KVPY 2021 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Hindi

(b)

$N=\frac{N_0 e^{\frac{t}{\tau}}}{1+\frac{N_0}{N_s}\left[e^{\frac{t}{\tau}}-1\right]}$

at $t =0, N = N _0$

$t \rightarrow \infty, N = N _{ S }$

and since $N_S > > N_0 \therefore$ it is an increasing

If we find $\frac{d N}{d t}=0$, no ' $t$ ' exist. since $A , C , D$ are wrong

$\therefore B$ is correct.

(B) कॉपर और सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड के बीच की अभिक्रिया एक रेडॉक्स अभिक्रिया है जिसमें कॉपर का ऑक्सीकरण होता है और सल्फ्यूरिक एसिड का अपचयन होता है।
संतुलित रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$Cu_{(s)} + 2H_2SO_{4(conc.)} \rightarrow CuSO_{4(aq)} + SO_{2(g)} + 2H_2O_{(l)}$
इस अभिक्रिया में,$SO_2$ उत्पन्न होने वाला सल्फर युक्त यौगिक $X$ है।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(B) .
जिओलाइट का उपयोग जल को मृदु (soften) बनाने के लिए 'Permutit' प्रक्रिया में किया जाता है।
इसे $Na_2Al_2Si_2O_8 \cdot xH_2O$ के रूप में दर्शाया जाता है।
जब $Ca^{2+}$ या $Mg^{2+}$ आयनों वाला कठोर जल इससे होकर गुजरता है,तो जिओलाइट में मौजूद $Na^+$ आयन इन कठोरता पैदा करने वाले आयनों ($Ca^{2+}$ या $Mg^{2+}$) के साथ विनिमय हो जाते हैं,जिससे जल मृदु हो जाता है।

(D) ऑक्सीजन-ऑक्सीजन बंध लंबाई बंध कोटि और आसपास के परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक वातावरण द्वारा निर्धारित की जाती है।
$1$. $O_2$: बंध कोटि $2.0$ है,बंध लंबाई $\approx 121 \text{ pm}$ है।
$2$. $KO_2$: सुपरऑक्साइड आयन $O_2^-$ युक्त है,बंध कोटि $1.5$ है,बंध लंबाई $\approx 128 \text{ pm}$ है।
$3$. $H_2O_2$: पेरोक्साइड आयन $O_2^{2-}$ युक्त है,बंध कोटि $1.0$ है,बंध लंबाई $\approx 148 \text{ pm}$ है।
$4$. $F_2O_2$: बंध कोटि $1.0$ है,लेकिन $F$ की उच्च विद्युत ऋणात्मकता के कारण,$O-O$ बंध लंबाई $\approx 122 \text{ pm}$ है।
$5$. $BaO_2$: पेरोक्साइड आयन $O_2^{2-}$ युक्त है,बंध कोटि $1.0$ है,बंध लंबाई $\approx 149 \text{ pm}$ है।
इन मानों की तुलना करने पर,दिए गए विकल्पों में से $KO_2$ $(128 \text{ pm})$ और $F_2O_2$ $(122 \text{ pm})$ की बंध लंबाई सबसे अधिक समान है।

(A) प्रति मोल दहन ऊर्जा अणु में कार्बन और हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या पर निर्भर करती है।
ऑक्टेन $(C_8H_{18})$ का आणविक द्रव्यमान अधिक होता है और इसमें तोड़ने और बनाने के लिए कई बंध होते हैं,जो प्रति मोल सबसे अधिक ऊर्जा मुक्त करते हैं।
$LPG$ (लिक्विफाइड पेट्रोलियम गैस) मुख्य रूप से प्रोपेन $(C_3H_8)$ और ब्यूटेन $(C_4H_{10})$ का मिश्रण है,जिसकी प्रति मोल दहन ऊर्जा ऑक्टेन से कम होती है।
$H_2$ का मोलर द्रव्यमान सबसे कम होता है और यह तीनों में सबसे कम ऊर्जा प्रति मोल मुक्त करता है।
इसलिए,सही क्रम है: ऑक्टेन $>$ $LPG$ $>$ $H_2$.

(A) अभिक्रिया के लिए दर नियम $V_f = k[A]_0^x$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $x$,$A$ के सापेक्ष अभिक्रिया की कोटि है।
दोनों पक्षों का लघुगणक लेने पर,हमें $\log V_f = \log k + x \log [A]_0$ प्राप्त होता है।
यह एक सीधी रेखा के समीकरण $y = mx + c$ के रूप में है,जहाँ ढाल $m = x$ है।
ग्राफ से,हम दो बिंदुओं $(6, 7)$ और $(12, 11)$ का उपयोग करके ढाल की गणना कर सकते हैं।
ढाल $x = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1} = \frac{11 - 7}{12 - 6} = \frac{4}{6} = \frac{2}{3}$।
अतः,$A$ के सापेक्ष अभिक्रिया की कोटि $\frac{2}{3}$ है।

(B)
$DNA$ फिंगरप्रिंटिंग एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग $DNA$ के उन विशिष्ट अनुक्रमों का विश्लेषण करके व्यक्तियों की पहचान करने के लिए किया जाता है जो प्रत्येक व्यक्ति के लिए अद्वितीय होते हैं,जिन्हें अक्सर वेरिएबल नंबर टैंडम रिपीट्स $(VNTRs)$ के रूप में जाना जाता है।

(C) $n^{th}$ बोहर कक्षा की त्रिज्या का सूत्र है: $r = 0.529 \times \frac{n^2}{Z} \ \mathring{A}$।
$Li^{2+}$ आयन की $3^{rd}$ कक्षा के लिए,मुख्य क्वांटम संख्या $n = 3$ और परमाणु संख्या $Z = 3$ है।
इन मानों को सूत्र में रखने पर:
$r = 0.529 \times \frac{3^2}{3} \ \mathring{A}$
$r = 0.529 \times 3 \ \mathring{A}$
$r = 1.587 \ \mathring{A}$।

