TS EAMCET 2020 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Gujarati

(C) ધારો કે ઉગમબિંદુ $O(0, 0)$ છે.
$1$. વ્યક્તિ $30\, m$ ઉત્તર દિશામાં ગતિ કરે છે: $\vec{OA} = 30\hat{j}$.
$2$. ત્યારબાદ $20\, m$ પૂર્વ દિશામાં ગતિ કરે છે: $\vec{AB} = 20\hat{i}$.
$3$. અંતે $30\sqrt{2}\, m$ દક્ષિણ-પશ્ચિમ દિશામાં (દક્ષિણ અને પશ્ચિમ બંને સાથે $45^\circ$ ના ખૂણે) ગતિ કરે છે: $\vec{BC} = 30\sqrt{2} \cdot (-\cos 45^\circ \hat{i} - \sin 45^\circ \hat{j}) = 30\sqrt{2} \cdot (-\frac{1}{\sqrt{2}} \hat{i} - \frac{1}{\sqrt{2}} \hat{j}) = -30\hat{i} - 30\hat{j}$.
કુલ સ્થાનાંતર $\vec{OC} = \vec{OA} + \vec{AB} + \vec{BC} = (0\hat{i} + 30\hat{j}) + (20\hat{i} + 0\hat{j}) + (-30\hat{i} - 30\hat{j}) = -10\hat{i} + 0\hat{j}$.
તેનું મૂલ્ય $|\vec{OC}| = 10\, m$ છે અને દિશા ઋણ x-અક્ષ તરફ એટલે કે પશ્ચિમ દિશામાં છે.

(A) સ્ટીફનના નિયમ મુજબ,$T$ તાપમાન ધરાવતા પદાર્થમાંથી $T_0$ તાપમાન ધરાવતા વાતાવરણમાં ઉષ્મા ગુમાવવાનો દર $dQ/dt = e \sigma A (T^4 - T_0^4)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
જો તાપમાનનો તફાવત $\Delta T = T - T_0$ ખૂબ જ નાનો હોય,તો આપણે $T = T_0 + \Delta T$ લખી શકીએ.
તેથી $T^4 = (T_0 + \Delta T)^4 = T_0^4 (1 + \Delta T/T_0)^4$.
દ્વિપદી વિસ્તરણનો ઉપયોગ કરતા,$T^4 \approx T_0^4 (1 + 4 \Delta T/T_0) = T_0^4 + 4 T_0^3 \Delta T$.
આ કિંમતને સ્ટીફનના નિયમના સમીકરણમાં મૂકતા: $dQ/dt = e \sigma A (T_0^4 + 4 T_0^3 \Delta T - T_0^4) = 4 e \sigma A T_0^3 \Delta T$.
અહીં $4 e \sigma A T_0^3$ એ અચળાંક હોવાથી,આપણને $dQ/dt \propto \Delta T$ મળે છે,જે ન્યુટનનો શીતલનનો નિયમ છે.
તેથી,ન્યુટનનો શીતલનનો નિયમ એ સ્ટીફનના નિયમનો એક વિશિષ્ટ કિસ્સો છે.

(D) ધારો કે $z = x + iy$,તેથી $z - 2 - 3i = (x - 2) + i(y - 3)$.
$z - 2 - 3i$ નો કંપવિસ્તાર $\pi / 4$ હોવાથી,$\tan^{-1}\left(\frac{y - 3}{x - 2}\right) = \frac{\pi}{4}$.
બંને બાજુ ટેન્જન્ટ લેતા,$\frac{y - 3}{x - 2} = \tan\left(\frac{\pi}{4}\right) = 1$.
આથી $y - 3 = x - 2$,જેનું સાદું રૂપ $x - y + 1 = 0$ થાય છે.

(B) આપેલ છે,$\sqrt{x} + \frac{1}{\sqrt{x}} = 2\cos \theta$ $(i)$
બંને બાજુ વર્ગ કરતા,આપણને મળે $x + \frac{1}{x} + 2 = 4\cos^2 \theta$
$x + \frac{1}{x} = 4\cos^2 \theta - 2 = 2(2\cos^2 \theta - 1) = 2\cos 2\theta$ $(ii)$
ફરીથી બંને બાજુ વર્ગ કરતા,$x^2 + \frac{1}{x^2} + 2 = 4\cos^2 2\theta$
$x^2 + \frac{1}{x^2} = 4\cos^2 2\theta - 2 = 2(2\cos^2 2\theta - 1) = 2\cos 4\theta$ $(iii)$
હવે,$(iii)$ ની બંને બાજુ ઘન કરતા:
$(x^2 + \frac{1}{x^2})^3 = (2\cos 4\theta)^3$
$x^6 + \frac{1}{x^6} + 3(x^2 \cdot \frac{1}{x^2})(x^2 + \frac{1}{x^2}) = 8\cos^3 4\theta$
$x^6 + \frac{1}{x^6} + 3(2\cos 4\theta) = 8\cos^3 4\theta$
$x^6 + \frac{1}{x^6} = 8\cos^3 4\theta - 6\cos 4\theta = 2(4\cos^3 4\theta - 3\cos 4\theta)$
નિત્યસમ $\cos 3A = 4\cos^3 A - 3\cos A$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણને મળે:
$x^6 + \frac{1}{x^6} = 2\cos 3(4\theta) = 2\cos 12\theta$.

(A) સમીકરણને $r = \sqrt{(\sqrt{3}-1)^2 + (\sqrt{3}+1)^2} = 2\sqrt{2}$ વડે ભાગતા.
સમીકરણ $\cos(\theta - \frac{\pi}{12}) = \cos(\frac{\pi}{4})$ સ્વરૂપમાં મળે છે.
તેથી,$\theta - \frac{\pi}{12} = 2n\pi \pm \frac{\pi}{4}$.
$\theta = 2n\pi \pm \frac{\pi}{4} + \frac{\pi}{12}$.

(B) આપેલ પરવલયો $x^2 = 108y$ અને $y^2 = 32x$ છે.
પરવલય $x^2 = 108y$ માટે સ્પર્શકનું સમીકરણ $y = mx - 27m^2$ છે.
આ રેખા $y^2 = 32x$ ને સ્પર્શતી હોવાથી,$D = 0$ લેતા $m = -2/3$ મળે છે.
કિંમત મૂકતા,$y = (-2/3)x - 12$ મળે છે.
તેથી,$2x + 3y + 36 = 0$ એ માંગેલ સમીકરણ છે.

(C) બોરેક્સ $(Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O)$ એ પ્રબળ બેઝ $(NaOH)$ અને નિર્બળ એસિડ $(H_3BO_3)$ નો ક્ષાર છે.
જળવિભાજન દરમિયાન,તે $NaOH$ અને $H_3BO_3$ ઉત્પન્ન કરે છે.
$NaOH$ પ્રબળ બેઝ હોવાથી અને $H_3BO_3$ નિર્બળ એસિડ હોવાથી,તેનું જલીય દ્રાવણ બેઝિક પ્રકૃતિ ધરાવે છે.

(C) દરેક અણુમાં મધ્યસ્થ પરમાણુનું સંકરણ $\text{Hybridization} = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$ સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$(a)$ $SF_6$ માટે: $V=6, M=6$. સંકરણ $= \frac{1}{2}(6+6) = 6$,જે $sp^3d^2$ ને અનુરૂપ છે.
$(b)$ $PCl_5$ માટે: $V=5, M=5$. સંકરણ $= \frac{1}{2}(5+5) = 5$,જે $sp^3d$ ને અનુરૂપ છે.
$(c)$ $XeF_4$ માટે: $V=8, M=4$. સંકરણ $= \frac{1}{2}(8+4) = 6$,જે $sp^3d^2$ ને અનુરૂપ છે.
$(d)$ $IF_7$ માટે: $V=7, M=7$. સંકરણ $= \frac{1}{2}(7+7) = 7$,જે $sp^3d^3$ ને અનુરૂપ છે.

(A) આપેલ છે કે $z = x + iy$,તેથી $z - 2 - 3i = (x - 2) + i(y - 3)$.
$z - 2 - 3i$ નો કંપવિસ્તાર $\frac{\pi}{4}$ હોવાથી,$\arg((x - 2) + i(y - 3)) = \frac{\pi}{4}$.
આથી $\tan^{-1}\left(\frac{y - 3}{x - 2}\right) = \frac{\pi}{4}$.
બંને બાજુ ટેન્જન્ટ લેતા,$\frac{y - 3}{x - 2} = \tan\left(\frac{\pi}{4}\right) = 1$.
તેથી,$y - 3 = x - 2$,જેનું સાદું રૂપ $x - y + 1 = 0$ થાય છે.

