MHT CET 2023 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Hindi

(C) हिमांक में अवनमन का सूत्र $\Delta T_{f} = i \times K_{f} \times m$ है।
दिया गया है: $\Delta T_{f} = 0 - (-0.056) = 0.056 \ K$,$K_{f} = 1.86 \ K \ kg \ mol^{-1}$,और $m = 0.01 \ m$।
मान रखने पर: $0.056 = i \times 1.86 \times 0.01$।
अतः,$i = \frac{0.056}{1.86 \times 0.01} = \frac{0.056}{0.0186} \approx 3.01$।

(C) क्वथनांक उन्नयन का सूत्र $\Delta T_{b} = K_{b} \times m$ है।
$\therefore m = \frac{\Delta T_{b}}{K_{b}}$.
दिए गए मानों को प्रतिस्थापित करने पर: $m = \frac{7.15 \ K}{2.75 \ K \ kg \ mol^{-1}}$.
$m = 2.6 \ mol \ kg^{-1}$ (या $2.6 \ m$)।

(B) अणुसंख्यक गुणधर्म विलयन के वे गुण हैं जो केवल विलयन में उपस्थित विलेय कणों की संख्या पर निर्भर करते हैं,न कि उनकी प्रकृति पर।
इनमें शामिल हैं:
$1$. वाष्प दाब में आपेक्षिक अवनमन
$2$. क्वथनांक में उन्नयन
$3$. हिमांक में अवनमन
$4$. परासरण दाब
दिए गए विकल्पों में से,$A$,$C$,और $D$ अणुसंख्यक गुणधर्म हैं।
$B$ (क्वथनांक) विलायक/विलयन का एक भौतिक गुण है,जबकि 'क्वथनांक में उन्नयन' अणुसंख्यक गुणधर्म है।
अतः,सही उत्तर $B$ है।

(B) दिया गया है: विलेय का द्रव्यमान $(W_2) = 4 \,g$, विलेय का मोलर द्रव्यमान $(M_2) = 126 \,g \,mol^{-1}$, जल का आयतन $= 80 \,mL$।
चूंकि जल का घनत्व $1 \,g/mL$ है, इसलिए विलायक का द्रव्यमान $(W_1) = 80 \,g$ होगा।
हिमांक में अवनमन का सूत्र $\Delta T_f = \frac{1000 \times K_f \times W_2}{M_2 \times W_1}$ है।
मान रखने पर: $\Delta T_f = \frac{1000 \times 1.86 \times 4}{126 \times 80}$।
$\Delta T_f = \frac{7440}{10080} \approx 0.738 \,K$, जो लगभग $0.74 \,K$ है।

(A) वाष्प दाब में सापेक्ष अवनमन को इस प्रकार दिया जाता है:
$\frac{\Delta P}{P_1^0} = \frac{P_1^0 - P_s}{P_1^0}$
दिया गया है:
शुद्ध बेंजीन का वाष्प दाब $(P_1^0)$ = $640 \ mmHg$
विलयन का वाष्प दाब $(P_s)$ = $590 \ mmHg$
मान रखने पर:
$\frac{640 - 590}{640} = \frac{50}{640} = 0.078125 \approx 0.078$
अतः,वाष्प दाब में सापेक्ष अवनमन $0.078$ है।

(C) दिया गया है: विलेय का द्रव्यमान $(W_2)$ = $15 \ g$,जल का आयतन = $200 \ mL$,अतः विलायक का द्रव्यमान $(W_1)$ = $200 \ g$ (घनत्व = $1 \ g/mL$ मानते हुए)।
हिमांक में अवनमन $(\Delta T_f)$ = $0.75 \ K$.
मोलल अवनमन स्थिरांक $(K_f)$ = $1.86 \ K \ kg \ mol^{-1}$.
मोलर द्रव्यमान $(M_2)$ के लिए सूत्र:
$M_2 = \frac{1000 \times K_f \times W_2}{\Delta T_f \times W_1}$
मान रखने पर:
$M_2 = \frac{1000 \times 1.86 \times 15}{0.75 \times 200}$
$M_2 = \frac{27900}{150} = 186 \ g \ mol^{-1}$.