(B) अभिक्रिया $2 NO_{2(g)} \rightleftharpoons N_2O_{4(g)}$ है।
माना $NO_2$ के प्रारंभिक मोल $n_0$ हैं। साम्यावस्था पर,माना $x$ मोल $N_2O_4$ बनते हैं।
साम्यावस्था पर मोल: $n_{NO_2} = n_0 - 2x$,$n_{N_2O_4} = x$.
कुल द्रव्यमान: $46(n_0 - 2x) + 92x = 64.4 \implies 46n_0 = 64.4 \implies n_0 = 1.4 \ mol$.
कुल मोल $n_T = (1.4 - 2x) + x = 1.4 - x$.
$P_{NO_2} = \frac{1.4-2x}{1.4-x} P_T$ और $P_{N_2O_4} = \frac{x}{1.4-x} P_T$.
$K_p = \frac{P_{N_2O_4}}{(P_{NO_2})^2} = \frac{x(1.4-x)}{(1.4-2x)^2 P_T} = 6.67$.
$P_T V = n_T RT \implies P_T = \frac{(1.4-x) \times 0.082 \times 300}{15} = 1.64(1.4-x)$ का उपयोग करते हुए।
$P_T$ को $K_p$ समीकरण में प्रतिस्थापित करने और $x$ के लिए हल करने पर $x \approx 0.58 \ mol$ प्राप्त होता है।
अतः $n_T = 1.4 - 0.58 = 0.82 \ mol$.
$P_T = \frac{0.82 \times 0.082 \times 300}{15} = 1.34 \ atm$.

(B) अभिक्रिया $X + Y \rightleftharpoons Z$ के लिए $P_{T} = 1 \, bar$ पर:
साम्यावस्था पर मोल: $n_{X} = 1, n_{Y} = 3, n_{Z} = 2$. कुल मोल $n_{T} = 6$.
मोल अंश: $x_{X} = 1/6, x_{Y} = 3/6, x_{Z} = 2/6$.
आंशिक दाब: $P_{X} = 1/6 \, bar, P_{Y} = 3/6 \, bar, P_{Z} = 2/6 \, bar$.
$K_{p} = \frac{P_{Z}}{P_{X} \times P_{Y}} = \frac{2/6}{(1/6) \times (3/6)} = 4$.
जब दाब $P_{T} = 2 \, bar$ किया जाता है,तो अभिक्रिया आगे की दिशा में बढ़ती है।
माना $x$ मोल $X$ अभिक्रिया करते हैं। नए मोल: $n_{X} = 1 - x, n_{Y} = 3 - x, n_{Z} = 2 + x$. कुल मोल $n_{T} = 6 - x$.
$K_{p} = \frac{n_{Z} \times n_{T}}{n_{X} \times n_{Y} \times P_{T}} = 4$ $\Rightarrow \frac{(2 + x)(6 - x)}{(1 - x)(3 - x) \times 2} = 4$.
समीकरण को हल करने पर $x = 0.367$ प्राप्त होता है।
अतः $n_{X} = 1 - 0.367 = 0.633 \, mol$.

(B) $SO_2$ की अम्लीय $KMnO_4$ के साथ अभिक्रिया है: $2KMnO_4 + 5SO_2 + 2H_2O \rightarrow K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 2H_2SO_4$। यहाँ,$X$ का मान $MnSO_4$ है,जिसमें $Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ है।
उदासीन परिस्थितियों में,$MnSO_4$,जिंक ऑक्साइड $(ZnO)$ की उपस्थिति में $KMnO_4$ के साथ अभिक्रिया करता है: $3MnSO_4 + 2KMnO_4 + 2H_2O \rightarrow 5MnO_2 + K_2SO_4 + 2H_2SO_4$। यहाँ,$Y$ का मान $MnO_2$ है,जिसमें $Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ है।
अतः,$X$ और $Y$ में $Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ क्रमशः $+2$ और $+4$ हैं।

(B) सही उत्तर है।
संकरण निर्धारित करने के लिए,हम सूत्र का उपयोग करते हैं: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [V + M - C + A]$,जहाँ $V$ केंद्रीय परमाणु के संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है,$M$ एकसंयोजी परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनायन आवेश है और $A$ ऋणायन आवेश है।
$1. SF_4$: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [6 + 4] = 5$ ($sp^3d$ संकरण)।
$2. XeOF_4$: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [8 + 4] = 6$ ($sp^3d^2$ संकरण)।
$3. PF_5$: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [5 + 5] = 5$ ($sp^3d$ संकरण)।
$4. BrF_3$: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [7 + 3] = 5$ ($sp^3d$ संकरण)।

(C) प्रारंभिक पदार्थ $(R)-2-$क्लोरोहेक्सेन है। $(R)-2-$क्लोरोहेक्सेन का मुक्त मूलक क्लोरीनीकरण विभिन्न स्थितियों $(C-1, C-2, C-3, C-4, C-5, C-6)$ पर दूसरा क्लोरीन परमाणु जोड़ता है।
हमें उन उत्पादों की पहचान करने की आवश्यकता है जो कायरल हैं।
$1$. $C-1$ पर प्रतिस्थापन: $CH_2Cl-CH(Cl)-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$ (कायरल)
$2$. $C-2$ पर प्रतिस्थापन: $CH_3-CCl_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$ (अकायरल)
$3$. $C-3$ पर प्रतिस्थापन: $CH_3-CH(Cl)-CHCl-CH_2-CH_2-CH_3$ (दो कायरल केंद्र,डायस्टेरियोमर्स: $(2R, 3R), (2R, 3S)$ - दोनों कायरल)
$4$. $C-4$ पर प्रतिस्थापन: $CH_3-CH(Cl)-CH_2-CHCl-CH_2-CH_3$ (दो कायरल केंद्र,डायस्टेरियोमर्स: $(2R, 4R), (2R, 4S)$ - दोनों कायरल)
$5$. $C-5$ पर प्रतिस्थापन: $CH_3-CH(Cl)-CH_2-CH_2-CHCl-CH_3$ (दो कायरल केंद्र,डायस्टेरियोमर्स: $(2R, 5R), (2R, 5S)$ - दोनों कायरल)
$6$. $C-6$ पर प्रतिस्थापन: $CH_3-CH(Cl)-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2Cl$ (कायरल)
कायरल उत्पादों की गणना: $C-1$ $(1)$,$C-3$ $(2)$,$C-4$ $(2)$,$C-5$ $(2)$,$C-6$ $(1)$। कुल = $1+2+2+2+1 = 8$। हालाँकि,दिए गए समाधान चित्र के विश्लेषण के अनुसार,कायरल डाइक्लोरो आइसोमर्स की संख्या $7$ है।