(C) એક-એક વિધેય ચકાસવા માટે,ધારો કે $f(x_1) = f(x_2)$.
$\frac{x_1}{\sqrt{1+x_1^2}} = \frac{x_2}{\sqrt{1+x_2^2}}$
બંને બાજુ વર્ગ કરતા: $\frac{x_1^2}{1+x_1^2} = \frac{x_2^2}{1+x_2^2}$
$x_1^2(1+x_2^2) = x_2^2(1+x_1^2)$
$x_1^2 + x_1^2x_2^2 = x_2^2 + x_1^2x_2^2$
$x_1^2 = x_2^2 \Rightarrow x_1 = x_2$ (કારણ કે વિધેય સતત વધતું વિધેય છે,તેથી $x_1 = x_2$).
આમ,$f$ એ એક-એક વિધેય છે.
વ્યાપ્ત વિધેય ચકાસવા માટે,ધારો કે $y = \frac{x}{\sqrt{1+x^2}}$.
$y^2 = \frac{x^2}{1+x^2} \Rightarrow y^2(1+x^2) = x^2 \Rightarrow y^2 = x^2(1-y^2) \Rightarrow x^2 = \frac{y^2}{1-y^2}$.
$x$ વાસ્તવિક સંખ્યા હોય તે માટે,$1-y^2 > 0$ હોવું જોઈએ,જેનો અર્થ છે કે $y^2 < 1$,એટલે કે $-1 < y < 1$.
વિધેય $f$ નો વિસ્તાર $(-1, 1)$ છે,જે સહપ્રદેશ $R$ જેટલો નથી.
તેથી,$f$ એ વ્યાપ્ત વિધેય નથી.

(C) આપેલ છે,$l^2+m^2-n^2=0$ $(i)$ અને $l+m+n=0$ $(ii)$.
સમીકરણ $(ii)$ પરથી,$n=-(l+m)$. આ કિંમત $(i)$ માં મૂકતા:
$l^2+m^2=(-(l+m))^2 = l^2+m^2+2lm$.
આનો અર્થ એ છે કે $2lm=0$,તેથી $l=0$ અથવા $m=0$.
કિસ્સો $1$: જો $l=0$,તો $n=-m$. $l^2+m^2+n^2=1$ હોવાથી,$0^2+m^2+(-m)^2=1 \Rightarrow 2m^2=1 \Rightarrow m=\pm\frac{1}{\sqrt{2}}$. આમ,દિકકોસાઇન $(0, \frac{1}{\sqrt{2}}, -\frac{1}{\sqrt{2}})$ અને $(0, -\frac{1}{\sqrt{2}}, \frac{1}{\sqrt{2}})$ મળે છે.
કિસ્સો $2$: જો $m=0$,તો $n=-l$. $l^2+m^2+n^2=1$ હોવાથી,$l^2+0^2+(-l)^2=1 \Rightarrow 2l^2=1 \Rightarrow l=\pm\frac{1}{\sqrt{2}}$. આમ,દિકકોસાઇન $(\frac{1}{\sqrt{2}}, 0, -\frac{1}{\sqrt{2}})$ અને $(-\frac{1}{\sqrt{2}}, 0, \frac{1}{\sqrt{2}})$ મળે છે.
ધારો કે બે રેખાઓના દિક સદિશો $\vec{a} = (0, \frac{1}{\sqrt{2}}, -\frac{1}{\sqrt{2}})$ અને $\vec{b} = (\frac{1}{\sqrt{2}}, 0, -\frac{1}{\sqrt{2}})$ છે.
રેખાઓ વચ્ચેનો ખૂણો $\theta$ એ $\cos \theta = |l_1l_2 + m_1m_2 + n_1n_2|$ દ્વારા મળે છે.
$\cos \theta = |(0)(\frac{1}{\sqrt{2}}) + (\frac{1}{\sqrt{2}})(0) + (-\frac{1}{\sqrt{2}})(-\frac{1}{\sqrt{2}})| = |0 + 0 + \frac{1}{2}| = \frac{1}{2}$.
તેથી,$\theta = \cos^{-1}(\frac{1}{2}) = \frac{\pi}{3}$.

(D) બે રેખાઓની દિક્કોસાઇન $(l, m, n)$ માટે આપેલ સમીકરણો:
$l+m+n=0 \implies n = -(l+m)$
$n$ ની કિંમત બીજા સમીકરણ $l^2-5m^2+n^2=0$ માં મૂકતા:
$l^2-5m^2+(-l-m)^2 = 0$
$l^2-5m^2+l^2+2lm+m^2 = 0$
$2l^2+2lm-4m^2 = 0$
$l^2+lm-2m^2 = 0$
$(l+2m)(l-m) = 0$
આનાથી બે કિસ્સા મળે છે:
કિસ્સો $1$: $l=m$. તો $n = -(l+m) = -2l$. દિક્ગુણોત્તર $(l, l, -2l)$ મળે,જેનું સાદું રૂપ $(1, 1, -2)$ થાય. દિક્કોસાઇન $(\frac{1}{\sqrt{6}}, \frac{1}{\sqrt{6}}, -\frac{2}{\sqrt{6}})$ મળે.
કિસ્સો $2$: $l=-2m$. તો $n = -(-2m+m) = m$. દિક્ગુણોત્તર $(-2m, m, m)$ મળે,જેનું સાદું રૂપ $(-2, 1, 1)$ થાય. દિક્કોસાઇન $(-\frac{2}{\sqrt{6}}, \frac{1}{\sqrt{6}}, \frac{1}{\sqrt{6}})$ મળે.
ધારો કે બે રેખાઓની દિક્કોસાઇન $(l_1, m_1, n_1) = (\frac{1}{\sqrt{6}}, \frac{1}{\sqrt{6}}, -\frac{2}{\sqrt{6}})$ અને $(l_2, m_2, n_2) = (-\frac{2}{\sqrt{6}}, \frac{1}{\sqrt{6}}, \frac{1}{\sqrt{6}})$ છે.
તેમની વચ્ચેના ખૂણા $\theta$ માટે $\cos \theta$ નીચે મુજબ મળે:
$\cos \theta = |l_1 l_2 + m_1 m_2 + n_1 n_2|$
$\cos \theta = |(\frac{1}{\sqrt{6}})(-\frac{2}{\sqrt{6}}) + (\frac{1}{\sqrt{6}})(\frac{1}{\sqrt{6}}) + (-\frac{2}{\sqrt{6}})(\frac{1}{\sqrt{6}})|$
$\cos \theta = |-\frac{2}{6} + \frac{1}{6} - \frac{2}{6}| = |-\frac{3}{6}| = \frac{1}{2}$
તેથી $\cos \theta = \frac{1}{2}$,એટલે કે $\theta = 60^{\circ} = \frac{\pi}{3}$.

(C) આપેલ છે,$l+m+n=0 \implies l = -m-n$ અને $l^2+m^2-n^2=0$.
બીજા સમીકરણમાં $l = -m-n$ મૂકતા:
$(-m-n)^2 + m^2 - n^2 = 0$
$m^2 + 2mn + n^2 + m^2 - n^2 = 0$
$2m^2 + 2mn = 0$
$2m(m+n) = 0$.
આનાથી બે કિસ્સા મળે છે:
કિસ્સો $1$: જો $m=0$,તો $l = -n$. દિક્ગુણોત્તર $(-n, 0, n)$ મળે,જે $(-1, 0, 1)$ તરીકે લખી શકાય. ધારો કે $\vec{v_1} = (-1, 0, 1)$.
કિસ્સો $2$: જો $m+n=0$,તો $m = -n$. $l = -m-n$ માં મૂકતા,$l = -(-n)-n = 0$ મળે. દિક્ગુણોત્તર $(0, -n, n)$ મળે,જે $(0, -1, 1)$ તરીકે લખી શકાય. ધારો કે $\vec{v_2} = (0, -1, 1)$.
રેખાઓ વચ્ચેનો ખૂણો $\theta$ માટે $\cos \theta = \frac{|\vec{v_1} \cdot \vec{v_2}|}{|\vec{v_1}| |\vec{v_2}|}$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા.
$\vec{v_1} \cdot \vec{v_2} = (-1)(0) + (0)(-1) + (1)(1) = 1$.
$|\vec{v_1}| = \sqrt{(-1)^2 + 0^2 + 1^2} = \sqrt{2}$.
$|\vec{v_2}| = \sqrt{0^2 + (-1)^2 + 1^2} = \sqrt{2}$.
$\cos \theta = \frac{1}{\sqrt{2} \cdot \sqrt{2}} = \frac{1}{2}$.
તેથી,$\theta = \frac{\pi}{3}$.

