NEET 2017 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Hindi

(C) प्रकाश के लिए डॉप्लर विस्थापन का सूत्र $\frac{\Delta \lambda}{\lambda} = \frac{v}{c}$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $\Delta \lambda$ तरंग दैर्ध्य में परिवर्तन है,$\lambda$ मूल तरंग दैर्ध्य है,$v$ स्रोत का वेग है और $c$ प्रकाश की गति है।
दिया गया है: $\Delta \lambda = 0.1 \ \mathring{A}$,$\lambda = 6000 \ \mathring{A}$,और $c = 3 \times 10^5 \ km/s$.
वेग $v$ के लिए सूत्र को पुनर्व्यवस्थित करने पर: $v = \frac{\Delta \lambda}{\lambda} \times c$.
मान रखने पर: $v = \frac{0.1}{6000} \times 3 \times 10^5 \ km/s$.
$v = \frac{1}{60000} \times 3 \times 10^5 = \frac{30}{6} = 5 \ km/s$.
अतः,तारे के दूर जाने का वेग $5 \ km/s$ है।

(C) हाइड्रोजन जैसे परमाणुओं (एक-इलेक्ट्रॉन प्रजातियों) के लिए कक्षकों की ऊर्जा केवल मुख्य क्वांटम संख्या $n$ पर निर्भर करती है।
इसलिए,$2s$ कक्षक की ऊर्जा $2p$ कक्षक की ऊर्जा के बराबर होती है $(E_{2s} = E_{2p})$।
अतः,यह कथन कि $2s$ कक्षक की ऊर्जा $2p$ कक्षक से कम है,गलत है।

(A) तत्व का परमाणु क्रमांक $Z = 114$ है।
इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Rn] \ 5f^{14} \ 6d^{10} \ 7s^2 \ 7p^2$ है।
चूंकि संयोजी कोश का विन्यास $ns^2 np^2$ $(n=7)$ है,इसलिए यह तत्व $14^{th}$ समूह यानी कार्बन परिवार से संबंधित है।

(D) आइसोइलेक्ट्रॉनिक होने के लिए,कुल संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होनी चाहिए।
$IBr_{2}^{-}$ के लिए: $7 (I) 2 \times 7 (Br) 1 ({\text{आवेश}}) = 22$ संयोजी इलेक्ट्रॉन।
$XeF_{2}$ के लिए: $8 (Xe) 2 \times 7 (F) = 22$ संयोजी इलेक्ट्रॉन।
दोनों प्रजातियों में $22$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं,इसलिए वे आइसोइलेक्ट्रॉनिक हैं।
$IBr_{2}^{-}$ और $XeF_{2}$ दोनों में केंद्रीय परमाणु के चारों ओर $3$ एकाकी युग्म (lone pairs) और $2$ आबंध युग्म (bond pairs) होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप एक रैखिक ज्यामिति ($sp^3d$ संकरण) होती है,जिससे वे आइसोस्ट्रक्चरल हो जाते हैं।

(C) $120^{\circ}$ का बंध कोण रखने वाली प्रजाति निर्धारित करने के लिए,हम प्रत्येक अणु के संकरण और ज्यामिति का विश्लेषण करते हैं:
$1$. $ClF_3$: केंद्रीय परमाणु $Cl$ के पास $7$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $F$ परमाणुओं के साथ $3$ बंध बनाता है और इसमें $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होते हैं। इसका संकरण $sp^3d$ है और ज्यामिति $T$-आकार की है,जिसमें बंध कोण $90^{\circ}$ से कम होते हैं।
$2$. $NCl_3$: केंद्रीय परमाणु $N$ के पास $5$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $Cl$ परमाणुओं के साथ $3$ बंध बनाता है और इसमें $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है। इसका संकरण $sp^3$ है और ज्यामिति पिरामिडल है,जिसमें बंध कोण लगभग $107^{\circ}$ होते हैं।
$3$. $BCl_3$: केंद्रीय परमाणु $B$ के पास $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $Cl$ परमाणुओं के साथ $3$ बंध बनाता है और इसमें कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म नहीं होता है। इसका संकरण $sp^2$ है और ज्यामिति त्रिकोणीय समतलीय है,जिसमें बंध कोण $120^{\circ}$ होते हैं।
$4$. $PH_3$: केंद्रीय परमाणु $P$ के पास $5$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $H$ परमाणुओं के साथ $3$ बंध बनाता है और इसमें $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है। इसकी ज्यामिति पिरामिडल है और बंध कोण $93^{\circ}$ के करीब होते हैं।
अतः,$BCl_3$ सही प्रजाति है।

(B) आण्विक कक्षक सिद्धांत (Molecular Orbital Theory) का उपयोग करके किसी प्रजाति का बंध क्रम उसके कुल इलेक्ट्रॉनों की संख्या से निर्धारित किया जा सकता है।
$CN^{-}$ के लिए: कुल इलेक्ट्रॉन = $6 (C) + 7 (N) + 1 = 14$। बंध क्रम = $\frac{1}{2}(10 - 4) = 3$।
$CO$ के लिए: कुल इलेक्ट्रॉन = $6 (C) + 8 (O) = 14$। बंध क्रम = $\frac{1}{2}(10 - 4) = 3$।
चूंकि $CN^{-}$ और $CO$ दोनों में $14$ इलेक्ट्रॉन हैं,इसलिए उनका बंध क्रम $3$ समान है।

(A) स्वतःप्रवर्तित होने की शर्त $\Delta G < 0$ है।
दिया गया है $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$.
अभिक्रिया के स्वतःप्रवर्तित होने के लिए,$\Delta H - T \Delta S < 0$,जिसका अर्थ है $T \Delta S > \Delta H$ या $T > \frac{\Delta H}{\Delta S}$.
यहाँ $\Delta H = 35.5 \ kJ \ mol^{-1} = 35500 \ J \ mol^{-1}$ और $\Delta S = 83.6 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$ है।
साम्य तापमान की गणना: $T = \frac{35500}{83.6} \approx 424.64 \ K \approx 425 \ K$.
चूंकि $\Delta H > 0$ और $\Delta S > 0$ है,इसलिए अभिक्रिया साम्य तापमान से अधिक तापमान पर स्वतःप्रवर्तित होगी,अर्थात $T > 425 \ K$.

(B) एक अपरिवर्तनीय विस्तार प्रक्रिया के लिए,किया गया कार्य $W = -P_{ext} \Delta V$ द्वारा दिया जाता है।
दिया गया है $P_{ext} = 2.5 \ atm$,$V_i = 2.50 \ L$,और $V_f = 4.50 \ L$।
$W = -2.5 \ atm \times (4.50 \ L - 2.50 \ L) = -2.5 \times 2.0 = -5.0 \ L \ atm$।
चूंकि $1 \ L \ atm = 101.3 \ J$,$W = -5.0 \times 101.3 \ J = -505 \ J$।
चूंकि कंटेनर अच्छी तरह से इंसुलेटेड है,प्रक्रिया एडियाबेटिक है,इसलिए $q = 0$।
ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम के अनुसार,$\Delta U = q + W$।
अतः,$\Delta U = 0 + (-505 \ J) = -505 \ J$।

(A) दी गई अभिक्रियाएँ:
$(1) \ N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3 \quad K_1$
$(2) \ N_2 + O_2 \rightleftharpoons 2NO \quad K_2$
$(3) \ H_2 + \frac{1}{2} O_2 \rightleftharpoons H_2O \quad K_3$
लक्ष्य अभिक्रिया:
$(4) \ 2NH_3 + \frac{5}{2} O_2 \rightleftharpoons 2NO + 3H_2O \quad K$
समीकरण $(4)$ प्राप्त करने के लिए,हम $(2) + 3 \times (3) - (1)$ संक्रिया करते हैं।
साम्य स्थिरांक के नियमों के अनुसार:
$K = \frac{K_2 \times (K_3)^3}{K_1} = \frac{K_2 K_3^3}{K_1}$

(C) $Ag_2C_2O_4$ का वियोजन इस प्रकार है: $Ag_2C_2O_4(s) \rightleftharpoons 2Ag^{+}(aq) + C_2O_4^{2-}(aq)$.
दिया गया है: $[Ag^{+}] = 2.2 \times 10^{-4} \ mol \ L^{-1}$.
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$[C_2O_4^{2-}] = \frac{1}{2} [Ag^{+}] = \frac{2.2 \times 10^{-4}}{2} = 1.1 \times 10^{-4} \ mol \ L^{-1}$.
विलेयता गुणनफल $K_{sp}$ का सूत्र: $K_{sp} = [Ag^{+}]^2 [C_2O_4^{2-}]$.
मान रखने पर: $K_{sp} = (2.2 \times 10^{-4})^2 \times (1.1 \times 10^{-4})$.
$K_{sp} = (4.84 \times 10^{-8}) \times (1.1 \times 10^{-4}) = 5.324 \times 10^{-12} \approx 5.3 \times 10^{-12}$.