(B) इकाई सेल के लिए घनत्व का सूत्र $\rho = \frac{nM}{a^3 N_{A}}$ है।
दिए गए मानों को प्रतिस्थापित करने पर: $0.96 = \frac{n \times 23}{48}$।
$n$ के लिए हल करने पर: $n = \frac{0.96 \times 48}{23}$।
$n = \frac{46.08}{23} \approx 2.003$।
अतः,इकाई सेल में उपस्थित परमाणुओं की संख्या $2$ है।

(C) थायोसाइनेट आयन,$SCN^{-}$,एक उभयदंती (ambidentate) लिगैंड है जिसमें दो संभावित दाता परमाणु होते हैं: नाइट्रोजन $(N)$ और सल्फर $(S)$।
किसी भी उपसहसंयोजक बंध के निर्माण में,इनमें से एक परमाणु दाता के रूप में कार्य करता है।
इसलिए,$1$ मोल $SCN^{-}$ में $2$ मोल दाता परमाणु होते हैं।
$2n$ मोल $SCN^{-}$ के लिए,दाता परमाणुओं के मोल की कुल संख्या: $2n \times 2 = 4n$ मोल होगी।

(D) इकाई कोशिका के घनत्व $(\rho)$ का सूत्र है: $\rho = \frac{M \times n}{a^3 \times N_A}$
जहाँ $M$ मोलर द्रव्यमान है,$n$ प्रति इकाई कोशिका परमाणुओं की संख्या है,$a^3$ इकाई कोशिका का आयतन है और $N_A$ आवोगाद्रो स्थिरांक है।
दिया गया है: $\rho = 20 \ g \ cm^{-3}$,$M = 190 \ g \ mol^{-1}$,और $a^3 \cdot N_A = 38 \ cm^3 \ mol^{-1}$।
सूत्र में मान रखने पर: $20 = \frac{190 \times n}{38}$
$n = \frac{20 \times 38}{190}$
$n = \frac{760}{190} = 4$
अतः,इकाई कोशिका में उपस्थित परमाणुओं की संख्या $4$ है।

(D) $NO_2^{-}$ लिगेंड एक एम्बीडेंटेट लिगेंड है जो नाइट्रोजन परमाणु या ऑक्सीजन परमाणु के माध्यम से जुड़ सकता है।
किसी भी स्थिति में,$NO_2^{-}$ के प्रति अणु में केवल $1$ दाता परमाणु समन्वय बंधन में शामिल होता है।
इसलिए,$n$ मोल $NO_2^{-}$ में,दाता परमाणुओं के मोल की संख्या $n \times 1 = n$ मोल है।

(B) शुष्क बर्फ $(CO_2)$ की शुष्क ईथर की उपस्थिति में ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(CH_3MgBr)$ के साथ अभिक्रिया करने पर एक मध्यवर्ती उत्पाद $(A)$ बनता है,जो $CH_3COOMgBr$ है।
$CO_2 + CH_3MgBr \xrightarrow{Dry \ ether} CH_3COOMgBr (A)$
यह मध्यवर्ती $(A)$ तनु $HCl$ के साथ जल-अपघटन करने पर एक कार्बोक्सिलिक अम्ल $(B)$ देता है,जो एथेनोइक अम्ल $(CH_3COOH)$ है।
$CH_3COOMgBr + H_2O \xrightarrow{dil. \ HCl} CH_3COOH (B) + Mg(OH)Br$
अतः,उत्पाद $B$ एथेनोइक अम्ल है।

(C) राउल्ट के नियम के अनुसार,वाष्पशील द्रवों के विलयन के लिए,प्रत्येक घटक का आंशिक वाष्प दाब विलयन में उपस्थित उसके मोल अंश के सीधे समानुपाती होता है।
गणितीय रूप से,$p_i = p_i^0 \times x_i$,जहाँ $p_i$ आंशिक वाष्प दाब है,$p_i^0$ शुद्ध घटक का वाष्प दाब है,और $x_i$ मोल अंश है।

(D) विभिन्न तत्वों के वे परमाणु जिनके नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या समान होती है,उन्हें आइसोटोन कहा जाता है।
न्यूट्रॉन की संख्या ज्ञात करने का सूत्र है: $n = A - Z$,जहाँ $A$ द्रव्यमान संख्या है और $Z$ परमाणु क्रमांक है।
$_{6}^{12}C$ के लिए: $n = 12 - 6 = 6$.
$_{5}^{11}B$ के लिए: $n = 11 - 5 = 6$.
चूंकि दोनों में $6$ न्यूट्रॉन हैं,इसलिए वे आइसोटोन हैं।