(A) આ પ્રક્રિયા ચક્રીય ઈથરનું $HI$ સાથેનું એસિડિક વિભાજન છે. ઈથરનો ઓક્સિજન $H^+$ દ્વારા પ્રોટોનેટેડ થાય છે. વિભાજન તે બંધ પર થાય છે જે વધુ સ્થાયી કાર્બોકેટાયન બનાવે છે. અહીં,ઓક્સિજન અને તૃતીયક કાર્બન વચ્ચેનો બંધ તૂટીને સ્થાયી બેન્ઝિલિક-તૃતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે. ત્યારબાદ આયોડાઈડ આયન $(I^-)$ આ કાર્બોકેટાયન પર હુમલો કરીને મુખ્ય નીપજ બનાવે છે.

(A) $6-$ઓક્સોહેપ્ટેનાલ એ $CH_3-C(=O)-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CHO$ છે.
ચક્રીય આલ્કીનનું રિડક્ટિવ ઓઝોનોલિસિસ દ્વિબંધના વિભાજન દ્વારા ડાયકાર્બોનિલ સંયોજન બનાવે છે.
$1-$મિથાઈલસાયક્લોહેક્સિન માટે,દ્વિબંધ $C_1$ અને $C_2$ ની વચ્ચે હોય છે. વિભાજનના પરિણામે $7-$કાર્બનની શૃંખલા મળે છે જેમાં $C_2$ પર કીટોન અને $C_7$ પર આલ્ડિહાઈડ હોય છે,જે $6-$ઓક્સોહેપ્ટેનાલને અનુરૂપ છે.
તેથી,સાચો પ્રક્રિયક $1-$મિથાઈલસાયક્લોહેક્સિન છે.

(D) આ પ્રક્રિયા સેલિસિલિક એસિડ $(2-\text{હાઇડ્રોક્સીબેન્ઝોઇક એસિડ})$ અને મિથેનોલ $(MeOH)$ વચ્ચે સાંદ્ર એસિડ ઉદ્દીપક $(H_2SO_4)$ ની હાજરીમાં થતી એસ્ટરીકરણ પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ $(-COOH)$ આલ્કોહોલ $(-OH)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એસ્ટર $(-COOCH_3)$ બનાવે છે.
ફિનોલિક $-OH$ સમૂહ કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહની તુલનામાં આ પરિસ્થિતિઓમાં એસ્ટરીકરણ માટે ઓછો સક્રિય છે.
તેથી,મુખ્ય નીપજ મિથાઈલ સેલિસિલેટ છે,જેમાં કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહનું મિથાઈલ એસ્ટરમાં રૂપાંતર થાય છે.

(A) બંધની આયનીય લાક્ષણિકતા બંધિત પરમાણુઓ વચ્ચેના વિદ્યુતઋણતાના તફાવતના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
$(i)$ $O_2$: વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત = $3.5 - 3.5 = 0$.
$(ii)$ $K_2O$: વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત = $3.5 - 0.8 = 2.7$.
$(iii)$ $N_2$: વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત = $3.0 - 3.0 = 0$.
$(iv)$ $LiF$: વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત = $4.0 - 1.0 = 3.0$.
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $LiF$ $(3.0)$ > $K_2O$ $(2.7)$ > $O_2$ $(0)$ = $N_2$ $(0)$.
તેથી સાચો ક્રમ $iv > ii > i > iii$ છે.

(A) $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો અપાકર્ષણને ન્યૂનતમ કરવા માટે એકબીજાથી શક્ય તેટલા દૂર ગોઠવાય છે.
વિવિધ પ્રકારના ઇલેક્ટ્રોનિક અપાકર્ષણનું મૂલ્ય નીચે મુજબના ક્રમમાં હોય છે:
$Lone pair - Lone pair > Lone pair - Bond pair > Bond pair - Bond pair$
તેથી,સાચો ક્રમ $(I) > (II) > (III)$ છે.

(C) કયું સંયોજન અષ્ટકનો નિયમ પાળે છે તે નક્કી કરવા માટે,આપણે દરેક અણુમાં મધ્યસ્થ સલ્ફર $(S)$ પરમાણુની આસપાસના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાની ગણતરી કરીએ છીએ:
$1$. $H_2SO_4$ માં,સલ્ફર પરમાણુ બે $OH$ સમૂહો અને બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,જેના પરિણામે $S$ ની આસપાસ $12$ ઇલેક્ટ્રોન થાય છે,જે વિસ્તૃત અષ્ટક છે.
$2$. $SF_6$ માં,સલ્ફર પરમાણુ છ ફ્લોરિન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,જેના પરિણામે $S$ ની આસપાસ $12$ ઇલેક્ટ્રોન થાય છે,જે વિસ્તૃત અષ્ટક છે.
$3$. $SF_4$ માં,સલ્ફર પરમાણુ ચાર ફ્લોરિન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે,જેના પરિણામે $S$ ની આસપાસ $10$ ઇલેક્ટ્રોન થાય છે,જે વિસ્તૃત અષ્ટક છે.
$4$. $SCl_2$ માં,સલ્ફર પરમાણુ બે ક્લોરિન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે અને બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. $S$ ની આસપાસના કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $2 \times 2$ (બંધકારક) $+ 2 \times 2$ (અબંધકારક) $= 8$ ઇલેક્ટ્રોન છે. આમ,$SCl_2$ અષ્ટકનો નિયમ પાળે છે.

(C) હાઇપરવેલેન્ટ સંયોજનો એવા છે જેમાં મધ્યસ્થ પરમાણુની સંયોજકતા કક્ષામાં $8$ કરતા વધારે ઇલેક્ટ્રોન હોય છે (વિસ્તૃત અષ્ટક).
$PCl_5$ માં,મધ્યસ્થ ફોસ્ફરસ પરમાણુ $(P)$ $5$ ક્લોરિન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,જેના પરિણામે તેની સંયોજકતા કક્ષામાં $5 \times 2 = 10$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
$10 > 8$ હોવાથી,$PCl_5$ એ હાઇપરવેલેન્ટ સંયોજન છે.
તેની સામે,$NO_3^-$ અષ્ટકનો નિયમ પાળે છે,$BF_3$ હાઇપોવેલેન્ટ છે ($6$ ઇલેક્ટ્રોન),અને $CH_4$ અષ્ટકનો નિયમ પાળે છે ($8$ ઇલેક્ટ્રોન).

(A) $CO_2$ અણુ $(O=C=O)$ માં,કાર્બન પરમાણુ બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે બે દ્વિબંધ દ્વારા જોડાયેલ છે.
કાર્બન પાસે $2 \sigma$ બંધ અને $2 \pi$ બંધ છે,તેથી તેનો સ્ટેરિક નંબર $2$ છે,જે $sp$ સંકરણ દર્શાવે છે.
દરેક ઓક્સિજન પરમાણુ કાર્બન સાથે એક દ્વિબંધ દ્વારા જોડાયેલ છે. $CO_2$ માં ઓક્સિજન પરમાણુ પાસે $1 \sigma$ બંધ,$1 \pi$ બંધ અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) હોય છે.
ઓક્સિજન માટે સ્ટેરિક નંબર $1 (\sigma) + 2 (\text{lone pairs}) = 3$ છે,જે $sp^2$ સંકરણ દર્શાવે છે.

(A) કાર્બન પરમાણુઓના સંકરણને નક્કી કરવા માટે,આપણે કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા સિગ્મા $(\sigma)$ બંધોની સંખ્યા ગણીએ છીએ.
$1$. $C_1$ એ ટર્મિનલ કાર્બન સાથે ત્રિબંધ અને $C_2$ સાથે એકલ બંધ દ્વારા જોડાયેલ છે. તેમાં $2$ સિગ્મા બંધ અને $2$ પાઈ બંધ છે. તેથી,તે $sp$ સંકરણ ધરાવે છે.
$2$. $C_2$ એ $C_1$,$H$ અને $C_3$ સાથે જોડાયેલ છે. તેમાં $3$ સિગ્મા બંધ અને $1$ પાઈ બંધ છે. તેથી,તે $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
$3$. $C_3$ એ $C_2$,$H$ અને $CH_2$ સાથે જોડાયેલ છે. તેમાં $3$ સિગ્મા બંધ અને $1$ પાઈ બંધ છે. તેથી,તે $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
તેથી,સંકરણ $C_1: sp$,$C_2: sp^2$,$C_3: sp^2$ છે.