(D) साम्यावस्था अभिक्रिया है: $SrCO_{3(s)} \rightleftharpoons SrO_{(s)} + CO_{2(g)}$
साम्यावस्था स्थिरांक $K_p$ इस प्रकार है: $K_p = P_{CO_2} = 1.6 \, atm$.
इसका अर्थ है कि साम्यावस्था पर $CO_2$ द्वारा लगाया जाने वाला अधिकतम दाब $1.6 \, atm$ है।
गैसीय अवस्था के लिए बॉयल के नियम $(P_1V_1 = P_2V_2)$ का उपयोग करने पर,जहाँ $P_1 = 0.4 \, atm$,$V_1 = 20 \, L$,और $P_2 = 1.6 \, atm$:
$0.4 \times 20 = 1.6 \times V_2$
$V_2 = \frac{0.4 \times 20}{1.6} = \frac{8}{1.6} = 5 \, L$.
अतः,जब दाब $1.6 \, atm$ हो जाता है,तब पात्र का आयतन $5 \, L$ होगा।

(C) आयनिक गतिशीलता जलयोजित आयन के आकार के व्युत्क्रमानुपाती होती है: $\text{Ionic mobility} \propto \frac{1}{\text{size of hydrated ion}}$.
जलीय विलयन में,जलयोजन की सीमा आयन के आवेश घनत्व पर निर्भर करती है।
छोटी क्षार धातु आयनों का आवेश घनत्व अधिक होता है,जिससे अधिक जलयोजन होता है।
जलयोजित आयनिक आकार का क्रम है: $Li^{+}_{(aq)} > Na^{+}_{(aq)} > K^{+}_{(aq)} > Rb^{+}_{(aq)}$.
चूंकि $Li^{+}$ का जलयोजित आकार सबसे बड़ा है,इसलिए यह विद्युत क्षेत्र में सबसे अधिक अवरोध का अनुभव करता है।
अतः,$Li^{+}$ की आयनिक गतिशीलता सबसे कम होती है।

(C) $o$-नाइट्रोफिनोल और $p$-नाइट्रोफिनोल को भाप आसवन (steam distillation) द्वारा अलग किया जा सकता है।
$o$-नाइट्रोफिनोल में अंतः-आणविक हाइड्रोजन बॉन्डिंग के कारण यह भाप में वाष्पशील होता है।
इसके विपरीत,$p$-नाइट्रोफिनोल में अंतर-आणविक हाइड्रोजन बॉन्डिंग होती है,जिससे अणुओं का जुड़ाव होता है और इसकी वाष्पशीलता कम हो जाती है।
इसलिए,$o$-नाइट्रोफिनोल भाप के साथ आसवित हो जाता है,जबकि $p$-नाइट्रोफिनोल आसवन फ्लास्क में शेष रह जाता है।

(D) $1$. मुख्य क्रियात्मक समूह की पहचान करें: एल्डिहाइड $(-CHO)$ समूह की प्राथमिकता कीटोन $(>C=O)$ समूह से अधिक होती है। अतः,मुख्य श्रृंखला में एल्डिहाइड कार्बन को $C-1$ के रूप में गिना जाना चाहिए।
$2$. श्रृंखला का अंकन: एल्डिहाइड कार्बन $(C-1)$ से अंकन शुरू करें। श्रृंखला $6$ कार्बन लंबी है $(hex)$।
$3$. प्रतिस्थापियों और असंतृप्ति की पहचान करें: $C-2$ पर एक मिथाइल समूह,$C-3$ पर एक कीटोन समूह और $C-4$ पर एक द्वि-आबंध है।
$4$. नामकरण: सही नाम $2-$मिथाइल$-3-$ऑक्सोहेक्स$-4-$ईनल है।

(C) एक इलेक्ट्रोफाइल एक इलेक्ट्रॉन-न्यून प्रजाति है जो या तो तटस्थ (जैसे,$BF_3$,$AlCl_3$) या धनात्मक आवेशित (जैसे,$H^+$,$NO_2^+$) हो सकती है।
यह लुईस अम्ल के रूप में कार्य करती है और एक न्यूक्लियोफाइल से इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी स्वीकार करके एक रासायनिक बंधन बनाती है।

(A) हाइड्रोकार्बन की अम्लता अम्लीय हाइड्रोजन से जुड़े कार्बन परमाणु के संकरण पर निर्भर करती है।
कार्बन की विद्युत ऋणात्मकता का क्रम $sp > sp^2 > sp^3$ है।
$CH \equiv CH$ ($sp$ संकरण) सबसे अधिक अम्लीय है।
$CH_3-C \equiv CH$ ($sp$ संकरण) मिथाइल समूह के $+I$ प्रभाव के कारण $CH \equiv CH$ से कम अम्लीय है।
$CH_2=CH_2$ ($sp^2$ संकरण) एल्काइन से कम अम्लीय है।
$CH_3-CH_3$ ($sp^3$ संकरण) सबसे कम अम्लीय है।
इसलिए,सही क्रम $CH \equiv CH > CH_3-C \equiv CH > CH_2=CH_2 > CH_3-CH_3$ है।

(C) $HgSO_4$ और $H_2SO_4$ की उपस्थिति में,एल्काइन मार्कोवनिकोव के नियम का पालन करते हुए जलयोजन (hydration) से गुजरते हैं।
प्रोपाइन $(CH_3-C \equiv CH)$ पानी के साथ प्रतिक्रिया करके एक अस्थिर इनोल मध्यवर्ती,$CH_3-C(OH)=CH_2$ $(A)$ बनाता है।
यह इनोल फिर अधिक स्थिर कीटो रूप,प्रोपेनोन $CH_3-C(=O)-CH_3$ $(B)$ बनाने के लिए टॉटोमेराइजेशन से गुजरता है।
$CH_3-C \equiv CH + H_2O \xrightarrow{Hg^{2+}/H^{+}} [CH_3-C(OH)=CH_2] \to CH_3-C(=O)-CH_3$

(C) संरूपण (conformation) में,बंध कोण और बंध लंबाई समान रहते हैं।
इस घूर्णन के दौरान,अणु की बंध लंबाई और बंध कोण नहीं बदलते हैं क्योंकि सहसंयोजक बंध न तो टूटते हैं और न ही विकृत होते हैं।

(D) मिट्टी में मौजूद सूक्ष्मजीव $CO$ को $CO_2$ में ऑक्सीकृत करके $CO$ के लिए सिंक के रूप में कार्य करते हैं।

(B) जब $HgCl_2$ को $I^{-}$ आयनों वाले घोल में घोला जाता है,तो यह पहले $HgI_2$ अवक्षेप बनाता है,जो फिर अतिरिक्त $I^{-}$ के साथ प्रतिक्रिया करके घुलनशील संकुल $[HgI_4]^{2-}$ बनाता है।
$HgCl_2 + 2I^{-} \longrightarrow HgI_2(s) + 2Cl^{-}$
$HgI_2(s) + 2I^{-} \longrightarrow [HgI_4]^{2-}(aq)$
जब $I_2$ को $I^{-}$ आयनों वाले घोल में घोला जाता है,तो यह ट्राईआयोडाइड आयन बनाता है,जो पानी में घुलनशील है।
$I_2 + I^{-} \longrightarrow I_3^{-}(aq)$
अतः,अंतिम रूप से बनने वाली प्रजातियाँ $[HgI_4]^{2-}$ और $I_3^{-}$ हैं।

(A) आर्कियाबैक्टीरिया बैक्टीरिया का एक विशिष्ट समूह है जो सबसे कठोर आवासों जैसे कि अत्यधिक लवणीय क्षेत्रों (हेलोफाइल्स),गर्म झरनों (थर्मोएसिडोफाइल्स) और दलदली क्षेत्रों (मिथेनोजेन्स) में रहते हैं।
आर्कियाबैक्टीरिया अन्य बैक्टीरिया से भिन्न कोशिका भित्ति संरचना रखते हैं,जो उन्हें चरम परिस्थितियों में जीवित रहने में मदद करती है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(C) रंध्र छिद्र का खुलना और बंद होना मुख्य रूप से रक्षक कोशिकाओं के स्फीति दाब (turgor pressure) द्वारा नियंत्रित होता है।
जब पानी के प्रवेश के कारण रक्षक कोशिकाएं स्फीत (turgid) हो जाती हैं,तो वे फैलती हैं।
रक्षक कोशिकाओं की कोशिका भित्ति में सेल्युलोज सूक्ष्म तंतु अनुदैर्ध्य (longitudinal) के बजाय अरीय (radial) रूप से व्यवस्थित होते हैं।
यह अरीय विन्यास कोशिका भित्ति को अनुप्रस्थ दिशा में अधिक फैलने योग्य बनाता है,जिससे रक्षक कोशिकाएं बाहर की ओर मुड़ जाती हैं और रंध्र छिद्र खुल जाता है।
अतः,सेल्युलोज सूक्ष्म तंतुओं का अरीय विन्यास रंध्रों के खुलने की प्रक्रिया में मुख्य संरचनात्मक विशेषता है।