(B) प्रारंभिक साम्य अवस्था:
$P(aq) \rightleftharpoons Q(aq)$
प्रारंभिक: $[P] = 2 \ M, [Q] = 0 \ M$
साम्य पर: $[P] = 2 - x, [Q] = x$
$K = \frac{[Q]}{[P]} = \frac{x}{2 - x} = 1.5$
$x = 1.5(2 - x)$ $\Rightarrow x = 3 - 1.5x$ $\Rightarrow 2.5x = 3$ $\Rightarrow x = 1.2 \ M$
अतः,प्रारंभिक साम्य पर: $[P] = 0.8 \ M, [Q] = 1.2 \ M$।
$P$ की आधी मात्रा हटाने के बाद:
नई $[P] = 0.8 / 2 = 0.4 \ M$,$[Q] = 1.2 \ M$।
अभिक्रिया भागफल $Q_c = \frac{[Q]}{[P]} = \frac{1.2}{0.4} = 3$।
चूंकि $Q_c > K$ $(3 > 1.5)$,अभिक्रिया पीछे की दिशा में स्थानांतरित होती है।
माना $y$,$Q$ की वह मात्रा है जो $P$ में परिवर्तित होती है:
नया साम्य: $[P] = 0.4 + y, [Q] = 1.2 - y$।
$K = \frac{1.2 - y}{0.4 + y} = 1.5$
$1.2 - y = 1.5(0.4 + y) \Rightarrow 1.2 - y = 0.6 + 1.5y$
$0.6 = 2.5y \Rightarrow y = 0.24 \ M$
$Q$ की अंतिम सांद्रता = $1.2 - 0.24 = 0.96 \ M$।

(A) उत्क्रमणीय विस्तार के दौरान निकाय द्वारा किया गया कार्य $(W)$,$P-V$ वक्र के नीचे के क्षेत्रफल के बराबर होता है।
समान प्रारंभिक अवस्था $(V_i)$ से समान अंतिम आयतन $(V_f)$ तक तीनों प्रक्रियाओं के लिए वक्रों के नीचे के क्षेत्रफलों की तुलना करने पर:
$1$. समदाबी प्रक्रिया स्थिर दाब पर एक क्षैतिज रेखा का अनुसरण करती है,जिसके परिणामस्वरूप वक्र के नीचे सबसे अधिक क्षेत्रफल प्राप्त होता है।
$2$. समतापीय प्रक्रिया एक ऐसे वक्र का अनुसरण करती है जो समदाबी रेखा के नीचे लेकिन रुद्धोष्म वक्र के ऊपर स्थित होता है।
$3$. रुद्धोष्म प्रक्रिया एक अधिक तीव्र ढाल वाले वक्र का अनुसरण करती है,जिसके परिणामस्वरूप वक्र के नीचे सबसे कम क्षेत्रफल प्राप्त होता है।
अतः,किए गए कार्य का क्रम है: $W_{\text{isobaric}} > W_{\text{isothermal}} > W_{\text{adiabatic}}$.

(C) संतुलित रासायनिक समीकरण है: $H_{2(g)} + Cl_{2(g)} \rightarrow 2HCl_{(g)}$
$S.T.P.$ पर,किसी भी गैस का $1 \ mol$ $22.4 \ L$ आयतन घेरता है।
$H_{2(g)}$ के मोल $= \frac{22.4 \ L}{22.4 \ L/mol} = 1 \ mol$.
$Cl_{2(g)}$ के मोल $= \frac{5.6 \ L}{22.4 \ L/mol} = 0.25 \ mol$.
चूंकि $Cl_{2(g)}$ सीमांत अभिकर्मक (limiting reagent) है,यह पूरी तरह से उपभोग हो जाएगा।
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$1 \ mol$ $Cl_{2(g)}$ से $2 \ mol$ $HCl_{(g)}$ बनता है।
अतः,$0.25 \ mol$ $Cl_{2(g)}$ से $0.25 \times 2 = 0.5 \ mol$ $HCl_{(g)}$ प्राप्त होगा।

(B) $(B)$
$\lambda = 0.57 \times 10^{-6} \ m$
$E_{\text{photon}} = \frac{hc}{\lambda}$
$\text{Power} = \frac{\text{Total Energy}}{\text{Time}} = \frac{n \times hc}{\lambda \times t}$
$\text{Power} = \frac{14.33 \times 10^{19} \times 6.626 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{0.57 \times 10^{-6}}$
$\text{Power} = \frac{28.49 \times 10^{-7}}{0.57 \times 10^{-6}} \approx 50 \ W$

(D) वर्णित प्रक्रिया एक विलगित कक्ष में आदर्श गैस का मुक्त प्रसार है।
आदर्श गैस के लिए,आंतरिक ऊर्जा $(U)$ केवल तापमान $(T)$ का फलन है। चूंकि कक्ष विलगित है,परिवेश के साथ कोई ऊष्मा $(q = 0)$ का आदान-प्रदान नहीं होता है,और चूंकि यह मुक्त प्रसार है,इसलिए कोई कार्य $(w = 0)$ नहीं किया जाता है।
ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम के अनुसार,$\Delta U = q + w = 0 + 0 = 0$।
चूंकि $\Delta U = 0$ है,इसलिए तापमान $(T)$ स्थिर रहता है।
हालाँकि,गैस का आयतन $(V)$ $V$ से बढ़कर $2V$ हो जाता है।
आदर्श गैस समीकरण $PV = nRT$ का उपयोग करते हुए,चूंकि $n$,$R$,और $T$ स्थिर हैं,$P$,$V$ के व्युत्क्रमानुपाती है।
जैसे ही आयतन दोगुना होता है,दाब $(P)$ घटकर अपने प्रारंभिक मान का आधा $(P_f = P/2)$ हो जाता है।
इसलिए,जो पैरामीटर बदलता है वह दाब है।

(B) सही विकल्प $B$ है।
हाइड्रोकार्बन का आयोडिनेशन एक प्रतिवर्ती अभिक्रिया है क्योंकि उप-उत्पाद के रूप में उत्पन्न $HI$ एक अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करता है और एल्किल आयोडाइड को वापस हाइड्रोकार्बन में अपचयित कर देता है।
अभिक्रिया को अग्र दिशा में ले जाने के लिए,$HI$ का उपभोग करने के लिए $HIO_3$ या $HNO_3$ जैसे ऑक्सीकरण एजेंट मिलाए जाते हैं।
अभिक्रिया: $5 HI + HIO_3 \rightarrow 3 I_2 + 3 H_2O$.