(C) $BF_3$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $B$ પાસે $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે સમતલીય ત્રિકોણીય ભૂમિતિ આપે છે $(A-II)$.
$ClF_3$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Cl$ પાસે $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે $T$-આકારની ભૂમિતિ આપે છે $(B-III)$.
$NH_3$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $N$ પાસે $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે ત્રિકોણીય પિરામિડલ ભૂમિતિ આપે છે $(C-IV)$.
$NH_4^+$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $N$ પાસે $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ આપે છે $(D-I)$.
તેથી,સાચી જોડ $A-II, B-III, C-IV, D-I$ છે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયામાં,શરૂઆતનો પદાર્થ એસિટોન $(CH_3COCH_3)$ છે.
જ્યારે એસિટોન $HCN$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે સાયનોહાઇડ્રિન $(P)$ બનાવે છે,જે $2$-હાઇડ્રોક્સી-$2$-મિથાઈલપ્રોપેનિટ્રાઈલ છે. $(P)$ માં મધ્યસ્થ કાર્બન (કાર્બન-$2$) ચાર પરમાણુઓ $(-OH, -CN, -CH_3, -CH_3)$ સાથે એકલ બંધ દ્વારા જોડાયેલ છે,તેથી તે $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
જ્યારે $(P)$ ને ગરમ કરીને $H_2SO_4$ અને $H_2O$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે નિર્જલીકરણ અને જળવિભાજન પામીને મિથાઈલ મેથાક્રાયલેટ $(Q)$ બનાવે છે,જે $CH_2=C(CH_3)COOCH_3$ છે. $(Q)$ માં કાર્બન-$2$ એ દ્વિબંધ $(C=C)$ નો ભાગ છે,તેથી તે $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
તેથી,સંકરણ અનુક્રમે $sp^3$ અને $sp^2$ છે.

(B) સંકરણ નક્કી કરવા માટે,આપણે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: $H = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$,જ્યાં $V$ એ મધ્યસ્થ પરમાણુના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે,$M$ એ એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા છે,$C$ એ ધન વીજભાર છે અને $A$ એ ઋણ વીજભાર છે.
$1$. $BCl_3$ માટે: $V=3, M=3$. $H = \frac{1}{2}(3+3) = 3$,જે $sp^2$ સંકરણ સૂચવે છે.
$2$. $PCl_5$ માટે: $V=5, M=5$. $H = \frac{1}{2}(5+5) = 5$,જે $sp^3d$ સંકરણ સૂચવે છે.
$3$. $NH_3$ માટે: $V=5, M=3$. $H = \frac{1}{2}(5+3) = 4$,જે $sp^3$ સંકરણ સૂચવે છે.
$4$. $SF_6$ માટે: $V=6, M=6$. $H = \frac{1}{2}(6+6) = 6$,જે $sp^3d^2$ સંકરણ સૂચવે છે.
આમ,સાચું સંકરણ $(BCl_3: sp^2); (PCl_5: sp^3d); (NH_3: sp^3)$ અને $(SF_6: sp^3d^2)$ છે.

(B) $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,બંધકોણ મધ્યસ્થ નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) ની સંખ્યા પર આધાર રાખે છે.
જેમ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા વધે છે,તેમ અબંધકારક-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેનું અપાકર્ષણ વધે છે,જે બંધકોણને ઘટાડે છે.
- $NH_4^{+}$: $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,$4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,બંધકોણ $\approx 109^{\circ} 28'$.
- $NH_3$: $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,$3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,બંધકોણ $\approx 107^{\circ}$.
- $NH_2^{-}$: $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,$2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,બંધકોણ $\approx 105^{\circ}$.
તેથી,બંધકોણનો સાચો ક્રમ $NH_4^{+} > NH_3 > NH_2^{-}$ છે.

(A) બંધ ક્રમાંક નીચેના સૂત્ર દ્વારા ગણવામાં આવે છે: $\text{Bond Order} = \frac{N_b - N_a}{2}$,જ્યાં $N_b$ એ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન છે અને $N_a$ એ બંધ પ્રતિકારક ઇલેક્ટ્રોન છે.
$1$. $He_2$ ($4$ ઇલેક્ટ્રોન) માટે: ઇલેક્ટ્રોન રચના $\sigma 1s^2 \sigma^* 1s^2$ છે. $BO = \frac{2-2}{2} = 0$.
$2$. $He_2^+$ ($3$ ઇલેક્ટ્રોન) માટે: ઇલેક્ટ્રોન રચના $\sigma 1s^2 \sigma^* 1s^1$ છે. $BO = \frac{2-1}{2} = 0.5$.
$3$. $O_2$ ($16$ ઇલેક્ટ્રોન) માટે: ઇલેક્ટ્રોન રચના $KK \sigma 2s^2 \sigma^* 2s^2 \sigma 2p_z^2 \pi 2p_x^2 = \pi 2p_y^2 \pi^* 2p_x^1 = \pi^* 2p_y^1$ છે. $BO = \frac{10-6}{2} = 2$.
$4$. $O_2^+$ ($15$ ઇલેક્ટ્રોન) માટે: ઇલેક્ટ્રોન રચના $KK \sigma 2s^2 \sigma^* 2s^2 \sigma 2p_z^2 \pi 2p_x^2 = \pi 2p_y^2 \pi^* 2p_x^1$ છે. $BO = \frac{10-5}{2} = 2.5$.
આમ,બંધ ક્રમાંક અનુક્રમે $0, 0.5, 2$ અને $2.5$ છે.

(B) આણ્વીય કક્ષક સિદ્ધાંત મુજબ,અણુનો બંધક્રમાંક (Bond Order) આ રીતે ગણવામાં આવે છે: $Bond \ Order = \frac{1}{2} (N_b - N_a)$,જ્યાં $N_b$ એ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે અને $N_a$ એ બંધપ્રતિકારક ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$Be_2$ ($Z=4$,કુલ $8$ ઇલેક્ટ્રોન) માટે,ઇલેક્ટ્રોન રચના છે: $\sigma 1s^2, \sigma^* 1s^2, \sigma 2s^2, \sigma^* 2s^2$.
અહીં,$N_b = 4$ અને $N_a = 4$.
$Bond \ Order = \frac{1}{2} (4 - 4) = 0$.
બંધક્રમાંક $0$ હોવાથી,$Be_2$ અણુ અસ્થિર છે અને અસ્તિત્વ ધરાવતો નથી.

(D) જો બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત હોય,તો અણુ ડાયામેગ્નેટિક (પ્રતિચુંબકીય) હોય છે,જ્યારે જો અણુમાં એક અથવા વધુ ઇલેક્ટ્રોન અયુગ્મિત હોય,તો તે પ્રજાતિ પેરામેગ્નેટિક હોય છે.
$O_2^{2-}$ પેરામેગ્નેટિક નથી કારણ કે $O_2^{2-}$ માં બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત છે.
$O_2^{2-}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના (કુલ ઇલેક્ટ્રોન $= 18$): $(\sigma 1s)^2, (\sigma^* 1s)^2, (\sigma 2s)^2, (\sigma^* 2s)^2, (\sigma 2p_z)^2, (\pi 2p_x)^2, (\pi 2p_y)^2, (\pi^* 2p_x)^2, (\pi^* 2p_y)^2$.
બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત હોવાથી,$O_2^{2-}$ ડાયામેગ્નેટિક છે.

(C) આણ્વીય કક્ષક સિદ્ધાંતના આકૃતિઓ પરથી:
$(i)$ એ એન્ટિ-બોન્ડિંગ પાઈ કક્ષક દર્શાવે છે,જેને $\pi^*$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
(ii) એ બોન્ડિંગ સિગ્મા કક્ષક દર્શાવે છે,જેને $\sigma$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
(iii) એ એન્ટિ-બોન્ડિંગ સિગ્મા કક્ષક દર્શાવે છે,જેને $\sigma^*$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
(iv) એ બોન્ડિંગ પાઈ કક્ષક દર્શાવે છે,જેને $\pi$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો સેટ $I. = \pi^*, II. = \sigma, III. = \sigma^*, IV. = \pi$ છે.

(D) બંધ લંબાઈ એ બંધ ક્રમાંકના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
આ સ્પીસીઝ માટે બંધ ક્રમાંક મોલેક્યુલર ઓર્બિટલ થિયરીનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે:
$O_2^+$ નો બંધ ક્રમાંક $= 2.5$
$O_2$ નો બંધ ક્રમાંક $= 2.0$
$O_2^-$ નો બંધ ક્રમાંક $= 1.5$
$O_2^{2-}$ નો બંધ ક્રમાંક $= 1.0$
કારણ કે બંધ લંબાઈ $\propto \frac{1}{\text{બંધ ક્રમાંક}}$,તેથી બંધ લંબાઈનો ક્રમ $O_2^{2-} (IV) > O_2^- (III) > O_2 (I) > O_2^+ (II)$ છે.
આમ,સાચો ક્રમ $IV > III > I > II$ છે.