(D) $Glycocalyx$ जीवाणु कोशिका आवरण की सबसे बाहरी परत है।
यह पॉलीसैकराइड और कभी-कभी प्रोटीन से बनी होती है।
यह परत जीवाणु कोशिका को चिपचिपा गुण प्रदान करती है,जो सतहों से जुड़ने में मदद करती है और जीवाणु को मेजबान की प्रतिरक्षा प्रणाली से बचाती है।

(C) सल्फोनेशन एक इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है। इस अभिक्रिया की दर बेंजीन वलय के इलेक्ट्रॉन घनत्व पर निर्भर करती है।
जो समूह वलय को इलेक्ट्रॉन देते हैं (सक्रियकारी समूह),वे इलेक्ट्रॉन घनत्व बढ़ाते हैं और वलय को इलेक्ट्रोफिलिक हमले के लिए अधिक संवेदनशील बनाते हैं।
$1$. टोल्यूनि में $CH_3$ समूह एक इलेक्ट्रॉन-दाता समूह है ($+I$ और हाइपरकंजुगेशन प्रभाव),जो बेंजीन वलय को सक्रिय करता है।
$2$. क्लोरोबेंजीन में $Cl$ अपने मजबूत $-I$ प्रभाव के कारण वलय को निष्क्रिय करता है।
$3$. नाइट्रोबेंजीन में $NO_2$ अपने $-I$ और $-M$ प्रभावों के कारण एक अत्यधिक निष्क्रियकारी समूह है।
$4$. बेंजीन में कोई प्रतिस्थापी नहीं है।
इसलिए,दिए गए विकल्पों में से टोल्यूनि इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन के प्रति सबसे अधिक सक्रिय है।

(B) एन्ट्रापी किसी निकाय की यादृच्छिकता या अव्यवस्था का माप है। गैसीय अणुओं के लिए,अणु का आकार और जटिलता बढ़ने के साथ एन्ट्रापी बढ़ती है,क्योंकि घूर्णन और कंपन के लिए स्वतंत्रता की कोटि बढ़ जाती है।
दिए गए अणुओं की तुलना करने पर:
$H_2$ (द्वि-परमाणुक,छोटा)
$CH_4$ (बहु-परमाणुक,$5$ परमाणु)
$C_2H_2$ (बहु-परमाणुक,$4$ परमाणु)
$C_2H_6$ (बहु-परमाणुक,$8$ परमाणु)
चूंकि $C_2H_6$ में परमाणुओं की संख्या सबसे अधिक है और संरचना सबसे जटिल है,इसलिए इसकी एन्ट्रापी का मान सबसे अधिक है।
$298 \ K$ पर मानक मोलर एन्ट्रापी मान $(J \ K^{-1} \ mol^{-1})$ इस प्रकार हैं:

$C_2H_2$	$200.8$
$H_2$	$130.58$
$C_2H_6$	$229.5$
$CH_4$	$186.2$

(C) समूह $16$ के तत्वों के हाइड्राइड में बंध कोण केंद्रीय परमाणु की विद्युत ऋणात्मकता पर निर्भर करता है।
जैसे-जैसे हम समूह में नीचे जाते हैं,केंद्रीय परमाणु की विद्युत ऋणात्मकता कम होती जाती है,जिससे बंधित इलेक्ट्रॉन युग्म केंद्रीय परमाणु से दूर चले जाते हैं।
इसके परिणामस्वरूप बंधित इलेक्ट्रॉन युग्मों के बीच प्रतिकर्षण कम हो जाता है,जिससे बंध कोण छोटा हो जाता है।
इसलिए,$H_2O$ का बंध कोण $(104.5^\circ)$ $H_2S$ $(92.1^\circ)$,$H_2Se$ $(91^\circ)$ और $H_2Te$ $(90^\circ)$ की तुलना में सबसे बड़ा है।

(B) $1$. हाइड्रोकार्बन का मोलर द्रव्यमान ज्ञात करें:
दिया गया है $42 \, mg = 0.042 \, g$ में $3.01 \times 10^{20}$ अणु हैं।
मोल की संख्या $n = \frac{3.01 \times 10^{20}}{6.022 \times 10^{23}} \approx 5 \times 10^{-4} \, mol$.
मोलर द्रव्यमान $M = \frac{0.042 \, g}{5 \times 10^{-4} \, mol} = 84 \, g/mol$.
$2$. $C$ और $H$ के परमाणुओं की संख्या निर्धारित करें:
$C$ का द्रव्यमान $= 85.7 \% \text{ of } 84 = 72 \, g$.
$C$ परमाणुओं की संख्या $= \frac{72}{12} = 6$.
$H$ का द्रव्यमान $= 84 - 72 = 12 \, g$.
$H$ परमाणुओं की संख्या $= \frac{12}{1} = 12$.
$3$. निष्कर्ष:
आणविक सूत्र $C_6H_{12}$ है।

(D) $1$. बंध कोण का क्रम $CH_{4} > NH_{3} > H_{2}O > H_{2}S$ सही है।
$2$. $O_{2}$ प्रजातियों के लिए बंध कोटि का क्रम $O_{2}^{+} > O_{2} > O_{2}^{-} > O_{2}^{2-}$ सही है।
$3$. $H$-बंध की शक्ति का क्रम $HF > H_{2}O > NH_{3} > HCl$ सही है।
$4$. $CO_{2}$ में,$O=C=O$ संरचना $\overline{O}-C \equiv \stackrel{+}{O}$ से अधिक स्थिर है क्योंकि इसमें कोई औपचारिक आवेश नहीं है और यह अष्टक नियम का पालन करती है। अतः,विकल्प $D$ गलत है।

(B) पोटेशियम सुपरऑक्साइड $(KO_{2})$ कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_{2})$ के साथ अभिक्रिया करके पोटेशियम कार्बोनेट $(K_{2}CO_{3})$ और ऑक्सीजन गैस $(O_{2})$ उत्पन्न करता है।
संतुलित रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$2 KO_{2} + CO_{2} \rightarrow K_{2}CO_{3} + \frac{3}{2} O_{2}$
इस गुण के कारण,इसका उपयोग पनडुब्बियों और अंतरिक्ष यात्रा के लिए श्वसन उपकरणों में किया जाता है।

(C) मुख्य क्वांटम संख्या $n$ वाले कोश में कक्षकों की कुल संख्या $n^2$ सूत्र द्वारा दी जाती है।
$n = 4$ के लिए,कक्षकों की कुल संख्या $= 4^2 = 16$ है।

(A) ऊष्मागतिकी में,समतापी और उत्क्रमणीय स्थितियों के तहत गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन $( \Delta G )$ निकाय द्वारा किए गए अधिकतम गैर-विस्तार कार्य (या उपयोगी कार्य) के बराबर होता है। गणितीय रूप से,$ \Delta G = W_{\text{non-expansion}} $.

(C) $K_p$ और $K_c$ के बीच का संबंध इस प्रकार है: $K_p = K_c(RT)^{\Delta n_g}$.
अभिक्रिया $N_{2(g)} + 3H_{2(g)} \rightleftharpoons 2NH_{3(g)}$ के लिए,गैसीय मोलों में परिवर्तन $\Delta n_g = 2 - (1 + 3) = -2$ है।
दिया गया है $K_p = 5.8 \times 10^5$,$T = 298 \, K$,और $R = 0.08314 \, L \, bar \, K^{-1} \, mol^{-1}$.
$K_c$ ज्ञात करने के लिए सूत्र: $K_c = K_p(RT)^{-\Delta n_g} = K_p(RT)^2$.
मान रखने पर: $K_c = (5.8 \times 10^5) \times (0.08314 \times 298)^2$.
$K_c = (5.8 \times 10^5) \times (24.77572)^2$.
$K_c = (5.8 \times 10^5) \times 613.836$.
$K_c \approx 3.56 \times 10^8$.