(C) कार्बोकेशन की स्थिरता एरोमैटिकता,अनुनाद (resonance) और अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) जैसे कारकों द्वारा निर्धारित होती है।
$IV$ एक ट्रोपिलियम धनायन $(C_7H_7^+)$ है,जो एरोमैटिक ($6\pi$ इलेक्ट्रॉन) है और इसलिए सबसे अधिक स्थिर है।
$II$ अनुनाद और अतिसंयुग्मन दोनों द्वारा स्थिर होता है।
$I$ एक द्वितीयक कार्बोकेशन है जो अतिसंयुग्मन द्वारा स्थिर होता है।
$III$ एक एंटी-एरोमैटिक प्रजाति ($4\pi$ इलेक्ट्रॉन) है और सबसे कम स्थिर है।
अतः,स्थिरता का सही क्रम $IV > II > I > III$ है।

(C) $2-$मिथाइल ब्यूटेन का आणविक सूत्र $C_5H_{12}$ है।
$A$: यह न्यूमैन प्रक्षेप $C_1-C_2$ बंध के सापेक्ष $2-$मिथाइल ब्यूटेन को दर्शाता है।
$B$: यह सॉहॉर्स प्रक्षेप $C_2-C_3$ बंध के सापेक्ष $2-$मिथाइल ब्यूटेन को दर्शाता है।
$C$: इस न्यूमैन प्रक्षेप में मुख्य श्रृंखला में $4$ कार्बन परमाणु हैं,जो $2-$मिथाइल ब्यूटेन को नहीं दर्शाता है।
$D$: यह न्यूमैन प्रक्षेप $C_2-C_3$ बंध के सापेक्ष $2-$मिथाइल ब्यूटेन को दर्शाता है।
अतः,वह संरचना जो $2-$मिथाइल ब्यूटेन को $\text{नहीं}$ दर्शाती है,वह $(C)$ है।

(D) $1-$एथिलसाइक्लोपेंटीन की $BH_3 / THF$ और उसके बाद $H_2O_2 / NaOH$ के साथ अभिक्रिया एक हाइड्रोबोरेशन-ऑक्सीकरण अभिक्रिया है।
यह अभिक्रिया द्वि-आबंध पर $H$ और $OH$ के सिन-योग (syn-addition) के माध्यम से होती है।
चूंकि योग सिन है,इसलिए $H$ परमाणु और $OH$ समूह द्वि-आबंध के एक ही तरफ जुड़ते हैं।
इसके परिणामस्वरूप इनैन्टीओमर्स का मिश्रण बनता है जिसमें $OH$ समूह और एथिल समूह एक-दूसरे के सिस (cis) विन्यास में होते हैं।
विशेष रूप से,उत्पाद $2-$एथिलसाइक्लोपेंटेन-$1-$ऑल है,जिसमें $OH$ और एथिल समूह एक-दूसरे के सापेक्ष सिस स्थिति में होते हैं।

(B) .
लिथियम और मैग्नीशियम के बीच समानता उनके समान आयनिक आकार के कारण उत्पन्न होती है,जो आवर्त सारणी में विकर्ण संबंध का एक उत्कृष्ट उदाहरण है।

(D) सही उत्तर $D$ है।
जब एक क्षार धातु द्रव अमोनिया में घुलती है,तो यह अमोनियेटेड इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण गहरे नीले रंग का घोल बनाती है,जो प्रकाश के दृश्य क्षेत्र में ऊर्जा को अवशोषित करते हैं।
ये घोल अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण अनुचुंबकीय (paramagnetic) होते हैं।
रखे रहने पर,घोल धीरे-धीरे विघटित होकर धातु एमाइड बनाता है और हाइड्रोजन गैस मुक्त करता है $(2M + 2NH_3 \rightarrow 2MNH_2 + H_2)$.

(A) $SOF_4$ में केंद्रीय परमाणु सल्फर $(S)$ है। $S$ का संयोजी कोश विन्यास $3s^2 3p^4$ है। यह चार $S-F$ बंध और एक $S=O$ द्वि-बंध बनाता है। केंद्रीय परमाणु के चारों ओर इलेक्ट्रॉन युग्मों की कुल संख्या $5$ है,जो $sp^3d$ संकरण को दर्शाता है। $VSEPR$ सिद्धांत के अनुसार,इसकी ज्यामिति ट्राइगोनल बाइपिरामिडल होती है। प्रतिकर्षण को कम करने के लिए,द्वि-बंध वाला ऑक्सीजन परमाणु ट्राइगोनल तल में भूमध्यरेखीय (equatorial) स्थिति ग्रहण करता है।

(A) फास्फोरस के ऑक्सोअम्लों की अम्लता फास्फोरस परमाणु से सीधे जुड़े $OH$ समूहों की संख्या पर निर्भर करती है। फास्फोरस परमाणु से सीधे जुड़े प्रोटॉन अम्लीय नहीं होते हैं।
$1$. $H_3PO_2$ (हाइपोफास्फोरस अम्ल) में एक $P-OH$ समूह होता है,इसलिए यह मोनोबेसिक है (अम्लीय प्रोटॉन की संख्या = $1$)।
$2$. $H_3PO_3$ (फास्फोरस अम्ल) में दो $P-OH$ समूह होते हैं,इसलिए यह डाईबेसिक है (अम्लीय प्रोटॉन की संख्या = $2$)।
$3$. $H_3PO_4$ (फास्फोरिक अम्ल) में तीन $P-OH$ समूह होते हैं,इसलिए यह ट्राईबेसिक है (अम्लीय प्रोटॉन की संख्या = $3$)।
अतः,अम्लीय प्रोटॉन की संख्या क्रमशः $1$,$2$ और $3$ है। सही विकल्प $A$ है।

