलीकरण होकर एसिटिलसैलिसिलिक एसिड (एस्पिरिन) $(Y)$ मुख्य उत्पाद के रूप में प्राप्त होता है।
एसिटिलसैलिसिलिक एसिड $(Y)$ की संरचना विकल्प $A$ के अनुरूप है।

(D) टेट्रापेप्टाइड चार अलग-अलग अमीनो एसिड से बना है: एलेनिन,सेरीन,ग्लाइसिन और वैलीन।
$C$-टर्मिनल अमीनो एसिड एलेनिन है,इसलिए शेष तीन अमीनो एसिड (सेरीन,ग्लाइसिन और वैलीन) को शेष तीन स्थानों पर व्यवस्थित किया जा सकता है।
$N$-टर्मिनल अमीनो एसिड कायरल होना चाहिए। ग्लाइसिन अकायरल (achiral) है,जबकि सेरीन और वैलीन कायरल हैं।
इसलिए,$N$-टर्मिनल पर केवल सेरीन या वैलीन ही आ सकते हैं।
स्थिति $1$: यदि $N$-टर्मिनल वैलीन है,तो शेष दो स्थानों पर सेरीन और ग्लाइसिन को $2! = 2$ तरीकों से व्यवस्थित किया जा सकता है।
स्थिति $2$: यदि $N$-टर्मिनल सेरीन है,तो शेष दो स्थानों पर वैलीन और ग्लाइसिन को $2! = 2$ तरीकों से व्यवस्थित किया जा सकता है।
कुल संभावित अनुक्रम = $2 + 2 = 4$।

(B) सही विकल्प $(B)$ है।
दिए गए यौगिक में,सबसे अधिक अम्लीय प्रोटॉन $N^b-H$ है। इसका कारण यह है कि इसका संयुग्मी क्षार (conjugate base) निकटवर्ती कार्बोनिल समूह $(C=O)$ द्वारा अनुनाद (resonance) द्वारा स्थिर हो जाता है।
सबसे शक्तिशाली न्यूक्लियोफिलिक नाइट्रोजन $N^c$ है। इसका कारण यह है कि इस नाइट्रोजन पर मौजूद इलेक्ट्रॉनों का एकाकी युग्म (lone pair) $sp^3$-संकरित कक्षक में स्थानीयकृत है और अनुनाद में शामिल नहीं है,जिससे यह दान करने के लिए आसानी से उपलब्ध है।

(A) हेलोऐल्केन और $AgNO_3$ के बीच अभिक्रिया एक कार्बधनायन (carbocation) मध्यवर्ती के माध्यम से होती है। कार्बधनायन जितना अधिक स्थिर होगा,अभिक्रिया उतनी ही आसानी से होगी और अवक्षेप प्राप्त होगा।
दिए गए चक्रीय ईथर संरचना में,$Cl^a$ परमाणु ऑक्सीजन परमाणु के बगल वाले कार्बन से जुड़ा है।
जब $Cl^a$ क्लोराइड आयन के रूप में निकलता है,तो बनने वाला कार्बधनायन एक ऑक्सोकार्बेनियम आयन होता है,जो बगल वाले ऑक्सीजन परमाणु के एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) द्वारा अनुनाद (resonance) प्रभाव के कारण काफी स्थिर हो जाता है $(O-C^+ \leftrightarrow O^+=C)$।
यह अनुनाद स्थिरीकरण इस विशिष्ट कार्बधनायन के निर्माण को अन्य स्थितियों $(Cl^b, Cl^c, Cl^d)$ की तुलना में बहुत तेज़ और अधिक अनुकूल बनाता है,जिन्हें ऑक्सीजन परमाणु द्वारा ऐसा सीधा अनुनाद स्थिरीकरण प्राप्त नहीं होता है।
इसलिए,$Cl^a$ सबसे आसानी से $AgNO_3$ के साथ अभिक्रिया करेगा।