(A) સંયોજનો છે:
$(i)$ ટોલ્યુઈન $(C_6H_5CH_3)$
(ii) $m$-ડાયક્લોરોબેન્ઝીન
(iii) $o$-ડાયક્લોરોબેન્ઝીન
(iv) $p$-ડાયક્લોરોબેન્ઝીન
$1$. $p$-ડાયક્લોરોબેન્ઝીન (iv) માટે,બે $C-Cl$ બંધની ડાયપોલ સમાન અને વિરુદ્ધ દિશામાં હોવાથી એકબીજાને નાબૂદ કરે છે,પરિણામે ડાયપોલ મોમેન્ટ $0$ થાય છે.
$2$. ટોલ્યુઈન $(i)$ માટે,$-CH_3$ ગ્રુપની નબળી ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ અસરને કારણે ડાયપોલ મોમેન્ટ ઓછી હોય છે.
$3$. $m$-ડાયક્લોરોબેન્ઝીન (ii) માટે,બે $C-Cl$ બંધ વચ્ચેનો ખૂણો $120^{\circ}$ છે. પરિણામી ડાયપોલ મોમેન્ટ $\sqrt{\mu^2 + \mu^2 + 2\mu^2 \cos(120^{\circ})} = \mu$ છે.
$4$. $o$-ડાયક્લોરોબેન્ઝીન (iii) માટે,બે $C-Cl$ બંધ વચ્ચેનો ખૂણો $60^{\circ}$ છે. પરિણામી ડાયપોલ મોમેન્ટ $\sqrt{\mu^2 + \mu^2 + 2\mu^2 \cos(60^{\circ})} = \sqrt{3}\mu$ છે.
આમ,સાચો ક્રમ $iv < i < ii < iii$ છે.
તેથી,વિકલ્પ $A$ સાચો છે.

(B) $K_p$ અને $K_c$ વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે: $K_p = K_c(RT)^{\Delta n}$.
અહીં,$\Delta n = (2 + 1) - 2 = 1$.
આપેલ છે $T = 800 \ K$ અને $R = 0.082 \ L \ atm \ K^{-1} \ mol^{-1}$.
નોંધ: તાપમાન સાથે $K_c$ નું મૂલ્ય બદલાય છે. જોકે,પાઠ્યપુસ્તકના આવા પ્રશ્નોમાં $800 \ K$ માટે $K_c = 4 \times 10^{-4}$ લેતા,
$K_p = (4 \times 10^{-4}) \times (0.082 \times 800)^1$.
$K_p = 0.0004 \times 65.6 = 0.02624 \approx 0.026$.

(B) આપેલ પ્રક્રિયા: $2 SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2 SO_3$,$K = 64$.
લક્ષ્ય પ્રક્રિયા: $SO_3 \rightleftharpoons SO_2 + \frac{1}{2} O_2$,$K' = ?$.
લક્ષ્ય પ્રક્રિયા મેળવવા માટે,સૌ પ્રથમ આપેલી પ્રક્રિયાને ઉલટાવતા: $2 SO_3 \rightleftharpoons 2 SO_2 + O_2$. આ ઉલટાવેલી પ્રક્રિયા માટે સંતુલન અચળાંક $K_{rev} = \frac{1}{K} = \frac{1}{64}$ થાય.
ત્યારબાદ,પ્રક્રિયાના સહગુણકોને $\frac{1}{2}$ વડે ગુણતા: $SO_3 \rightleftharpoons SO_2 + \frac{1}{2} O_2$.
જ્યારે પ્રક્રિયાને $n$ અવયવ વડે ગુણવામાં આવે,ત્યારે નવો સંતુલન અચળાંક $(K_{original})^n$ થાય છે. અહીં,$n = \frac{1}{2}$.
તેથી,$K' = (K_{rev})^{1/2} = (\frac{1}{64})^{1/2} = \frac{1}{8} = 0.125$.
આમ,વિકલ્પ $(b)$ સાચો જવાબ છે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા છે: $N_2 + O_2 \rightleftharpoons 2 NO$
સંતુલન અચળાંકનું સૂત્ર નીચે મુજબ છે:
$K_C = \frac{[NO]^2}{[N_2][O_2]}$
આપેલ સંતુલન સાંદ્રતા:
$[N_2] = 4 \times 10^{-3} \ M$
$[O_2] = 3 \times 10^{-3} \ M$
$[NO] = 3 \times 10^{-3} \ M$
કિંમતો સૂત્રમાં મૂકતા:
$K_C = \frac{(3 \times 10^{-3})^2}{(4 \times 10^{-3})(3 \times 10^{-3})}$
$K_C = \frac{9 \times 10^{-6}}{12 \times 10^{-6}}$
$K_C = \frac{9}{12} = 0.75$

(D) પ્રક્રિયા $N_2O_4 \rightleftharpoons 2NO_2$ છે.
$N_2O_4$ નું આણ્વીય દળ $92 \ g/mol$ છે.
સૈદ્ધાંતિક બાષ્પ ઘનતા $D = \frac{\text{આણ્વીય દળ}}{2} = \frac{92}{2} = 46$ થાય.
અવલોકિત બાષ્પ ઘનતા $d = 40$ આપેલ છે.
પ્રક્રિયકના $1 \ mole$ માંથી બનતા નીપજના મોલ $n = 2$ છે.
વિયોજન અંશ $\alpha$ નું સૂત્ર $\alpha = \frac{D-d}{(n-1)d}$ છે.
કિંમતો મૂકતા: $\alpha = \frac{46-40}{(2-1) \times 40} = \frac{6}{40} = 0.15$.

(B) આપેલ છે,$pH = 10$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $pH + pOH = 14$.
તેથી,$pOH = 14 - 10 = 4$.
$[OH^{-}] = 10^{-pOH} = 10^{-4} \ M$.
સાંદ્રતા $C = 0.05 \ M$.
નિર્બળ બેઈઝ માટે,$K_b = \frac{[OH^{-}]^2}{C - [OH^{-}]}$.
કારણ કે $[OH^{-}]$ એ $C$ ની સરખામણીમાં ખૂબ જ નાનું છે,$K_b \approx \frac{[OH^{-}]^2}{C}$.
$K_b = \frac{(10^{-4})^2}{0.05} = \frac{10^{-8}}{5 \times 10^{-2}} = 0.2 \times 10^{-6} = 2 \times 10^{-7}$.

(A) $K_p$ અને $K_C$ વચ્ચેનો સંબંધ સૂત્ર $K_p = K_C(RT)^{\Delta n_g}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા $H_{2(g)} + I_{2(g)} \rightleftharpoons 2 HI_{(g)}$ માટે,વાયુરૂપ ઘટકોના મોલની સંખ્યામાં ફેરફાર $\Delta n_g = n_p - n_r = 2 - (1 + 1) = 0$ છે.
આ કિંમત સૂત્રમાં મૂકતા,આપણને $K_p = K_C(RT)^0$ મળે છે.
કોઈપણ શૂન્યતર સંખ્યાની $0$ ઘાત $1$ હોવાથી,$K_p = K_C \times 1 = K_C$ થાય છે.

(B) પ્રક્રિયા $2 A \rightleftharpoons B + C$ છે.
પ્રક્રિયા ભાગફળ $Q$ નું સૂત્ર: $Q = \frac{[B][C]}{[A]^2}$ છે.
આપેલી સાંદ્રતા મૂકતા: $Q = \frac{(6 \times 10^{-5}) \times (6 \times 10^{-5})}{(6 \times 10^{-5})^2} = 1$.
અહીં $Q = 1$ અને $K_{eq} = 2 \times 10^{-3}$ હોવાથી,$Q > K_{eq}$ છે.
જ્યારે $Q > K_{eq}$ હોય,ત્યારે પ્રક્રિયા સંતુલન પ્રાપ્ત કરવા માટે પ્રતિગામી દિશામાં આગળ વધે છે.