(B) $Cr$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] \ 3d^5 \ 4s^1$ है।
$Cr^{2+}$ के लिए,दो इलेक्ट्रॉन हटा दिए जाते हैं,जिससे विन्यास $[Ar] \ 3d^4$ प्राप्त होता है।
अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या $(n)$ $4$ है।
स्पिन-ओनली चुंबकीय आघूर्ण की गणना $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ सूत्र का उपयोग करके की जाती है।
$n=4$ रखने पर: $\mu = \sqrt{4(4+2)} = \sqrt{24} \approx 4.90 \ BM$.

(D) स्पिन-ओनली चुंबकीय आघूर्ण का सूत्र $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ है,जहाँ $n$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या है।
यहाँ अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या $n = 1$ दी गई है।
सूत्र में $n$ का मान रखने पर: $\mu = \sqrt{1(1+2)} = \sqrt{3} \approx 1.73 \ BM$।

(C) किसी परमाणु या आयन के स्पिन-ओनली मैग्नेटिक मोमेंट $(\mu)$ की गणना $\mu = \sqrt{n(n + 2)} \ BM$ सूत्र का उपयोग करके की जाती है,जहाँ $n$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या को दर्शाता है। $BM$ इकाई का अर्थ बोर मैग्नेटॉन (Bohr Magneton) है।

(D) स्पिन-ओनली चुंबकीय आघूर्ण की गणना $\mu = \sqrt{n(n+2)} \text{ BM}$ सूत्र का उपयोग करके की जाती है,जहाँ $n$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या है।
$1.$ $Sc$ $(Z=21)$: $[Ar] 3d^1 4s^2$। $+3$ अवस्था में,$Sc^{3+}$ का विन्यास $[Ar] 3d^0$ है। यहाँ,$n=0$,इसलिए $\mu = 0 \text{ BM}$।
$2.$ $Ti$ $(Z=22)$: $[Ar] 3d^2 4s^2$। $+3$ अवस्था में,$Ti^{3+}$ का विन्यास $[Ar] 3d^1$ है। यहाँ,$n=1$,इसलिए $\mu = \sqrt{3} \text{ BM}$।
$3.$ $V$ $(Z=23)$: $[Ar] 3d^3 4s^2$। $+3$ अवस्था में,$V^{3+}$ का विन्यास $[Ar] 3d^2$ है। यहाँ,$n=2$,इसलिए $\mu = \sqrt{8} \text{ BM}$।
$4.$ $Cr$ $(Z=24)$: $[Ar] 3d^5 4s^1$। $+3$ अवस्था में,$Cr^{3+}$ का विन्यास $[Ar] 3d^3$ है। यहाँ,$n=3$,इसलिए $\mu = \sqrt{15} \text{ BM}$।
अतः,$Sc$ $+3$ अवस्था में स्पिन-ओनली चुंबकीय आघूर्ण प्रदर्शित नहीं करता है क्योंकि इसमें कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं होता है।

(A) स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी $(SEM)$ एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनों की केंद्रित किरण के साथ सतह को स्कैन करके नमूने की सतह की छवि बनाने के लिए किया जाता है।
यह पदार्थ की सतह की स्थलाकृति और आकृति विज्ञान (संरचना) के बारे में विस्तृत जानकारी प्रदान करती है।
इसलिए,सही विकल्प $A$ है।

(A) समूह $16$ के तत्वों का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $ns^2 np^4$ होता है।
दिए गए विकल्पों में से,$Se$ (सेलेनियम) समूह $16$ का तत्व है जिसका संयोजी कोश विन्यास $4s^2 4p^4$ है।
$Br$ समूह $17$ से संबंधित है,जबकि $Xe$ और $Kr$ समूह $18$ से संबंधित हैं।