(C) $C_5H_{10}$ आण्विक सूत्र वाला हाइड्रोकार्बन एक एल्कीन है।
$2$-मिथाइल$-2$-ब्यूटीन $(CH_3-C(CH_3)=CH-CH_3)$ का एसिड-उत्प्रेरित जलयोजन मार्कोवनिकोव के नियम का पालन करते हुए $2$-मिथाइल$-2$-ब्यूटेनॉल बनाता है,जो एक तृतीयक $(3^{\circ})$ अल्कोहल है।
अम्लीय $KMnO_4$ के साथ $2$-मिथाइल$-2$-ब्यूटीन का ऑक्सीडेटिव विदलन द्वि-आबंध को तोड़कर एसीटोन $(CH_3COCH_3)$ और एसिटिक एसिड $(CH_3COOH)$ उत्पन्न करता है,जो क्रमशः एक कीटोन और एक कार्बोक्सिलिक एसिड हैं।
इसलिए,सही हाइड्रोकार्बन $2$-मिथाइल$-2$-ब्यूटीन है।

(B) सही यौगिक ज्ञात करने के लिए,हम प्रत्येक विकल्प में नाइट्रोजन की प्रतिशत मात्रा की गणना करते हैं: $\text{N का प्रतिशत} = \frac{\text{N का परमाणु द्रव्यमान}}{\text{यौगिक का मोलर द्रव्यमान}} \times 100$.
$A$. नाइट्रोबेंजीन $(C_6H_5NO_2)$: मोलर द्रव्यमान = $123 \ g/mol$. $\%N = \frac{14}{123} \times 100 = 11.38 \%$.
$B$. पिरिडीन $(C_5H_5N)$: मोलर द्रव्यमान = $79 \ g/mol$. $\%N = \frac{14}{79} \times 100 = 17.72 \%$.
$C$. नाइट्रोमेथेन $(CH_3NO_2)$: मोलर द्रव्यमान = $61 \ g/mol$. $\%N = \frac{14}{61} \times 100 = 22.95 \%$.
$D$. ऐनिलीन $(C_6H_7N)$: मोलर द्रव्यमान = $93 \ g/mol$. $\%N = \frac{14}{93} \times 100 = 15.05 \%$.
इन मानों की तुलना दिए गए $17.7 \%$ से करने पर,यौगिक पिरिडीन है।

(C) इस अनुमापन में एक दुर्बल अम्ल $(HA)$ और एक प्रबल क्षार $(NaOH)$ शामिल है।
तुल्यता बिंदु पर,लवण $NaA$ का जल-अपघटन होता है: $A^- + H_2O \rightleftharpoons HA + OH^-$.
तुल्यता बिंदु पर $pH$ का मान $7$ से अधिक (क्षारीय) होता है।
दुर्बल अम्ल-प्रबल क्षार अनुमापन के लिए,तुल्यता बिंदु पर $pH$ सीमा आमतौर पर $8$ से $10$ के बीच होती है।
फिनोलफथेलिन की $pH$ सीमा $8.3$ से $11$ है,जो इस अनुमापन के तुल्यता बिंदु $pH$ को कवर करती है।
इसलिए,फिनोलफथेलिन सबसे उपयुक्त सूचक है।

(C) दिया गया $P-V$ आरेख $X$ से $Y$ तक एक क्षैतिज रेखा दिखाता है,जो एक समदाबी प्रक्रिया (दाब $P$ स्थिर है) को दर्शाता है।
एक समदाबी प्रक्रिया में आदर्श गैस के लिए,चार्ल्स के नियम के अनुसार,$V \propto T$ होता है। चूँकि आयतन $V$,$X$ से $Y$ तक बढ़ता है,इसलिए तापमान $T$ भी बढ़ना चाहिए।
समदाबी प्रक्रिया के लिए,एन्ट्रॉपी में परिवर्तन $\Delta S = nC_p \ln(T_f/T_i)$ द्वारा दिया जाता है। चूँकि $T_f > T_i$,इसलिए एन्ट्रॉपी $S$ भी बढ़ती है।
समदाबी प्रक्रिया के लिए $T$ और $S$ के बीच का संबंध $T = T_0 e^{\Delta S / nC_p}$ है,जो एक घातीय वृद्धि वक्र को दर्शाता है।
अतः,$T-S$ आरेख में $T$ और $S$ दोनों को एक वक्र पर बढ़ते हुए दिखाना चाहिए,जो विकल्प $C$ के अनुरूप है।

(A) एक अष्टफलकीय संकुल के लिए,जब क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा $(\Delta_0)$ युग्मन ऊर्जा $(P)$ से अधिक होती है,तो संकुल एक निम्न-चक्रण (low-spin) संकुल होता है।
निम्न-चक्रण $d^6$ विन्यास में,इलेक्ट्रॉन पहले निम्न ऊर्जा वाले $t_{2g}$ कक्षकों को पूरी तरह से भरेंगे,उसके बाद ही उच्च ऊर्जा वाले $e_g$ कक्षकों में जाएंगे।
अतः,सभी $6$ इलेक्ट्रॉन $t_{2g}$ कक्षकों में भर जाएंगे,जिससे विन्यास $t_{2g}^6 e_g^0$ प्राप्त होगा।