(A) ફેરિક આયનો અને થાયોસાયનેટ આયનો વચ્ચેની પ્રક્રિયા: $Fe^{3+} (aq) + SCN^- (aq) \rightleftharpoons [Fe(SCN)]^{2+} (aq)$ (લાલ રંગ).
જ્યારે ઓક્ઝેલિક એસિડ $(C_2H_2O_4)$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે $Fe^{3+}$ આયનો સાથે પ્રક્રિયા કરીને સ્થાયી સંકીર્ણ $[Fe(C_2O_4)_3]^{3-}$ બનાવે છે,જે $Fe^{3+}$ ની સાંદ્રતા ઘટાડે છે,સંતુલનને ડાબી તરફ ખસેડે છે અને લાલ રંગની તીવ્રતા ઘટાડે છે.
જ્યારે મર્ક્યુરિક ક્લોરાઈડ $(HgCl_2)$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે $SCN^-$ આયનો સાથે પ્રક્રિયા કરીને સ્થાયી સંકીર્ણ $[Hg(SCN)_4]^{2-}$ બનાવે છે,જે $SCN^-$ ની સાંદ્રતા ઘટાડે છે,સંતુલનને ડાબી તરફ ખસેડે છે અને લાલ રંગની તીવ્રતા ઘટાડે છે.
તેથી,$(I)$ અને $(II)$ બંને લાલ રંગની તીવ્રતા ઘટાડશે.

(C) રાસાયણિક સંતુલન માટે,અચળ કદ પર નિષ્ક્રિય વાયુ ઉમેરવાથી પ્રક્રિયક જાતિઓના આંશિક દબાણમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.
પાત્રનું કુલ કદ અચળ રહેતું હોવાથી,દરેક પ્રક્રિયક અને નીપજની સાંદ્રતા બદલાતી નથી.
લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જો પ્રક્રિયક જાતિઓની સાંદ્રતા બદલાતી ન હોય,તો સંતુલન સ્થિતિ પર કોઈ અસર થતી નથી.
તેથી,અચળ કદ પર નિષ્ક્રિય $Ar$ વાયુ ઉમેરવાથી $N_{2(g)} + 3H_{2(g)} \rightleftharpoons 2NH_{3(g)}$ પ્રક્રિયાના સંતુલન પર કોઈ અસર થશે નહીં.

(A) પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા $A \rightleftharpoons B$ માટે,સંતુલન અચળાંક $K$ એ એન્થાલ્પી ફેરફાર $\Delta H$ સાથે વાન્ટ હોફ સમીકરણ દ્વારા જોડાયેલ છે: $\ln K = -\frac{\Delta H}{RT}$.
આપેલ છે કે $\Delta H = -41.5 \ kJ \ mol^{-1}$,$R = 8.314 \times 10^{-3} \ kJ \ mol^{-1} \ K^{-1}$,અને $T = 500 \ K$.
કિંમતો મૂકતા: $\ln K = -\frac{-41.5}{8.314 \times 10^{-3} \times 500}$.
$\ln K = \frac{41.5}{4.157} \approx 9.983$.
તેથી,$K = e^{9.983} \approx e^{10}$.

(C) $Z > 100$ પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતા તત્વો માટે,$IUPAC$ નામકરણ અંકો માટે નીચેના મૂળનો ઉપયોગ કરે છે: $1 = un$,$2 = bi$,$3 = tri$।
$123$ પરમાણુ ક્રમાંક માટે:
$1 = un$
$2 = bi$
$3 = tri$
નામ આ મૂળને જોડીને અને પ્રત્યય $-ium$ ઉમેરીને બનાવવામાં આવે છે: $un + bi + tri + ium = \text{Unbitrium}$।
સંજ્ઞા મૂળના પ્રથમ અક્ષરો પરથી મેળવવામાં આવે છે: $U + b + t = Ubt$।

(B) મેન્ડેલીફના આવર્ત નિયમ અને આધુનિક આવર્ત નિયમ વચ્ચે અભિગમમાં મૂળભૂત તફાવત નીચે મુજબ છે:
$1$. મેન્ડેલીફનો આવર્ત નિયમ $atomic \ weight$ (પરમાણુ ભાર) પર આધારિત છે.
$2$. આધુનિક આવર્ત નિયમ $atomic \ number$ (પરમાણુ ક્રમાંક) પર આધારિત છે.
તેથી,વર્ગીકરણનો આધાર $atomic \ weight$ થી બદલાઈને $atomic \ number$ થયો છે.

(B) પરમાણુની ભાગીદારીના ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને પોતાની તરફ આકર્ષવાની ક્ષમતાને વિદ્યુતઋણતા કહેવામાં આવે છે.
આપેલ તત્વોમાં ફ્લોરિન $(F)$ સૌથી વધુ વિદ્યુતઋણતા ધરાવે છે.
તેના નાના કદ અને બાહ્યતમ કક્ષામાં સાત ઇલેક્ટ્રોન હોવાને કારણે,તે સૌથી વધુ વિદ્યુતઋણતા દર્શાવે છે.
પોલિંગ સ્કેલ પર,તેનું મૂલ્ય $4.0$ ગણવામાં આવે છે.
તેથી,વિકલ્પ $(B)$ સાચો છે.

(B) સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા ક્રમિક આયનીકરણ ઉર્જામાં થતા સૌથી મોટા ઉછાળાને ઓળખીને નક્કી કરવામાં આવે છે.
મૂલ્યોની સરખામણી:
$1^{st} \to 2^{nd}$: $410 \ kJ \ mol^{-1}$
$2^{nd} \to 3^{rd}$: $280 \ kJ \ mol^{-1}$
$3^{rd} \to 4^{th}$: $400 \ kJ \ mol^{-1}$
$4^{th} \to 5^{th}$: $1700 \ kJ \ mol^{-1}$
સૌથી મોટો ઉછાળો $4^{th}$ અને $5^{th}$ આયનીકરણ ઉર્જા વચ્ચે જોવા મળે છે.
આ સૂચવે છે કે $5^{th}$ ઇલેક્ટ્રોન સ્થિર આંતરિક કક્ષામાંથી દૂર કરવામાં આવે છે.
તેથી,પરમાણુ $X$ માં $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.

(A) આઈસોઈલેક્ટ્રોનિક સ્પીસીઝ એટલે કે સમાન ઈલેક્ટ્રોન ધરાવતા આયનો અથવા પરમાણુઓ. $Mg^{2+}$ અને $Al^{3+}$ બંનેમાં $10$ ઈલેક્ટ્રોન $(1s^2 2s^2 2p^6)$ હોય છે.
આઈસોઈલેક્ટ્રોનિક સ્પીસીઝ માટે,જેમ પરમાણુ ક્રમાંક $(Z)$ વધે તેમ આયનીય ત્રિજ્યા ઘટે છે કારણ કે અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર $(Z_{eff})$ વધે છે,જે ઈલેક્ટ્રોનને કેન્દ્રની નજીક ખેંચે છે.
$Z_{Mg} = 12$ અને $Z_{Al} = 13$.
$Z_{Al} > Z_{Mg}$ હોવાથી,$Al^{3+}$ માં સૌથી બહારના ઈલેક્ટ્રોન પરનો અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર $Mg^{2+}$ કરતા વધારે હોય છે.
આ ઉચ્ચ $Z_{eff}$ ને કારણે $Al^{3+}$ ની આયનીય ત્રિજ્યા $Mg^{2+}$ કરતા નાની હોય છે.
તેથી,$A$ અને $R$ બંને સાચા છે અને $R$ એ $A$ ની સાચી સમજૂતી છે.

(A) વિદ્યુતઋણતા એ પરમાણુની સહિયારી ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને આકર્ષવાની વૃત્તિ છે.
પૌલિંગ સ્કેલના મૂલ્યો મુજબ:
$I$. $H (2.20)$ અને $P (2.19)$ ના મૂલ્યો સમાન છે.
$II$. $Be (1.57)$ અને $Al (1.61)$ ના મૂલ્યો સમાન છે.
$III$. $N (3.04)$ અને $Cl (3.16)$ ના મૂલ્યો સમાન છે.
$IV$. $C (2.55)$ અને $P (2.19)$ ના મૂલ્યો અલગ છે.
આમ,$I, II$ અને $III$ જોડીના તત્વોની વિદ્યુતઋણતા લગભગ સમાન છે.

(B) આવર્તમાં ડાબેથી જમણે જતાં અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભારમાં વધારો થવાને કારણે પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા ઘટે છે.
$Period-2$ માં,ક્રમ $B < Be$ છે.
$Period-3$ માં,ક્રમ $Al < Na$ છે.
સમૂહમાં ઉપરથી નીચે જતાં નવી કક્ષા ઉમેરાવાને કારણે પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા વધે છે.
તત્વોની સરખામણી કરતાં: $B$ ($Period-2$,Group $13$) ની ત્રિજ્યા સૌથી નાની છે. $Be$ ($Period-2$,Group $2$) એ $B$ કરતા મોટી છે. $Al$ ($Period-3$,Group $13$) એ $B$ અને $Be$ કરતા મોટી છે. $Na$ ($Period-3$,Group $1$) આ બધામાં સૌથી મોટી છે.
તેથી,પરમાણ્વીય ત્રિજ્યાનો સાચો ક્રમ $B < Be < Al < Na$ છે.