(A) टेट्राक्लोरोएथीन $(Cl_{2}C=CCl_{2})$ का उपयोग पहले ड्राई क्लीनिंग के लिए विलायक के रूप में किया जाता था,लेकिन यह एक संभावित कैंसरकारी पदार्थ है और भूजल को प्रदूषित करता है।
द्रव $CO_{2}$ का उपयोग अब ड्राई क्लीनिंग के लिए पर्यावरण के अनुकूल विकल्प के रूप में किया जाता है,क्योंकि यह गैर-विषाक्त है और पर्यावरण को प्रदूषित नहीं करता है।

(D) $Le \ Chatelier$ के सिद्धांत के अनुसार,एक उत्प्रेरक अग्र और पश्च दोनों अभिक्रियाओं के लिए कम सक्रियण ऊर्जा के साथ एक वैकल्पिक मार्ग प्रदान करता है। यह दोनों अभिक्रियाओं की दर को समान रूप से बढ़ाता है,जिससे साम्यावस्था की स्थिति या साम्यावस्था स्थिरांक को बदले बिना साम्यावस्था तक तेजी से पहुँचा जा सकता है। इसलिए,उत्प्रेरक की उपस्थिति साम्यावस्था को प्रभावित नहीं करती है।

(A) $K_p$ और $K_c$ के बीच का संबंध $K_p = K_c(RT)^{\Delta n_{(g)}}$ द्वारा दिया जाता है।
इसलिए,$\frac{K_p}{K_c} = (RT)^{\Delta n_{(g)}}$।
अभिक्रिया $CO_{(g)} + Cl_{2(g)} \rightleftharpoons COCl_{2(g)}$ के लिए,गैसीय प्रजातियों के मोलों की संख्या में परिवर्तन $\Delta n_{(g)} = n_{p(g)} - n_{r(g)} = 1 - (1 + 1) = 1 - 2 = -1$ है।
इस मान को प्रतिस्थापित करने पर,हमें $\frac{K_p}{K_c} = (RT)^{-1} = \frac{1}{RT}$ प्राप्त होता है।

(B) यह निर्धारित करने के लिए कि क्या स्पीशीज समसंरचनात्मक हैं,हम उनके संकरण और ज्यामिति की जांच करते हैं:
$1$. $ICl_4^-$ ($sp^3d^2$,वर्ग समतलीय) और $XeF_4$ ($sp^3d^2$,वर्ग समतलीय) समसंरचनात्मक हैं।
$2$. $ClO_3^-$ ($sp^3$,पिरामिडीय) और $CO_3^{2-}$ ($sp^2$,त्रिकोणीय समतलीय) समसंरचनात्मक नहीं हैं।
$3$. $IBr_2^-$ ($sp^3d$,रेखीय) और $XeF_2$ ($sp^3d$,रेखीय) समसंरचनात्मक हैं।
$4$. $BrO_3^-$ ($sp^3$,पिरामिडीय) और $XeO_3$ ($sp^3$,पिरामिडीय) समसंरचनात्मक हैं।
अतः,$ClO_3^-$ और $CO_3^{2-}$ का युग्म समसंरचनात्मक नहीं है।

(C) एथेन अणु $(CH_3-CH_3)$ में,कार्बन-कार्बन बंध एक एकल सिग्मा $(\sigma)$ बंध होता है।
चूंकि सिग्मा $(\sigma)$ बंध कक्षकों के सीधे अतिव्यापन (head-on overlap) द्वारा बनता है,इसलिए इसमें अंतर-नाभिकीय अक्ष के साथ बेलनाकार सममिति होती है।
यह बेलनाकार सममिति कार्बन-कार्बन एकल बंध के चारों ओर मुक्त घूर्णन की अनुमति देती है,जिससे विभिन्न संरूपणीय समावयवी (conformational isomers) बनते हैं।

(D) भारी $p$-ब्लॉक तत्वों में समूह में नीचे जाने पर संयोजकता कोश के $ns^{2}$ इलेक्ट्रॉनों की आबंधन में भाग लेने में असमर्थता को अक्रिय युग्म प्रभाव (inert pair effect) कहा जाता है।
परिणामस्वरूप,$Pb(II)$,$Pb(IV)$ से अधिक स्थायी है,और $Sn(IV)$,$Sn(II)$ से अधिक स्थायी है।
चूंकि $Pb(IV)$ अस्थिर है,यह आसानी से $Pb(II)$ में अपचयित हो जाता है,जिससे $Pb(IV)$ एक प्रबल ऑक्सीकारक बन जाता है।
चूंकि $Sn(II)$ अस्थिर है,यह आसानी से $Sn(IV)$ में ऑक्सीकृत हो जाता है,जिससे $Sn(II)$ एक प्रबल अपचायक बन जाता है।

(D) $Schottky$ दोष में,आयन जालक छोड़ देते हैं,इसलिए घनत्व कम हो जाता है। यह एक सही कथन है।
$FeO_{0.98}$ धातु न्यूनता दोष दर्शाता है क्योंकि $Fe$ और $O$ का अनुपात $1:1$ से कम है। यह एक सही कथन है।
$NaCl_{(s)}$ एक कुचालक है,$Si$ एक अर्धचालक है,$Ag$ एक सुचालक है,और क्वार्ट्ज एक पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल है। यह एक सही कथन है।
फ्रेंकेल दोष उन आयनिक यौगिकों में होता है जहाँ धनायन और ऋणायन के आकार में बड़ा अंतर होता है (धनायन ऋणायन से बहुत छोटा होता है)। इसलिए,यह कथन कि यह तब अनुकूल होता है जब आकार लगभग समान होते हैं,गलत है।

(C) मोलल अवनमन स्थिरांक,जिसे क्रायोस्कोपिक स्थिरांक $(K_f)$ के रूप में भी जाना जाता है,विलायक का एक विशिष्ट गुण है।
यह केवल विलायक की प्रकृति पर निर्भर करता है और विलेय की सांद्रता या विलयन की मोललता से स्वतंत्र होता है।
इसलिए,यदि तनु विलयन की मोललता को दोगुना कर दिया जाए,तो $(K_f)$ का मान अपरिवर्तित रहेगा।

(A) मोलरता को प्रति लीटर विलयन में घुले हुए विलेय के मोलों की संख्या के रूप में परिभाषित किया जाता है $(M = \frac{n}{V(L)})$।
चूंकि तापमान में परिवर्तन के साथ विलयन का आयतन बदलता है,इसलिए मोलरता तापमान पर निर्भर करती है।
इसके विपरीत,मोल अंश,भार प्रतिशत और मोललता द्रव्यमान पर आधारित होते हैं,जो तापमान परिवर्तन के साथ नहीं बदलते हैं।

(B) डेनियल सेल के लिए सेल अभिक्रिया $Zn(s) + Cu^{2+}(aq) \longrightarrow Zn^{2+}(aq) + Cu(s)$ है।
नेर्न्स्ट समीकरण $E = E^{\circ} - \frac{0.059}{n} \log \frac{[Zn^{2+}]}{[Cu^{2+}]}$ का उपयोग करते हुए,जहाँ $n = 2$ है।
$E_1$ के लिए: $[Zn^{2+}] = 0.01 \, M$ और $[Cu^{2+}] = 1.0 \, M.$
$E_1 = E^{\circ} - \frac{0.059}{2} \log \frac{0.01}{1} = E^{\circ} - \frac{0.059}{2} \log(10^{-2}) = E^{\circ} + 0.059.$
$E_2$ के लिए: $[Zn^{2+}] = 1.0 \, M$ और $[Cu^{2+}] = 0.01 \, M.$
$E_2 = E^{\circ} - \frac{0.059}{2} \log \frac{1}{0.01} = E^{\circ} - \frac{0.059}{2} \log(10^{2}) = E^{\circ} - 0.059.$
दोनों की तुलना करने पर,$E_1 = E^{\circ} + 0.059$ और $E_2 = E^{\circ} - 0.059.$
अतः,$E_1 > E_2$.

(C) अभिक्रिया का वेग मंद चरण $(ii)$ द्वारा निर्धारित होता है:
$r = k[X][Y_2]$ $---$ $(1)$
तीव्र साम्य चरण $(i)$ से:
$K_{eq} = \frac{[X]^2}{[X_2]}$
$[X]^2 = K_{eq}[X_2]$
$[X] = K_{eq}^{1/2}[X_2]^{1/2}$ $---$ $(2)$
समीकरण $(2)$ को समीकरण $(1)$ में प्रतिस्थापित करने पर:
$r = k \cdot K_{eq}^{1/2}[X_2]^{1/2}[Y_2]^1$
$r = k'[X_2]^{1/2}[Y_2]^1$
अभिक्रिया की कुल कोटि वेग नियम में सांद्रता पदों के घातांकों का योग है:
कोटि $= 0.5 + 1 = 1.5$

(A) प्रथम कोटि की अभिक्रिया के लिए,समाकलित वेग समीकरण है:
$t = \frac{2.303}{k} \log \frac{[A]_0}{[A]_t}$
दिया गया है:
$k = 10^{-2} \ sec^{-1}$
$[A]_0 = 20 \ g$
$[A]_t = 5 \ g$
मान रखने पर:
$t = \frac{2.303}{10^{-2}} \log \frac{20}{5}$
$t = 230.3 \times \log(4)$
$t = 230.3 \times 0.6021$
$t \approx 138.6 \ sec$