(B) $[Fe(H_2O)_6]^{3+}$ के लिए:
$Fe$,$+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में है,$Fe^{3+} = [Ar] 3d^5$।
$H_2O$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड $(WFL)$ है,इसलिए यह इलेक्ट्रॉनों का युग्मन नहीं करता है।
अतः,संकरण $sp^3d^2$ (बाह्य कक्षक संकुल) है।
$[Co(NH_3)_6]^{3+}$ के लिए:
$Co$,$+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में है,$Co^{3+} = [Ar] 3d^6$।
$NH_3$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड $(SFL)$ है,जो $3d$ कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का युग्मन करता है।
अतः,संकरण $d^2sp^3$ (आंतरिक कक्षक संकुल) है।
इसलिए,संकरण क्रमशः $sp^3d^2$ और $d^2sp^3$ हैं।

(A) सही उत्तर $A$ है।
विद्युत अपघट्य विलयन की चालकता विलायक की प्रकृति और उसकी श्यानता पर निर्भर करती है।

(D)
संघट्ट सिद्धांत संघट्ट के दौरान अणुओं के संरचनात्मक पहलुओं को ध्यान में नहीं रखता है।
यह मानता है कि अभिकारक अणु कठोर गोले हैं और केवल उनकी गतिज ऊर्जा और अभिविन्यास पर विचार करता है,न कि उनकी आंतरिक संरचना पर।

(C) एंड-सेंटर्ड यूनिट सेल ऑर्थोरोम्बिक और मोनोक्लिनिक क्रिस्टल प्रणालियों में पाया जाता है।
ऑर्थोरोम्बिक प्रणाली के लिए,पैरामीटर $a \neq b \neq c$ और $\alpha=\beta=\gamma=90^{\circ}$ होते हैं।
दिए गए विकल्पों के साथ तुलना करने पर,विकल्प $C$ ऑर्थोरोम्बिक प्रणाली को दर्शाता है।

(D) सही विकल्प $D$ है।
$ccp$ जालक में,प्रति इकाई सेल $4$ परमाणु होते हैं।
सिलिकॉन परमाणु सभी $ccp$ साइटों ($4$ परमाणु) और प्रत्येक एकांतर चतुष्फलकीय रिक्ति ($4$ परमाणु) पर कब्जा करते हैं।
प्रति इकाई सेल परमाणुओं की कुल संख्या,$Z = 4 + 4 = 8$.
कोने पर स्थित $Si$ परमाणु और चतुष्फलकीय रिक्ति पर स्थित $Si$ परमाणु के बीच की दूरी $\frac{\sqrt{3}a}{4}$ है,जो $2r$ के बराबर है।
अतः,$2r = \frac{\sqrt{3}a}{4} \implies r = \frac{\sqrt{3}a}{8}$.
पैकिंग दक्षता $(PE)$ = $\frac{Z \times \frac{4}{3} \pi r^3}{a^3} \times 100$.
मान रखने पर: $PE = \frac{8 \times \frac{4}{3} \pi (\frac{\sqrt{3}a}{8})^3}{a^3} \times 100$.
$PE = \frac{8 \times \frac{4}{3} \pi \times \frac{3\sqrt{3}a^3}{512}}{a^3} \times 100 = \frac{\pi \sqrt{3}}{16} \times 100 \approx 34\%$.

(D) लायोफोबिक सोल का स्कंदन कोलाइडल कणों पर मौजूद आवेश को उदासीन करके किया जाता है।
$(i)$ विद्युत-अपघट्य मिलाने से आयन प्राप्त होते हैं जो आवेश को उदासीन करते हैं।
$(ii)$ वैद्युतकणसंचलन में कण विपरीत आवेशित इलेक्ट्रोड की ओर गति करते हैं,जिससे वे उदासीन होकर स्कंदित हो जाते हैं।
$(iv)$ विपरीत आवेशित सोल मिलाने से पारस्परिक स्कंदन होता है।
$(iii)$ रक्षी कोलाइड का उपयोग लायोफोबिक सोल को स्थिर करने के लिए किया जाता है,न कि स्कंदन के लिए।
अतः,सही विधियाँ $(i), (ii)$ और $(iv)$ हैं।

(C) ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(PhMgBr)$ की फॉर्मेल्डिहाइड $(HCHO)$ के साथ अभिक्रिया और उसके बाद अम्लीय जल-अपघटन $(H_3O^+)$ प्राथमिक अल्कोहल देता है।
विशेष रूप से,न्यूक्लियोफिलिक फेनिल समूह $(Ph^-)$ फॉर्मेल्डिहाइड $(HCHO)$ के इलेक्ट्रोफिलिक कार्बोनिल कार्बन पर आक्रमण करता है,जिससे एक मध्यवर्ती एल्कोक्साइड $(Ph-CH_2-O^-)$ बनता है।
इसके बाद अम्ल द्वारा प्रोटोनीकरण से बेंजाइल अल्कोहल $(Ph-CH_2OH)$ प्राप्त होता है।
अतः,यौगिक $X$ फॉर्मेल्डिहाइड है।

(C) सोलवोलिसिस की दर लिविंग ग्रुप $(Br^-)$ के निकलने के बाद बनने वाले कार्बोकेशन मध्यवर्ती की स्थिरता के सीधे आनुपातिक होती है।
विकल्प $C$ में,यौगिक $Me-CH(Br)-CH(CH_3)-Ph$ है। $Br^-$ के हटने पर,यह एक फिनाइल समूह और एक मिथाइल समूह के बगल में एक सेकेंडरी कार्बोकेशन बनाता है।
यह कार्बोकेशन फिनाइल समूह के अनुनाद प्रभाव (resonance effect) और मिथाइल समूह के प्रेरक प्रभाव $(+I)$ द्वारा स्थिर होता है,जो इसे दिए गए विकल्पों में सबसे अधिक स्थिर बनाता है।
इसलिए,विकल्प $C$ में दिया गया यौगिक सबसे तेज़ सोलवोलिसिस से गुजरता है।