(A) $Be^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[He]$,$Na^{+}$ ની $[Ne]$,$Cl^{-}$ ની $[Ar]$ અને $Br^{-}$ ની $[Kr]$ છે.
જેમ આપણે સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ,તેમ કક્ષાની સંખ્યા વધે છે,જેનાથી આયનીય ત્રિજ્યામાં વધારો થાય છે.
$Be^{2+}$ માં $2$ કક્ષા,$Na^{+}$ માં $3$ કક્ષા,$Cl^{-}$ માં $4$ કક્ષા અને $Br^{-}$ માં $5$ કક્ષા હોવાથી,આયનીય ત્રિજ્યાનો ક્રમ $Br^{-} > Cl^{-} > Na^{+} > Be^{2+}$ થશે.

(D) $LiAlH_4$ એ હાઇડ્રાઇડ આયન $(H^-)$ ના સ્ત્રોત તરીકે કાર્ય કરે છે,જે સાયક્લોહેક્ઝેનોનના ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરીને આલ્કોક્સાઇડ મધ્યવર્તી બનાવે છે.
બીજા તબક્કામાં,$D_2O$ એ ડ્યુટેરિયમ $(D^+)$ ના સ્ત્રોત તરીકે કાર્ય કરે છે,જે આલ્કોક્સાઇડ ઓક્સિજનનું પ્રોટોનેશન (ડ્યુટેરેશન) કરીને અંતિમ નીપજ બનાવે છે,જે $-OD$ સમૂહ અને આલ્ફા કાર્બન સાથે જોડાયેલ હાઇડ્રોજન પરમાણુ ધરાવતું સાયક્લોહેક્ઝેનોલનું વ્યુત્પન્ન છે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા રાઈમર-ટીમેન પ્રક્રિયા છે.
ફિનોલ જલીય સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ ની હાજરીમાં ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને મધ્યવર્તી સંયોજન બનાવે છે,જેનું એસિડ $(H^+)$ સાથે જળવિભાજન કરવાથી મુખ્ય નીપજ તરીકે $2$-હાઇડ્રોક્સીબેન્ઝાલ્ડિહાઇડ (સેલિસિલલ્ડિહાઇડ) મળે છે.

(B) આ પ્રક્રિયામાં તૃતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ,$(CH_3)_3C-Cl$,અને પ્રબળ બેઈઝ,$C_2H_5ONa$ (સોડિયમ ઈથોક્સાઈડ) વચ્ચે પ્રક્રિયા થાય છે.
આલ્કાઈલ હેલાઈડ અવકાશીય રીતે અવરોધિત (તૃતીયક) હોવાથી,$S_N2$ પ્રક્રિયા શક્ય નથી.
તેથી,બેઈઝ પ્રોટોન સ્વીકારક તરીકે વર્તે છે,જે $E2$ વિલોપન પ્રક્રિયા તરફ દોરી જાય છે.
બેઈઝ $\beta$-કાર્બન પરમાણુમાંથી પ્રોટોન દૂર કરે છે,જેના પરિણામે આલ્કીન બને છે.
મુખ્ય નીપજ $2$-મિથાઈલપ્રોપીન,એટલે કે $(CH_3)_2C=CH_2$ છે.

(A) $UV$ પ્રકાશની હાજરીમાં ઈથાઈલબેન્ઝીનની $Br_2$ સાથેની પ્રક્રિયા મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે. બ્રોમીન મુલક બેન્ઝાઈલિક કાર્બન પરથી હાઈડ્રોજન પરમાણુનું વિસ્થાપન કરે છે કારણ કે પરિણામી બેન્ઝાઈલિક મુલક ફિનાઈલ વલય દ્વારા સંસ્પંદન સ્થાયી હોય છે. $\alpha$-કાર્બન (બેન્ઝાઈલિક સ્થાન) પર બનેલો મુલક $\beta$-કાર્બન પરના મુલક કરતા વધુ સ્થાયી હોય છે. તેથી,મુખ્ય નીપજ $1$-બ્રોમો-$1$-ફિનાઈલઈથેન $(C_6H_5CH(Br)CH_3)$ છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ આગળ વધે છે:
$1$. પ્રારંભિક પદાર્થ એક કાયરલ $2^{\circ}$ હેલોઆલ્કેન છે,ખાસ કરીને $(S)-2-$બ્રોમોબ્યુટેન.
$2$. $KCN$ સાથેની પ્રક્રિયા $S_{N}2$ મિકેનિઝમ દ્વારા થાય છે. ન્યુક્લિયોફાઇલ $CN^-$ લિવિંગ ગ્રુપ $(Br^-)$ ની વિરુદ્ધ બાજુથી હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે કાયરલ કેન્દ્ર પર વાલ્ડન ઇન્વર્ઝન (વિન્યાસનું ઉલટાવું) થાય છે.
$3$. આનાથી નીપજ $X$ તરીકે $(R)-2-$મિથાઈલબ્યુટેન નાઈટ્રાઈલ મળે છે.
$4$. ત્યારબાદ નાઈટ્રાઈલ ગ્રુપ $(-CN)$ નું એસિડ-કેટેલાઈઝ્ડ જળવિભાજન તેને કાર્બોક્સિલિક એસિડ ગ્રુપ $(-COOH)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે,જે કાયરલ કેન્દ્રને અસર કરતું નથી. આમ,પ્રારંભિક પદાર્થની સાપેક્ષમાં વિન્યાસ ઉલટાયેલો રહે છે,જે નીપજ $Y$ તરીકે $(R)-2-$મિથાઈલબ્યુટેનોઈક એસિડ આપે છે.
$5$. આપેલા વિકલ્પો સાથે સરખાવતા,વિકલ્પ $C$ એ $X$ અને $Y$ ની રચનાઓને યોગ્ય રીતે રજૂ કરે છે.

(A) પ્રતિક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. આયોડોબેન્ઝીન $Et_2O$ ની હાજરીમાં $Mg$ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ફિનાઇલમેગ્નેશિયમ આયોડાઇડ (ગ્રીગનાર્ડ રીએજન્ટ) બનાવે છે.
$2$. ફિનાઇલમેગ્નેશિયમ આયોડાઇડ $CO_2$ સાથે પ્રતિક્રિયા કરે છે અને ત્યારબાદ એસિડ જળવિભાજન $(H_3O^+)$ દ્વારા બેન્ઝોઇક એસિડ આપે છે.
$3$. બેન્ઝોઇક એસિડ $Br_2/FeBr_3$ સાથે ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રતિક્રિયા આપે છે. $-COOH$ ગ્રુપ એ નિષ્ક્રિય કરનાર અને મેટા-ડાયરેક્ટિંગ ગ્રુપ હોવાથી,બ્રોમિન પરમાણુ મેટા-સ્થાન પર જોડાશે.
$4$. અંતિમ નીપજ $3$-બ્રોમોબેન્ઝોઇક એસિડ છે.

(C) ચાલો દરેક પ્રક્રિયાનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$(i)$ $C_2H_5COOH \xrightarrow{LiAlH_4} C_2H_5CH_2OH$ (પ્રોપેન$-1-$ઓલ,એક આલ્કોહોલ).
$(ii)$ $C_2H_5Br$ $\xrightarrow{Mg, \text{dry ether}} C_2H_5MgBr$ $\xrightarrow{H_2O} C_2H_6$ (ઈથેન,એક આલ્કેન).
$(iii)$ $\text{બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ} \xrightarrow{H_3PO_2, H_2O} \text{બેન્ઝીન}$ (એક એરોમેટિક હાઈડ્રોકાર્બન).
$(iv)$ $4-\text{ક્લોરોટોલ્યુઈન} \xrightarrow[300 \text{ atm}]{\text{NaOH, } 623 \text{ K}} 4-\text{મિથાઈલફિનોલ}$ (એક ફિનોલ).
આમ,પ્રક્રિયા $(i)$ અને $(iv)$ અનુક્રમે આલ્કોહોલ અને ફિનોલ આપે છે.

(A) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$A$. $\text{Ketone} + NaBH_4 \rightarrow 2^\circ$-આલ્કોહોલ $(III)$.
$B$. $\text{Ester} + LiAlH_4 \rightarrow 1^\circ$-આલ્કોહોલ $(I)$.
$C$. $RMgX + \text{Ketone} \rightarrow 3^\circ$-આલ્કોહોલ $(II)$.
આમ,સાચો ક્રમ $A-III, B-I, C-II$ છે.