(D) भौतिक अधिशोषण (physisorption) अधिशोष्य और अधिशोषक के बीच कमजोर वैन डेर वाल्स बलों द्वारा पहचाना जाता है।
यह प्रकृति में गैर-विशिष्ट है।
रासायनिक अधिशोषण (chemisorption) में मजबूत रासायनिक बंधन शामिल होते हैं और यह अत्यधिक विशिष्ट होता है।
टंगस्टन पर $O_2$,निकल पर $H_2$ और लोहे पर $N_2$ रासायनिक बंधन निर्माण (रासायनिक अधिशोषण) को दर्शाते हैं।
चारकोल पर गैसों का अधिशोषण कमजोर वैन डेर वाल्स बलों के कारण भौतिक अधिशोषण का एक उत्कृष्ट उदाहरण है।

(C) अधिशोषण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है,जहाँ $\Delta H < 0$ होता है।
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,तापमान में वृद्धि करने से विपरीत प्रक्रिया (विशोषण) को बढ़ावा मिलता है।
इसलिए,अधिशोषण की मात्रा प्रक्रिया के तापमान के व्युत्क्रमानुपाती होती है।

(B) अधिशोषण एक सतही घटना है जो ठोस या द्रव की सतह पर असंतुलित बलों के कारण होती है।
अधिशोषण की प्रक्रिया के दौरान,सतह पर अवशिष्ट बल कम हो जाते हैं,जिससे अधिशोषक की सतह की ऊर्जा में कमी आती है।
इसलिए,यह कथन कि सतह की ऊर्जा बढ़ती है,$FALSE$ (असत्य) है।
अधिशोषण सामान्यतः एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है और यह वान डर वाल्स बलों या रासायनिक बंधों के कारण हो सकती है।

(A) ठोस सतह पर गैस के अधिशोषण की मात्रा गैस के द्रवीकरण की सुगमता पर निर्भर करती है।
उच्च क्रांतिक तापमान वाली गैसें आसानी से द्रवित हो जाती हैं और इसलिए अधिक अधिशोषण दर्शाती हैं।
दिए गए विकल्पों में से,$Cl_2$ का क्रांतिक तापमान $(417 \ K)$ सबसे अधिक है,इसलिए यह $N_2$,$O_2$ और $H_2$ की तुलना में सबसे आसानी से अधिशोषित होती है।

(C) द्रव-स्नेही कोलाइड में परिक्षिप्त प्रावस्था के कणों का परिक्षेपण माध्यम के प्रति बहुत अधिक आकर्षण होता है।
इन कणों को अल्ट्रामाइक्रोस्कोप के नीचे भी आसानी से नहीं देखा जा सकता है।
द्रव-स्नेही कोलाइड उत्क्रमणीय (reversible) कोलाइड होते हैं।

(D) हार्डी-शुल्ज़ नियम के अनुसार,किसी आयन की स्कंदन शक्ति कोलाइडल कण के विपरीत आवेश वाले आयन के आवेश के परिमाण के सीधे आनुपातिक होती है।
ऋणात्मक आवेशित सोल के लिए,स्कंदन शक्ति जोड़े गए धनायन (cation) के धनात्मक आवेश पर निर्भर करती है।
दिए गए धनायन $Ba^{2+}$ और $Al^{3+}$ हैं।
चूंकि $Al^{3+}$ $(+3)$ पर आवेश $Ba^{2+}$ $(+2)$ के आवेश से अधिक है,इसलिए $Al^{3+}$ की स्कंदन शक्ति अधिक है।

(A) गैसोलीन तरल हाइड्रोकार्बन का एक मिश्रण है।
द्रव-द्रव विलयन में,विलेय एक द्रव होता है और विलायक भी एक द्रव होता है।
चूंकि गैसोलीन विभिन्न तरल हाइड्रोकार्बन से बना होता है,इसलिए इसे द्रव-में-द्रव विलयन के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(A) रक्त में हीमोग्लोबिन एक धनावेशित सॉल है।
जबकि स्टार्च सॉल,जिलेटिन सॉल और सिल्वर $(Ag)$ सॉल ऋणावेशित सॉल के उदाहरण हैं।

(C) जेल एक कोलाइडल प्रणाली है जिसमें एक तरल,ठोस में परिक्षिप्त (dispersed) होता है।
पनीर,मक्खन और जेली जेल के उदाहरण हैं।
दूध एक पायस (emulsion) है,जो एक ऐसी कोलाइडल प्रणाली है जिसमें एक तरल दूसरे तरल में परिक्षिप्त होता है।