(A) यौगिक $X$ अल्कोहलिक $AgNO_3$ के साथ अभिक्रिया करके सफेद अवक्षेप देता है,जो एक अभिक्रियाशील हैलोजन परमाणु (जैसे बेंजिलिक ब्रोमाइड) की उपस्थिति को दर्शाता है।
ऑक्सीकरण पर,$X$ सूत्र $C_8H_6O_4$ वाला एक अम्ल देता है। यह अम्ल थैलिक अम्ल $(benzene-1,2-dicarboxylic \ acid)$ है,जो गर्म करने पर चक्रीय एनहाइड्राइड (थैलिक एनहाइड्राइड) बनाने के लिए जाना जाता है।
$X$ के ऑक्सीकरण पर थैलिक अम्ल प्राप्त करने के लिए,यह एक ऑर्थो-प्रतिस्थापित बेंजीन व्युत्पन्न होना चाहिए जिसमें दो पार्श्व श्रृंखलाएं हों जिन्हें $-COOH$ समूहों में ऑक्सीकृत किया जा सके। इसके लिए उपयुक्त संरचना $o-xylene$ व्युत्पन्न है,विशेष रूप से $1-(bromomethyl)-2-methylbenzene$।
अतः,यौगिक $X$ $o-methylbenzyl \ bromide$ (या $1-(bromomethyl)-2-methylbenzene$) है।

(B) एनिलिन $(C_6H_5NH_2)$ एक एरोमैटिक प्राथमिक एमीन है,जबकि एथिलएमीन $(C_2H_5NH_2)$ एक एलिफैटिक प्राथमिक एमीन है।
जब $0-5 \ ^\circ C$ पर $NaNO_2 / HCl$ के साथ उपचार किया जाता है,तो एनिलिन बेंजीन डायजोनियम क्लोराइड बनाता है,जो कम तापमान पर स्थिर होता है और $2-$नेफ्थोल के साथ युग्मन अभिक्रिया (coupling reaction) करके एक एज़ो डाई (लाल रंग) बनाता है।
इसके विपरीत,एथिलएमीन एक अस्थिर एलिफैटिक डायजोनियम लवण बनाता है जो तुरंत विघटित होकर $N_2$ गैस मुक्त करता है और इथेनॉल बनाता है,इसलिए यह एज़ो डाई युग्मन अभिक्रिया नहीं देता है।
अतः,$NaNO_2 / HCl$ के साथ अभिक्रिया और उसके बाद $2-$नेफ्थोल के साथ उपचार द्वारा इनके बीच अंतर किया जा सकता है।

(A) Cationic polymerization,carbocation मध्यवर्ती के निर्माण के माध्यम से आगे बढ़ती है। बहुलकीकरण (polymerization) की दर बनने वाले carbocation की स्थिरता के सीधे आनुपातिक होती है।
परिणामी carbocations की स्थिरता इस प्रकार है:
$I: CH_3O_2C-CH_2-CH_2^+$ (एस्टर समूह के $-I$ और $-M$ प्रभावों द्वारा अस्थिर)
$II: Cl-CH_2-CH_2^+$ ($Cl$ के $-I$ प्रभाव द्वारा अस्थिर)
$III: CH_3-CH_2-CH_2^+$ (मिथाइल समूह के $+I$ प्रभाव द्वारा स्थिर)
$IV: Ph-CH_2-CH_2^+$ (फिनाइल रिंग के साथ अनुनाद (resonance) द्वारा अत्यधिक स्थिर)
अतः,स्थिरता का क्रम $I < II < III < IV$ है। परिणामस्वरूप,cationic polymerization के लिए अभिक्रियाशीलता का क्रम $I < II < III < IV$ है।

(C) $EtOH$ में $NaBH_4$ एक मृदु अपचायक (mild reducing agent) है।
यह अणु में मौजूद अन्य कार्यात्मक समूहों जैसे एस्टर,कार्बोक्सिलिक एसिड या नाइट्राइल को प्रभावित किए बिना एल्डिहाइड समूह $(-CHO)$ को प्राथमिक अल्कोहल $(-CH_2OH)$ में चयनात्मक रूप से अपचयित करता है।

(A) सही मिलान इस प्रकार है:
$i$. $NiCl_4^{2-}$: $Ni^{2+}$ का विन्यास $d^8$ है। $Cl^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,इसलिए यह चतुष्फलकीय संकुल बनाता है जो दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के कारण अनुचुंबकीय है। मिलान: $i \rightarrow q$.
$ii$. $Ni(CO)_4$: $Ni$ का विन्यास $d^{10}$ है। $CO$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो चतुष्फलकीय प्रतिचुंबकीय संकुल बनाता है। मिलान: $ii \rightarrow p$.
$iii$. $PtCl_4^{2-}$: $Pt^{2+}$ का विन्यास $5d^8$ है। $5d$ श्रेणी के तत्वों के लिए क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा अधिक होती है,जिससे यह वर्ग समतलीय प्रतिचुंबकीय संकुल बनाता है। मिलान: $iii \rightarrow r$.
$iv$. $Ni(CN)_4^{2-}$: $Ni^{2+}$ का विन्यास $d^8$ है। $CN^-$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो इलेक्ट्रॉनों का युग्मन करता है,जिससे वर्ग समतलीय प्रतिचुंबकीय संकुल बनता है। मिलान: $iv \rightarrow r$.
अतः,सही क्रम $i$ $\rightarrow q, ii$ $\rightarrow p, iii$ $\rightarrow r, iv$ $\rightarrow r$ है।

(B) एथिलीन ग्लाइकॉल $(HOCH_2CH_2OH)$ का मोलर द्रव्यमान $62 \ g/mol$ है।
एथिलीन ग्लाइकॉल के मोल $(n_{solute}) = \frac{651 \ g}{62 \ g/mol} = 10.5 \ mol$.
पानी के मोल $(n_{solvent}) = \frac{1500 \ g}{18 \ g/mol} \approx 83.33 \ mol$.
अवाष्पशील विलेय के लिए राउल्ट के नियम का उपयोग करते हुए: $\frac{P^{\circ} - P}{P^{\circ}} = \frac{n_{solute}}{n_{solute} + n_{solvent}}$.
$\frac{0.7 - P}{0.7} = \frac{10.5}{10.5 + 83.33} = \frac{10.5}{93.83} \approx 0.1119$.
$0.7 - P = 0.7 \times 0.1119 \approx 0.0783$.
$P = 0.7 - 0.0783 = 0.6217 \ atm$.
अतः,वाष्प दाब $0.62 \ atm$ के निकटतम है।