(A) एक उत्प्रेरक अग्र और पश्च दोनों अभिक्रियाओं की सक्रियण ऊर्जा को समान मात्रा में कम कर देता है।
इसलिए,यह अग्र और पश्च दोनों अभिक्रियाओं को समान दर से तेज करता है।
परिणामस्वरूप,दिए गए तापमान पर साम्य स्थिरांक $(K_{eq})$ उत्प्रेरक की उपस्थिति से प्रभावित नहीं होता है।
अतः,यह कथन कि साम्य स्थिरांक बदल जाता है,गलत है।

(C) चांदी और सोने के निष्कर्षण में साइनाइड प्रक्रिया (मैकआर्थर-फॉरेस्ट प्रक्रिया) शामिल है।
सबसे पहले,अयस्क को हवा $(O_2)$ की उपस्थिति में $NaCN$ के साथ लीच किया जाता है ताकि एक घुलनशील संकुल बन सके:
$Ag_{2}S + 4 NaCN \xrightarrow{O_{2}} 2 Na[Ag(CN)_{2}] + Na_{2}SO_{4}$
फिर,जिंक $(Zn)$ जैसी अधिक इलेक्ट्रोपॉजिटिव धातु का उपयोग करके विस्थापन द्वारा घोल से चांदी को पुनः प्राप्त किया जाता है:
$2 Na[Ag(CN)_{2}] + Zn \longrightarrow Na_{2}[Zn(CN)_{4}] + 2Ag(\downarrow)$
इस प्रकार,चांदी को $Zn$ के साथ विस्थापन द्वारा पुनः प्राप्त किया जाता है।

(A) $A-iii$: $XX'$ रैखिक ज्यामिति रखता है क्योंकि इसमें केवल दो परमाणु उपस्थित होते हैं।
$B-i$: $XX'_3$ $T$-आकार की ज्यामिति रखता है क्योंकि इसमें $3$ बंध युग्म और $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म उपस्थित होते हैं। इलेक्ट्रॉन युग्म की ज्यामिति ट्राइगोनल बाइपिरामिडल होती है।
$C-iv$: $XX'_5$ स्क्वायर-पिरामिडल ज्यामिति रखता है क्योंकि इसमें $5$ बंध युग्म और $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म उपस्थित होते हैं। इलेक्ट्रॉन युग्म की ज्यामिति अष्टफलकीय होती है।
$D-ii$: $XX'_7$ पेंटागोनल बाइपिरामिडल ज्यामिति रखता है क्योंकि इसमें $7$ बंध युग्म और $0$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म उपस्थित होते हैं।

(A) टेट्राथायोनेट आयन $(S_4O_6^{2-})$ में $S-S-S-S$ श्रृंखला होती है,इसलिए इसमें $S-S$ बंध होते हैं।
थायोसल्फेट आयन $(S_2O_3^{2-})$ में एक सल्फर परमाणु दूसरे सल्फर परमाणु से द्वि-बंध ($S=S$ बंध) द्वारा जुड़ा होता है,इसलिए इसमें $S-S$ बंध होता है।
डाइसल्फेट आयन $(S_2O_7^{2-})$ में $S-O-S$ लिंकेज होती है और इसमें $S-S$ बंध नहीं होता है।
पेरोक्सोडाइसल्फेट आयन $(S_2O_8^{2-})$ में $S-O-O-S$ लिंकेज होती है और इसमें $S-S$ बंध नहीं होता है।
अतः,$S_4O_6^{2-}$ और $S_2O_3^{2-}$ दोनों में $S-S$ बंध उपस्थित होते हैं।

(A) सल्फर डाइऑक्साइड $(SO_2)$ एक प्रबल अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करता है।
जब $SO_2$ गैस को पोटेशियम परमैंगनेट $(KMnO_4)$ के अम्लीकृत विलयन से गुजारा जाता है,तो यह बैंगनी रंग के $Mn^{7+}$ आयन को रंगहीन $Mn^{2+}$ आयन में अपचयित कर देता है।
संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$2KMnO_4 + 5SO_2 + 2H_2O \rightarrow K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 2H_2SO_4$
चूंकि $MnSO_4$ एक रंगहीन विलयन है,इसलिए $KMnO_4$ का बैंगनी रंग गायब हो जाता है।

(B) एक्टिनॉइड्स लैंथेनॉइड्स की तुलना में ऑक्सीकरण अवस्थाओं की एक बड़ी श्रृंखला प्रदर्शित करते हैं क्योंकि $5f$,$6d$ और $7s$ ऊर्जा स्तर ऊर्जा में बहुत करीब होते हैं।
यह छोटा ऊर्जा अंतराल इन उपकोशों के इलेक्ट्रॉनों को बंधन में भाग लेने की अनुमति देता है,जिससे उत्तेजना आसान हो जाती है।

(A) ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक,जिसे $RMgX$ के रूप में दर्शाया जाता है,में एल्काइल समूह के कार्बन परमाणु और मैग्नीशियम धातु परमाणु के बीच एक सीधा $\sigma$-आबंध होता है।
इसलिए,इसे एक $\sigma$-आबंधित ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
इसके विपरीत,फेरोसीन,कोबाल्टोसीन और रुथेनोसीन $\pi$-आबंधित ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिकों (मेटालोसीन) के उदाहरण हैं।

(B) समन्वय संकुलों की अतिरिक्त $AgNO_3$ के साथ अभिक्रिया समन्वय क्षेत्र के बाहर मौजूद क्लोराइड आयनों (आयनन योग्य क्लोराइड) को अवक्षेपित करती है।
$1$. $[Co(NH_3)_6]Cl_3$ में $3$ आयननीय $Cl^-$ आयन होते हैं,जो $3 \ mol \ AgCl$ देते हैं।
$2$. $[Co(NH_3)_5Cl]Cl_2$ में $2$ आयननीय $Cl^-$ आयन होते हैं,जो $2 \ mol \ AgCl$ देते हैं।
$3$. $[Co(NH_3)_4Cl_2]Cl$ में $1$ आयननीय $Cl^-$ आयन होता है,जो $1 \ mol \ AgCl$ देता है।
अतः,सही क्रम $3 \ AgCl, 2 \ AgCl, 1 \ AgCl$ है।

(B) अवशोषित प्रकाश की ऊर्जा $(\Delta_o)$ अवशोषण की तरंगदैर्ध्य $(\lambda)$ के व्युत्क्रमानुपाती होती है: $\Delta_o \propto \frac{1}{\lambda}$.
प्रबल लिगेंड अधिक क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन $(\Delta_o)$ उत्पन्न करते हैं,जो उच्च ऊर्जा और कम तरंगदैर्ध्य के अनुरूप होता है।
दिए गए लिगेंडों के लिए स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रेणी है: $H_2O < NH_3 < en$.
जैसे-जैसे लिगेंड की प्रबलता बढ़ती है,विपाटन ऊर्जा $(\Delta_o)$ बढ़ती है,और इसलिए अवशोषित तरंगदैर्ध्य $(\lambda)$ घटती है।
अतः,तरंगदैर्ध्य का बढ़ता क्रम है: $[Co(H_2O)_6]^{3+} < [Co(NH_3)_6]^{3+} < [Co(en)_3]^{3+}$.

(B) $1$. $[Mn(CN)_6]^{3-}$ में $Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था: $x + 6(-1) = -3 \implies x = +3$ है।
$2$. $Mn$ $(Z=25)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^5 4s^2$ है। अतः,$Mn^{3+}$ का विन्यास $[Ar] 3d^4$ है।
$3$. $CN^-$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड $(SFL)$ है,जो $3d$ कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का युग्मन करता है।
$4$. युग्मन के बाद,संकरण के लिए दो $3d$,एक $4s$ और तीन $4p$ कक्षक उपलब्ध होते हैं,जिससे $d^2sp^3$ संकरण प्राप्त होता है।
$5$. समन्वय संख्या $6$ होने के कारण,ज्यामिति अष्टफलकीय है।

(A) $3\text{-bromoanisole}$ की $NaNH_2$ के साथ अभिक्रिया एक बेन्जाइन मध्यवर्ती के माध्यम से होती है।
$1$. प्रबल क्षार $NH_2^-$,$Br$ परमाणु के सापेक्ष ऑर्थो-हाइड्रोजन को हटाता है,जिससे $Br^-$ का निष्कासन होता है और बेन्जाइन मध्यवर्ती बनता है।
$2$. न्यूक्लियोफाइल $NH_2^-$ बेन्जाइन मध्यवर्ती पर दो अलग-अलग स्थितियों पर हमला कर सकता है।
$3$. मेटा-स्थिति पर हमला करने से अधिक स्थिर कार्बोनियन मध्यवर्ती बनता है क्योंकि ऋण आवेश इलेक्ट्रॉन-आकर्षक $OCH_3$ समूह के करीब होता है।
$4$. इस मध्यवर्ती के प्रोटोनेशन से मुख्य उत्पाद के रूप में $3\text{-aminoanisole}$ प्राप्त होता है।
$5$. चूंकि आने वाला न्यूक्लियोफाइल उसी कार्बन परमाणु पर जुड़ता है जहाँ लीविंग ग्रुप मौजूद था,इसलिए यह साइन सब्स्टीट्यूशन अभिक्रिया नहीं है; यह एक एलिमिनेशन-एडिशन अभिक्रिया है।