(B) नैनोमटेरियल के वेट केमिकल सिंथेसिस (Sol-Gel प्रक्रिया) में आमतौर पर ये चरण होते हैं: हाइड्रोलिसिस,कंडेनसेशन,जेलेशन (ऑक्साइड या अल्कोहल-ब्रिज्ड नेटवर्क का निर्माण),एजिंग,ड्राइंग और अंत में निर्जलीकरण (या कैल्सीनेशन),जिसका उपयोग अंतिम नैनोमटेरियल प्राप्त करने के लिए अवशिष्ट कार्बनिक समूहों और पानी को हटाने के लिए किया जाता है।

(D) क्वांटम डॉट्स शून्य-आयामी $(0D)$ नैनोस्ट्रक्चर हैं क्योंकि इनके तीनों आयाम नैनोस्केल $(1-100 \ nm)$ तक सीमित होते हैं।
इसके विपरीत,नैनोट्यूब और फाइबर एक-आयामी $(1D)$ नैनोस्ट्रक्चर हैं,और पतली फिल्में द्वि-आयामी $(2D)$ नैनोस्ट्रक्चर हैं।

(C) $100 \ nm$ से कम एक आयाम वाले नैनोमटेरियल को द्वि-आयामी नैनोस्ट्रक्चर के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
थिन फिल्म्स में एक आयाम नैनोस्केल रेंज में होता है,जबकि अन्य दो आयाम बहुत बड़े होते हैं।
इसलिए,थिन फिल्म्स सही उत्तर है।

(C) यह कथन कि नेनोसाइज्ड $Cu$ और $Pd$ क्लस्टर्स की कठोरता बल्क धातु से कम होती है,गलत है।
वास्तव में,$5-7 \ nm$ के आकार सीमा में व्यास वाले नेनोसाइज्ड कॉपर और पैलेडियम क्लस्टर्स की कठोरता बल्क धातु की तुलना में $500 \%$ तक अधिक हो सकती है।

(B) नैनोस्ट्रक्चर को उनकी नैनोस्केल रेंज $(1-100 \ nm)$ में आयामों के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है:
$1$. शून्य-आयामी $(0D)$ नैनोस्ट्रक्चर: तीनों आयाम नैनोस्केल में होते हैं (जैसे,क्वांटम डॉट्स,नैनोपार्टिकल्स)।
$2$. एक-आयामी $(1D)$ नैनोस्ट्रक्चर: दो आयाम नैनोस्केल में होते हैं (जैसे,नैनोवायर,नैनोट्यूब)।
$3$. द्वि-आयामी $(2D)$ नैनोस्ट्रक्चर: एक आयाम नैनोस्केल में होता है (जैसे,थिन फिल्म्स,परतें,कोटिंग्स)।
अतः,थिन फिल्म्स द्वि-आयामी नैनोस्ट्रक्चर का उदाहरण हैं।

(D) गिब्स मुक्त ऊर्जा और सेल विभव के बीच संबंध ${\Delta}G = -nFE_{cell}$ द्वारा दिया जाता है। स्वतःप्रवर्तित अभिक्रिया के लिए,${\Delta}G$ ऋणात्मक होना चाहिए,जिसका अर्थ है कि $E_{cell}$ धनात्मक होना चाहिए। अतः,यह कथन कि स्वतःप्रवर्तित अभिक्रिया के लिए $E^{\circ}_{cell}$ ऋणात्मक होना चाहिए,गलत है।

(A) अभिक्रिया की दर को इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:
$Rate = -\frac{1}{2} \frac{\Delta[NO_2]}{\Delta t} = \frac{1}{2} \frac{\Delta[NO]}{\Delta t} = \frac{\Delta[O_2]}{\Delta t}$
दिया गया है कि $NO_2$ के लुप्त होने की दर $-\frac{\Delta[NO_2]}{\Delta t} = x \ mol \ dm^{-3} \ s^{-1}$ है।
इस मान को दर समीकरण में रखने पर:
$\frac{\Delta[O_2]}{\Delta t} = \frac{1}{2} \left( -\frac{\Delta[NO_2]}{\Delta t} \right)$
$\frac{\Delta[O_2]}{\Delta t} = \frac{1}{2} \times x = \frac{x}{2} \ mol \ dm^{-3} \ s^{-1}$