(B) यह अभिक्रिया दो चरणों में होती है:
$1$. $NaBH_4/MeOH$ के साथ साइक्लोब्यूटिल मिथाइल कीटोन का अपचयन $1-cyclobutyl-1-ethanol$ देता है।
$2$. $HBr$ के साथ उपचार से अल्कोहल का प्रोटोनेशन होता है,जिसके बाद पानी के अणु के निकलने से एक द्वितीयक कार्बोकेशन बनता है।
$3$. यह द्वितीयक कार्बोकेशन अधिक स्थिर साइक्लोपेंटिल कार्बोकेशन बनाने के लिए वलय विस्तार (ring expansion) से गुजरता है।
$4$. अधिक स्थिर तृतीयक कार्बोकेशन बनाने के लिए $1,2-hydride$ शिफ्ट होती है।
$5$. अंत में,$Br^-$ द्वारा न्यूक्लियोफिलिक हमले से मुख्य उत्पाद के रूप में $1-bromo-1-methylcyclopentane$ प्राप्त होता है।

(C) $1$. एलिफैटिक प्राथमिक एमीन की $HNO_2$ के साथ अभिक्रिया से अल्कोहल प्राप्त होता है और $N_2$ गैस निकलती है।
$2$. यौगिक $Y$,$I_2 / NaOH$ (आयोडोफॉर्म परीक्षण) के साथ अभिक्रिया करके कार्बोक्सिलिक अम्ल का सोडियम लवण देता है,जो यह दर्शाता है कि $Y$ एक द्वितीयक अल्कोहल है जिसमें $CH_3-CH(OH)-$ समूह उपस्थित है।
$3$. दिए गए विकल्पों में से,$CH_3-CH(NH_2)-CH_2-CH_3$ (ब्यूटेन$-2-$एमीन) $HNO_2$ के साथ अभिक्रिया करके ब्यूटेन$-2-$ऑल $(CH_3-CH(OH)-CH_2-CH_3)$ बनाता है।
$4$. ब्यूटेन$-2-$ऑल में $CH_3-CH(OH)-$ समूह होता है,जो $I_2 / NaOH$ के साथ आयोडोफॉर्म परीक्षण देता है और सोडियम प्रोपियोनेट तथा आयोडोफॉर्म $(CHI_3)$ बनाता है।

(D) $NaOH$ की उपस्थिति में फिनोल की $CO_2$ के साथ अभिक्रिया और उसके बाद अम्लीकरण कोल्बे-श्मिट अभिक्रिया है,जो यौगिक $X$ के रूप में सैलिसिलिक एसिड देती है।
$H_2SO_4$ की उपस्थिति में सैलिसिलिक एसिड $(X)$ की एसिटिक एनहाइड्राइड के साथ अभिक्रिया (एसिटिलेशन) करने पर यौगिक $Y$ के रूप में एसिटाइलसैलिसिलिक एसिड प्राप्त होता है,जिसे आमतौर पर एस्पिरिन कहा जाता है।
एस्पिरिन एक गैर-नारकोटिक एनाल्जेसिक है। यह निम्नलिखित गुण प्रदर्शित करता है:
$(i)$ एंटीपायरेटिक (बुखार कम करता है)
$(ii)$ एंटी-इंफ्लेमेटरी (सूजन कम करता है)
$(iv)$ एंटीप्लेटलेट (रक्त का थक्का जमने से रोकता है)
यह नारकोटिक एनाल्जेसिक नहीं है।
अतः,सही गुण $(i), (ii)$ और $(iv)$ हैं।

(A) सही उत्तर $A$ है।
नाइट्रोबेंजीन में,$-NO_2$ समूह एक शक्तिशाली इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है,जो बेंजीन वलय के इलेक्ट्रॉन घनत्व को काफी कम कर देता है।
फ्रीडल-क्राफ्ट्स एसिलेशन एक इलेक्ट्रॉनरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है,जिसके लिए एसिलियम आयन $(CH_3CO^+)$ के साथ अभिक्रिया करने के लिए इलेक्ट्रॉन-समृद्ध एरोमैटिक वलय की आवश्यकता होती है।
$-NO_2$ समूह के प्रबल निष्क्रियकारी प्रभाव के कारण,नाइट्रोबेंजीन फ्रीडल-क्राफ्ट्स एसिलेशन अभिक्रिया नहीं देता है।
इसलिए,केवल बेंजीन ही $AlCl_3$ की उपस्थिति में एसिटाइल क्लोराइड के साथ अभिक्रिया करके एसिटोफिनोन बनाता है।

(A) हाइड्राइडों की ऊष्मीय स्थिरता बंध वियोजन एन्थैल्पी पर निर्भर करती है।
जैसे-जैसे हम समूह-$16$ में $O$ से $Te$ की ओर नीचे जाते हैं,केंद्रीय परमाणु का आकार बढ़ता है।
इससे $E-H$ बंध की लंबाई बढ़ जाती है (जहाँ $E = O, S, Se, Te$)।
जैसे-जैसे बंध की लंबाई बढ़ती है,बंध वियोजन एन्थैल्पी कम हो जाती है,जिससे बंध कमजोर हो जाता है।
इसलिए,समूह में नीचे जाने पर ऊष्मीय स्थिरता घटती है।
ऊष्मीय स्थिरता का सही क्रम $H_2O > H_2S > H_2Se > H_2Te$ या $H_2Te < H_2Se < H_2S < H_2O$ है।

(A) जलीय विलयन का गुलाबी रंग अष्टफलकीय संकुल $[Co(H_2O)_6]^{2 }$ की उपस्थिति के कारण होता है।
$HCl$ मिलाने पर,क्लोराइड आयन $(Cl^-)$ लिगेंड के रूप में कार्य करते हैं और पानी के अणुओं को विस्थापित करके चतुष्फलकीय संकुल $[CoCl_4]^{2-}$ बनाते हैं,जो नीले रंग का होता है।
अभिक्रिया: $[Co(H_2O)_6]^{2 } ({\text{गुलाबी}}) 4Cl^- \rightarrow [CoCl_4]^{2-} ( {\text{नीला}}) 6H_2O$.