(B) जब फेनिल मिथाइल ईथर $(Ph-O-CH_3)$ को $HI$ के साथ गर्म किया जाता है,तो अभिक्रिया ईथर के ऑक्सीजन के प्रोटोनेशन के माध्यम से आगे बढ़ती है,जिसके बाद $S_N2$ तंत्र द्वारा कम त्रिविम बाधा वाले मिथाइल समूह पर आयोडाइड आयन $(I^-)$ का नाभिकरागी आक्रमण होता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$Ph-O-CH_3 + HI \rightarrow Ph-OH + CH_3I$
प्राप्त उत्पाद फिनोल $(Ph-OH)$ और मिथाइल आयोडाइड $(CH_3I)$ हैं। दिए गए विकल्पों में से,फिनोल सही उत्पाद है।

(C) फिनोल की अम्लता प्रोटॉन खोने के बाद बनने वाले फिनोक्साइड आयन के स्थायित्व पर निर्भर करती है। इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह ($-I$ और $-M$ प्रभाव) फिनोक्साइड आयन को स्थिर करके अम्लता बढ़ाते हैं,जबकि इलेक्ट्रॉन-दाता समूह (जैसे $-CH_3$) अम्लता को कम करते हैं।
$1$. $2,4,6$-ट्राइनाइट्रोफिनोल में तीन $-NO_2$ समूह होते हैं,जो मजबूत $-I$ और $-M$ प्रभाव डालते हैं,जिससे यह सबसे अधिक अम्लीय हो जाता है।
$2$. $p$-नाइट्रोफिनोल में एक $-NO_2$ समूह होता है,जो पिक्रिक एसिड से कम अम्लीय है।
$3$. फिनोल में कोई प्रतिस्थापी नहीं होता है।
$4$. $p$-क्रेसोल में $-CH_3$ समूह होता है,जो इलेक्ट्रॉन-दाता ($+I$ और हाइपरकंजुगेशन) है,जिससे यह सबसे कम अम्लीय होता है।
इसलिए,अम्लता का क्रम है: $2,4,6$-ट्राइनाइट्रोफिनोल > $p$-नाइट्रोफिनोल > फिनोल > $p$-क्रेसोल।

(B) $X, C_2H_6O$ है। चूंकि यह $573 \ K$ पर $Cu$ के साथ अभिक्रिया करके $A$ देता है,और $A$ सिल्वर मिरर परीक्षण देता है,इसलिए $X$ एक प्राथमिक अल्कोहल होना चाहिए और $A$ एक एल्डिहाइड होना चाहिए।
$X = CH_3CH_2OH$ (एथेनॉल)।
$A = CH_3CHO$ (एथेनल)।
$2CH_3CHO \xrightarrow{^-OH, \Delta} CH_3CH=CHCHO$ ($Y$,ब्यूट$-2-$इनल) एल्डोल संघनन के माध्यम से।
$CH_3CHO + NH_2NHCONH_2 \rightarrow CH_3CH=NNHCONH_2$ ($Z$,सेमीकार्बेजोन)।
अतः,$A = \text{एथेनल}, X = \text{एथेनॉल}, Y = \text{ब्यूट-2-इनल}, Z = \text{सेमीकार्बेजोन}$।

(A) साइक्लोहेक्सानोन क्षार $(OH^-)$ की उपस्थिति में स्वयं-एल्डोल संघनन से गुजरकर एक $\beta$-हाइड्रॉक्सी कीटोन मध्यवर्ती बनाता है। गर्म करने पर $(\Delta)$,यह मध्यवर्ती निर्जलीकरण $(\text{dehydration})$ से गुजरता है और एक $\alpha,\beta$-असंतृप्त कीटोन बनाता है। अंतिम उत्पाद $2$-साइक्लोहेक्सिलिडीनसाइक्लोहेक्सानोन है।

(C) एरोमैटिक एमाइन की क्षारीय सामर्थ्य नाइट्रोजन परमाणु पर इलेक्ट्रॉन घनत्व पर निर्भर करती है।
इलेक्ट्रॉन-दाता समूह (जैसे $-CH_3$) नाइट्रोजन परमाणु पर इलेक्ट्रॉन घनत्व बढ़ाते हैं,जिससे क्षारीय सामर्थ्य बढ़ती है।
इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह (जैसे $-NO_2$) नाइट्रोजन परमाणु पर इलेक्ट्रॉन घनत्व घटाते हैं,जिससे क्षारीय सामर्थ्य घटती है।
दिए गए यौगिकों में:
$(I)$ एनिलीन है।
$(II)$ $p$-नाइट्रोएनिलीन है,जिसमें $-NO_2$ एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है,जो इसे सबसे कम क्षारीय बनाता है।
$(III)$ $p$-टोलुइडीन है,जिसमें $-CH_3$ एक इलेक्ट्रॉन-दाता समूह है,जो इसे सबसे अधिक क्षारीय बनाता है।
अतः,क्षारीय सामर्थ्य का बढ़ता क्रम $II < I < III$ है।

(A) एसिटामाइड $(CH_3CONH_2)$ का मेथेनामाइन $(CH_3NH_2)$ में रूपांतरण में कार्बोनिल समूह को हटाना शामिल है,जो हॉफमैन ब्रोमामाइड निम्नीकरण अभिक्रिया की विशेषता है।
रासायनिक समीकरण है:
$CH_3CONH_2 + Br_2 + 4KOH \rightarrow CH_3NH_2 + K_2CO_3 + 2KBr + 2H_2O$
इस अभिक्रिया को हॉफमैन हाइपोब्रोमामाइड अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।

(C) विकृतीकरण एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें भौतिक या रासायनिक परिवर्तनों,जैसे $pH$ या तापमान में परिवर्तन के कारण प्रोटीन की द्वितीयक और तृतीयक संरचनाएं नष्ट हो जाती हैं। इस प्रक्रिया के दौरान,ग्लोब्यूल्स खुल जाते हैं और हेलिक्स अनकॉइल हो जाते हैं,जिससे प्रोटीन अपनी जैविक सक्रियता खो देता है। इसलिए,यह कथन कि विकृतीकरण प्रोटीन को अधिक सक्रिय बनाता है,गलत है।

(A) क्लोरोज़ाइलेनॉल और टर्पिनियोल का मिश्रण सामान्यतः $Dettol$ के रूप में जाना जाता है,जो एक एंटीसेप्टिक के रूप में कार्य करता है।

(B) उपसहसंयोजन यौगिकों में,इलेक्ट्रॉन वितरण क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा $(\Delta_{0})$ और युग्मन ऊर्जा $(P)$ के बीच प्रतिस्पर्धा द्वारा निर्धारित किया जाता है।
यदि $\Delta_{0} > P$ है,तो इलेक्ट्रॉनों को युग्मित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा,इलेक्ट्रॉन को उच्च ऊर्जा वाले $e_{g}$ कक्षकों में भेजने के लिए आवश्यक ऊर्जा से कम होती है। यह निम्न चक्रण (low spin) संकुलों के निर्माण की ओर ले जाता है।
यदि $\Delta_{0} < P$ है,तो इलेक्ट्रॉनों को युग्मित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा,इलेक्ट्रॉन को उच्च ऊर्जा वाले $e_{g}$ कक्षकों में भेजने के लिए आवश्यक ऊर्जा से अधिक होती है। यह उच्च चक्रण (high spin) संकुलों के निर्माण की ओर ले जाता है।
इसलिए,उच्च चक्रण संकुलों के निर्माण के लिए अनुकूल स्थिति $\Delta_{0} < P$ है।

(B) माना $A$ टोल्यूनि है और $B$ बेंजीन है।
दिया गया है: $X_{A} = 0.50$,$X_{B} = 1 - 0.50 = 0.50$.
$P_{A}^{0} = 37.0 \ torr$,$P_{B}^{0} = 119 \ torr$.
कुल वाष्प दाब $P_{total} = P_{A}^{0} X_{A} + P_{B}^{0} X_{B} = (37.0 \times 0.50) + (119 \times 0.50) = 18.5 + 59.5 = 78.0 \ torr$.
डाल्टन के नियम के अनुसार,वाष्प अवस्था में टोल्यूनि का मोल अंश $(y_{A})$ $y_{A} = \frac{P_{A}}{P_{total}}$ द्वारा दिया जाता है।
$P_{A} = P_{A}^{0} X_{A} = 37.0 \times 0.50 = 18.5 \ torr$.
$y_{A} = \frac{18.5}{78.0} \approx 0.237$.

(C) बेंजीन डायज़ोनियम क्लोराइड $(ArN_2Cl)$ की हाइड्रोक्लोरिक एसिड $(HCl)$ की उपस्थिति में कॉपर पाउडर $(Cu)$ के साथ अभिक्रिया द्वारा एराइल क्लोराइड $(ArCl)$ बनने की प्रक्रिया को गाटरमैन अभिक्रिया कहा जाता है।
नोट: यदि $Cu / HCl$ के स्थान पर $Cu_2Cl_2 / HCl$ का उपयोग किया जाता,तो यह सैंडमेयर अभिक्रिया होती।

(C) $[Cu(NH_3)_4]^{2+}$ में,$Cu^{2+}$ आयन $dsp^2$ संकरण से गुजरता है,जिसके परिणामस्वरूप वर्ग समतलीय (square planar) ज्यामिति प्राप्त होती है।
इसके विपरीत,$NH_4^+$,$BF_4^-$,और $[NiCl_4]^{2-}$ आयन सभी $sp^3$ संकरण प्रदर्शित करते हैं,जो चतुष्फलकीय ज्यामिति के अनुरूप है।

(B) जब फिनोल का क्रोमिक एसिड $(H_2CrO_4)$ के साथ ऑक्सीकरण किया जाता है,तो यह ऑक्सीकृत होकर $p$-बेंजोक्विनोन बनाता है।
$p$-बेंजोक्विनोन एक चक्रीय संयुग्मित डाइकीटोन है।
अतः,उत्पाद का सही विवरण एक संयुग्मित डाइकीटोन है।

(C) यह अभिक्रिया दो चरणों में होती है:
$1$. पहले चरण में $Br_2/NaOH$ का उपयोग किया जाता है,जो हॉफमैन ब्रोमामाइड निम्नीकरण अभिक्रिया के लिए आवश्यक है। यह अभिक्रिया एमाइड समूह $(-CONH_2)$ को प्राथमिक एमीन समूह $(-NH_2)$ में परिवर्तित कर देती है।
$2$. प्रारंभिक पदार्थ मिथाइल $2-(\text{कार्बामॉयलमिथाइल})\text{बेंजोएट}$ है। $-CONH_2$ समूह $-CH_2NH_2$ में बदल जाता है।
$3$. मध्यवर्ती उत्पाद मिथाइल $2-(\text{एमीनोमिथाइल})\text{बेंजोएट}$ बनता है।
$4$. दूसरे चरण में,गर्म करने $(\Delta)$ पर अंतःआणविक चक्रीकरण (न्यूक्लियोफिलिक एसाइल प्रतिस्थापन) होता है जहाँ $-NH_2$ समूह एस्टर कार्बोनिल समूह $(-COOCH_3)$ पर आक्रमण करता है,जिसके परिणामस्वरूप मेथनॉल का एक अणु $(-CH_3OH)$ बाहर निकल जाता है और एक चक्रीय एमाइड (लैक्टम) बनता है।
$5$. अंतिम उत्पाद $(P)$ $\text{आइसोइंडोलिन}-1-\text{ओन}$ है।

(A) सामान्य अभिक्रिया $XA + YB \rightarrow ZC$ के लिए,अभिक्रिया की दर इस प्रकार है:
दर $= -\frac{1}{X} \frac{d[A]}{dt} = -\frac{1}{Y} \frac{d[B]}{dt} = \frac{1}{Z} \frac{d[C]}{dt}$
दिया गया है कि $\frac{-d[A]}{dt} = \frac{-d[B]}{dt} = \frac{d[C]}{dt}$,इसलिए:
$\frac{1}{X} = \frac{1}{Y} = \frac{1}{Z}$
इसका अर्थ है कि $X = Y = Z$।

(A) दी गई अभिक्रिया एक न्यूक्लियोफिलिक एसाइल प्रतिस्थापन अभिक्रिया है। इस अभिक्रिया की दर $Z^-$ की लिविंग ग्रुप (leaving group) क्षमता पर निर्भर करती है। एक बेहतर लिविंग ग्रुप अभिक्रिया को तेज बनाता है। लिविंग ग्रुप की क्षमता उसकी क्षारीयता (basicity) के व्युत्क्रमानुपाती होती है। दिए गए विकल्पों में से,$Cl^-$ सबसे दुर्बल क्षार है और इसलिए सबसे अच्छा लिविंग ग्रुप है। अतः,जब $Z = Cl$ होता है तो अभिक्रिया सबसे तेज होती है।

(C) मान लीजिए कि $CCP$ जालक में ऑक्साइड आयनों $(O^{2-})$ की संख्या $N = 4$ है।
अष्टफलकीय रिक्तियों $(OV)$ की संख्या = $N = 4$ है।
चतुष्फलकीय रिक्तियों $(TV)$ की संख्या = $2N = 8$ है।
दिया गया है कि $Mg^{2+}$ आयन चतुष्फलकीय रिक्तियों के $\frac{1}{8}$ भाग को घेरते हैं:
$Mg^{2+}$ की संख्या = $\frac{1}{8} \times 8 = 1$ है।
दिया गया है कि $Al^{3+}$ आयन अष्टफलकीय रिक्तियों के $\frac{1}{2}$ भाग को घेरते हैं:
$Al^{3+}$ की संख्या = $\frac{1}{2} \times 4 = 2$ है।
अतः,$Mg : Al : O$ का अनुपात $1 : 2 : 4$ है।
यौगिक का सूत्र $MgAl_2O_4$ है।

(C) अल्कोहल की सांद्र $HCl$ और निर्जल $ZnCl_{2}$ के साथ अभिक्रिया को ल्यूकास परीक्षण के रूप में जाना जाता है।
यह अभिक्रिया $S_{N}1$ क्रियाविधि द्वारा होती है,जिसमें दर-निर्धारक चरण कार्बोकेशन का निर्माण है।
इसलिए,अल्कोहलों की अभिक्रियाशीलता का क्रम $3^{\circ} > 2^{\circ} > 1^{\circ}$ होता है।
दिए गए विकल्पों में से:
$A$. ब्यूटेन$-1-$ऑल एक $1^{\circ}$ अल्कोहल है।
$B$. ब्यूटेन$-2-$ऑल एक $2^{\circ}$ अल्कोहल है।
$C$. $2-$मिथाइलप्रोपेन$-2-$ऑल एक $3^{\circ}$ अल्कोहल है।
$D$. $2-$मिथाइलप्रोपेन$-1-$ऑल एक $1^{\circ}$ अल्कोहल है।
चूंकि $3^{\circ}$ अल्कोहल सबसे स्थिर कार्बोकेशन बनाते हैं,इसलिए $2-$मिथाइलप्रोपेन$-2-$ऑल सबसे तेजी से अभिक्रिया करेगा।

(C) $Co$ का परमाणु क्रमांक $27$ है। $Co^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^7$ है।
चूंकि $H_2O$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,यह $3d$ कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का युग्मन नहीं करता है।
इस प्रकार,$3d$ कक्षकों में $3$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।
संकरण में छह लिगेंडों को समायोजित करने के लिए एक $4s$,तीन $4p$ और दो $4d$ कक्षकों का उपयोग होता है।
अतः,संकरण $sp^3d^2$ है।

(B) केंद्रीय धातु आयन $Mn^{2+}$ है।
$Mn$ का परमाणु क्रमांक $25$ है, इसलिए $Mn^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^5$ है।
चतुष्फलकीय संकुल $[MnBr_4]^{2-}$ में, $Br^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है, इसलिए इलेक्ट्रॉन अयुग्मित रहते हैं।
अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या $(n)$ = $5$ है।
स्पिन-ओनली चुंबकीय आघूर्ण $(\mu)$ की गणना सूत्र $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ का उपयोग करके की जाती है।
$\mu = \sqrt{5(5+2)} = \sqrt{35} \approx 5.92 \ BM$.

(B) हार्डी-शुल्ज़ नियम के अनुसार,आयन पर आवेश का परिमाण बढ़ने के साथ उसकी ऊर्णन शक्ति बढ़ती है।
धनात्मक सोल के लिए,स्कंदन करने वाले आयन ऋणात्मक होने चाहिए।
धनात्मक सोल के लिए ऊर्णन शक्ति का सही क्रम $[Fe(CN)_{6}]^{4-} > PO_{4}^{3-} > SO_{4}^{2-} > Cl^{-}$ है।
अतः,विकल्प $B$ में दिया गया कथन गलत है क्योंकि यह विपरीत क्रम दर्शाता है।

(A) $Aspartame$ एक कृत्रिम मिठास है जो खाना पकाने के तापमान पर अस्थिर है। यह गर्म करने पर विघटित हो जाता है,जिसके कारण इसका उपयोग केवल ठंडे खाद्य पदार्थों और शीतल पेय तक ही सीमित है।

(D) $1$. हैलोजन के बीच,बंध वियोजन एन्थैल्पी का क्रम $Cl_{2} > Br_{2} > F_{2} > I_{2}$ है। अतः,$Cl_{2}$ की बंध वियोजन एन्थैल्पी उच्चतम है।
$2$. हाइड्रोजन हैलाइड के बीच,बंध लंबाई में वृद्धि के कारण समूह में नीचे जाने पर बंध वियोजन एन्थैल्पी घटती है: $HF > HCl > HBr > HI$। अतः,$HI$ की बंध वियोजन एन्थैल्पी न्यूनतम है।
$3$. इसलिए,सही युग्म $(Cl_{2}, HI)$ है।

(A) सही मिलान इस प्रकार है:
$(a)$ नायलॉन-$6$,$(v)$ कैप्रोलैक्टम से बनता है।
$(b)$ डेक्रॉन,$(i)$ एथिलीन ग्लाइकॉल और टेरेफ्थैलिक एसिड से बनता है।
$(c)$ ग्लिप्टल,$(iii)$ एथिलीन ग्लाइकॉल और थैलिक एसिड से बनता है।
$(d)$ नोवोलैक,$(iv)$ फिनोल और फॉर्मेल्डिहाइड से बनता है।
अतः,सही क्रम $(a)-(v), (b)-(i), (c)-(iii), (d)-(iv)$ है।

(A) $Ce$ $(Z=58)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Xe] 4f^1 5d^1 6s^2$ है।
चार इलेक्ट्रॉनों को खोकर,$Ce$ ज़ेनॉन $([Xe])$ का स्थिर उत्कृष्ट गैस विन्यास प्राप्त करता है,जिसके परिणामस्वरूप $+4$ ऑक्सीकरण अवस्था प्राप्त होती है।
इसलिए,$Ce^{4+}$ एक स्थिर आयन है।

(B) $1$. पहला चरण गैटरमैन-कोच अभिक्रिया है जहाँ बेंजीन निर्जलीय $AlCl_3/CuCl$ की उपस्थिति में $CO$ और $HCl$ के साथ अभिक्रिया करके $A$ बनाता है,जो बेंजाल्डिहाइड $(C_6H_5CHO)$ है।
$2$. दूसरा चरण बेंजाल्डिहाइड $(A)$ और एक कीटोन $(B)$ के बीच क्षार $(OH^-)$ की उपस्थिति में क्लेसन-श्मिट संघनन अभिक्रिया है,जिससे चालकोन $(C_6H_5-CH=CH-CO-C_6H_5)$ प्राप्त होता है।
$3$. चालकोन के निर्माण के लिए,कीटोन $B$ को एसिटोफिनोन $(C_6H_5COCH_3)$ होना चाहिए।
$4$. अतः,पदार्थ $B$ एसिटोफिनोन है।

(B) यह निर्धारित करने के लिए कि कोई संकुल प्रतिचुंबकीय है या नहीं,हम केंद्रीय धातु आयन में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति की जांच करते हैं।
$A$. $[Ti(en)_{2}(NH_{3})_{2}]^{4+}$ में,$Ti$ $+4$ ऑक्सीकरण अवस्था में है ($d^0$ विन्यास)। इसमें कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं है,इसलिए यह प्रतिचुंबकीय है।
$B$. $[Cr(NH_{3})_{6}]^{3+}$ में,$Cr$ $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में है ($d^3$ विन्यास)। $d$-कक्षकों में $3$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन $(t_{2g}^3)$ होते हैं,जो इसे अनुचुंबकीय (paramagnetic) बनाता है।
$C$. $[Zn(NH_{3})_{6}]^{2+}$ में,$Zn$ $+2$ ऑक्सीकरण अवस्था में है ($d^{10}$ विन्यास)। इसमें कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं है,इसलिए यह प्रतिचुंबकीय है।
$D$. $[Sc(H_{2}O)_{3}(NH_{3})_{3}]^{3+}$ में,$Sc$ $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में है ($d^0$ विन्यास)। इसमें कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं है,इसलिए यह प्रतिचुंबकीय है।
अतः,$[Cr(NH_{3})_{6}]^{3+}$ प्रतिचुंबकीय नहीं है।

(C) फ्लोरीन $(F_2)$ अपनी उच्च विद्युत ऋणात्मकता और उच्च मानक अपचयन विभव के कारण हैलोजन में सबसे प्रबल ऑक्सीकारक है। यह पानी के साथ तेजी से अभिक्रिया करके इसे ऑक्सीजन $(O_2)$ में ऑक्सीकृत कर देता है,जिसकी अभिक्रिया इस प्रकार है:
$2F_2(g) + 2H_2O(l) \rightarrow 4HF(aq) + O_2(g)$

(B) कोलरॉश के आयनों के स्वतंत्र अभिगमन के नियम के अनुसार,$AgCl$ के लिए अनंत तनुता पर मोलर चालकता की गणना इस प्रकार की जा सकती है:
$\Lambda_{m}^{\infty}(AgCl) = \Lambda_{m}^{\infty}(Ag^{+}) + \Lambda_{m}^{\infty}(Cl^{-})$
दिए गए मानों का उपयोग करते हुए:
$\Lambda_{m}^{\infty}(AgCl) = \Lambda_{m}^{\infty}(AgNO_{3}) + \Lambda_{m}^{\infty}(KCl) - \Lambda_{m}^{\infty}(KNO_{3})$
मान रखने पर:
$= 133.4 + 149.9 - 144.9$
$= 283.3 - 144.9$
$= 138.4 \, S \, cm^{2} \, mol^{-1}$
निकटतम पूर्णांक में,मान $138 \, S \, cm^{2} \, mol^{-1}$ है।

(C) माना कि दर नियम $Rate = k[Cl_2]^x[NO]^y$ है।
यह दिया गया है कि $[Cl_2]$ को दोगुना करने पर दर $2$ गुना बढ़ जाती है,इसलिए $2^x = 2$,जिसका अर्थ है $x = 1$ है।
जब दोनों सांद्रता को दोगुना किया जाता है,तो दर $8$ गुना बढ़ जाती है,इसलिए $2^x \times 2^y = 8$ है।
$x = 1$ रखने पर,हमें $2^1 \times 2^y = 8$ प्राप्त होता है,जो $2^y = 4$ में सरल हो जाता है।
अतः,$y = 2$ है।
$NO$ के सापेक्ष अभिक्रिया की कोटि $2$ है।

(B) हाइपोफास्फोरस अम्ल $(H_3PO_2)$ की संरचना में एक $P=O$ बंध,दो $P-H$ बंध और एक $P-OH$ बंध होता है।
दो $P-H$ बंधों की उपस्थिति इसके प्रबल अपचायक गुण के लिए जिम्मेदार है,क्योंकि ये बंध आसानी से हाइड्रोजन परमाणुओं को मुक्त कर सकते हैं।

(C) अम्ल की प्रबलता उसके संयुग्मी क्षार (conjugate base) के स्थायित्व द्वारा निर्धारित होती है। इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह $(EWG)$ प्रेरणिक प्रभाव ($-I$ प्रभाव) के माध्यम से कार्बोक्सिलेट आयन $(RCOO^-)$ को स्थिर करते हैं,जिससे कार्बोक्सिलिक अम्ल की अम्लता बढ़ जाती है।
प्रतिस्थापियों की तुलना:
$1$. $NCCH_2-$: इसमें सायनो समूह $(-CN)$ है,जो $-I$ प्रभाव दिखाता है।
$2$. $O_2NCH_2-$: इसमें नाइट्रो समूह $(-NO_2)$ है,जो प्रबल $-I$ प्रभाव दिखाता है।
$3$. $F_3C-$: इसमें तीन फ्लोरीन परमाणु हैं। फ्लोरीन सबसे अधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व है,और तीन फ्लोरीन परमाणुओं का $-I$ प्रभाव एक $-NO_2$ या $-CN$ समूह की तुलना में काफी अधिक होता है।
$4$. $Cl_3C-$: इसमें तीन क्लोरीन परमाणु हैं। क्लोरीन फ्लोरीन की तुलना में कम विद्युत ऋणात्मक है,इसलिए $Cl_3C-$ का $-I$ प्रभाव $F_3C-$ की तुलना में कमजोर होता है।
चूंकि फ्लोरीन सबसे अधिक विद्युत ऋणात्मक है,इसलिए $F_3CCOOH$ सबसे प्रबल $-I$ प्रभाव प्रदर्शित करता है,जो इसके संयुग्मी क्षार को सबसे अधिक स्थिर बनाता है और इसे दिए गए विकल्पों में सबसे प्रबल अम्ल बनाता है।