(B) આયોડોફોર્મ કસોટી એવા સંયોજનો આપે છે જેમાં $CH_3CO-$ સમૂહ (મિથાઈલ કીટોન) હોય અથવા જેનું ઓક્સિડેશન થઈને આવો સમૂહ બની શકે.
$(A)$ $CH_3CH_2CH_2COC_6H_5$ (બ્યુટિરોફિનોન): તેમાં $CH_3CO-$ સમૂહ નથી.
$(B)$ $C_6H_5COCH_3$ (એસીટોફિનોન): આ એક મિથાઈલ કીટોન $(CH_3CO-C_6H_5)$ છે,તેથી તે આયોડોફોર્મ કસોટી આપે છે.
$(C)$ $CH_2=CHCH_2COC_6H_5$: તેમાં $CH_3CO-$ સમૂહ નથી.
$(D)$ $C_6H_5CH_2COC_2H_5$: તેમાં $CH_3CO-$ સમૂહ નથી.
આમ,વિકલ્પ $B$ સાચો જવાબ છે.

(C) લ્યુકાસ પ્રક્રિયક એ સાંદ્ર $HCl$ અને નિર્જળ $ZnCl_2$ નું મિશ્રણ છે. તેનો ઉપયોગ પ્રાથમિક,દ્વિતીયક અને તૃતીયક આલ્કોહોલ વચ્ચે તફાવત કરવા માટે થાય છે.
$1$. તૃતીયક આલ્કોહોલ $(3^\circ)$ તરત જ સફેદ ધૂંધળાપણું આપે છે.
$2$. દ્વિતીયક આલ્કોહોલ $(2^\circ)$ $5-10 \ min$ માં સફેદ ધૂંધળાપણું આપે છે.
$3$. પ્રાથમિક આલ્કોહોલ $(1^\circ)$ ઓરડાના તાપમાને પ્રક્રિયા આપતા નથી.
આપેલા સંયોજનો:
$(i)$ $n-$બ્યુટેનોલ એ પ્રાથમિક આલ્કોહોલ છે.
$(ii)$ $tert-$બ્યુટેનોલ એ તૃતીયક આલ્કોહોલ છે.
$(iii)$ બેન્ઝાઈલ આલ્કોહોલ અને $(iv)$ એલાઈલ આલ્કોહોલ તેમના કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાને કારણે તરત જ પ્રક્રિયા આપે છે.
તેથી,$(ii)$,$(iii)$ અને $(iv)$ સાચો જવાબ છે.

(B) પ્રક્રિયાનો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$1$. ફિનોલ $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ ફિનોક્સાઈડ બનાવે છે.
$2$. સોડિયમ ફિનોક્સાઈડ $CO_2$ સાથે કોલ્બે પ્રક્રિયા કરે છે અને ત્યારબાદ એસિડિફિકેશન $(H_3O^+)$ દ્વારા સેલિસિલિક એસિડ ($2$-હાઈડ્રોક્સીબેન્ઝોઈક એસિડ) આપે છે.
$3$. ત્યારબાદ સેલિસિલિક એસિડ એસિડ ઉદ્દીપક $(H^+)$ ની હાજરીમાં એસિટિક એનહાઈડ્રાઈડ $((CH_3CO)_2O)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફિનોલિક $-OH$ સમૂહનું એસિટાઈલેશન કરે છે.
$4$. અંતિમ નીપજ $2$-એસીટોક્સીબેન્ઝોઈક એસિડ છે,જેને સામાન્ય રીતે એસ્પિરિન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) પ્રક્રિયાનો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$1$. ફિનોલની $NaOH$ સાથે,ત્યારબાદ $CO_2$ અને પછી $H^+/H_2O$ સાથેની પ્રક્રિયા કોલ્બે-શ્મિટ પ્રક્રિયા છે,જે સેલિસિલિક એસિડ ($2$-હાઈડ્રોક્સીબેન્ઝોઈક એસિડ) આપે છે.
$2$. ત્યારબાદ પિરિડિનની હાજરીમાં $CH_3COCl$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ફિનોલિક $-OH$ સમૂહનું એસીટાઈલેશન છે.
$3$. આ સેલિસિલિક એસિડના $-OH$ સમૂહને એસીટોક્સી સમૂહ $(-OCOCH_3)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે,જેના પરિણામે એસ્પિરિન ($2$-એસીટોક્સીબેન્ઝોઈક એસિડ) બને છે.

(B) આલ્કાઈલ એરાઈલ ઈથરની $HI$ સાથેની પ્રક્રિયામાં ઈથરના ઓક્સિજન પરમાણુનું પ્રોટોનેશન થાય છે,ત્યારબાદ આયોડાઈડ આયન $(I^-)$ નો ઓછા અવરોધ ધરાવતા આલ્કાઈલ સમૂહ પર ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો થાય છે. આ કિસ્સામાં,સાયક્લોહેક્સિલ સમૂહ એ આલ્કાઈલ સમૂહ છે અને ફિનાઈલ સમૂહ એ એરાઈલ સમૂહ છે. $I^-$ આયન સાયક્લોહેક્સિલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે સાયક્લોહેક્સિલ આયોડાઈડ $(X)$ અને ફિનોલ $(Y)$ બને છે.

(D) પ્રક્રિયક $DIBAL-H$ (ડાયઆઈસોબ્યુટાઈલ એલ્યુમિનિયમ હાઈડ્રાઈડ,$AlH(i-Bu)_2$) એક પસંદગીયુક્ત રિડક્શનકર્તા છે. તે જળવિભાજન પછી નાઈટ્રાઈલ $(-CN)$ નું આલ્ડિહાઈડ $(-CHO)$ માં રિડક્શન કરે છે,જ્યારે કાર્બન-કાર્બન દ્વિબંધ $(C=C)$ જેવા અન્ય ક્રિયાશીલ સમૂહોને અસર કરતું નથી. તેથી,$Ph-CH=CH-CH_2-CH_2-CN$ ની $DIBAL-H$ અને ત્યારબાદ $H_2O$ સાથેની પ્રક્રિયાથી $Ph-CH=CH-CH_2-CH_2-CHO$ મળે છે.

(D) $DIBAL-H$ એટલે ડાયઆઈસોબ્યુટાઈલ એલ્યુમિનિયમ હાઈડ્રાઈડ,જેનું સૂત્ર $(i-Bu)_2AlH$ છે.
તે એક પસંદગીયુક્ત રિડક્શનકર્તા છે જે નીચા તાપમાને (સામાન્ય રીતે $-78 \ ^\circ C$) એસ્ટરનું આલ્ડિહાઇડમાં રિડક્શન કરે છે.
તેથી,સાચો પ્રક્રિયક $DIBAL-H$ છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $(d)$ છે.

(A) પ્રક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. $Toluene$ નું $Benzaldehyde$ માં રૂપાંતર એ $Etard$ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખાતી ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા છે,જેમાં $CS_2$ માં $CrO_2Cl_2$ અને ત્યારબાદ જળવિભાજન $(H_3O^+)$ નો ઉપયોગ થાય છે. તેથી,$X = (i) \ CrO_2Cl_2/CS_2, (ii) \ H_3O^+$.
$2$. $Benzaldehyde$ માં $-CHO$ સમૂહ હોય છે,જે ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ માટે નિષ્ક્રિય કરનાર અને $meta$-નિર્દેશક સમૂહ છે.
$3$. $273-283 \ K$ તાપમાને નાઇટ્રેટિંગ મિશ્રણ $(HNO_3 + H_2SO_4)$ નો ઉપયોગ કરીને $Benzaldehyde$ નું નાઇટ્રેશન કરવાથી મુખ્ય નીપજ તરીકે $m-nitrobenzaldehyde$ મળે છે. તેથી,$Y = m-nitrobenzaldehyde$.

(D) ચાલો દરેક પ્રક્રિયાનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$I$. $CH_3CH_2CH=CH_2 \xrightarrow[(ii) NaOH/H_2O_2]{(i) B_2H_6} CH_3CH_2CH_2CH_2OH$ ($n$-બ્યુટેનોલ). આ હાઇડ્રોબોરેશન-ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા છે,જે પાણીના એન્ટી-માર્કોવનીકોવ ઉમેરણને અનુસરે છે.
$II$. $CH_3CH_2CHO \xrightarrow[(ii) H_2O]{(i) CH_3MgI} CH_3CH_2CH(OH)CH_3$ (બ્યુટેન-$2$-ઓલ). આ ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયા છે જે દ્વિતીયક આલ્કોહોલ બનાવે છે.
$III$. $CH_3CH_2CH_2CN$ $\xrightarrow[(ii) H_3O^+]{(i) SnCl_2, HCl} CH_3CH_2CH_2CHO$ $\xrightarrow{NaBH_4} CH_3CH_2CH_2CH_2OH$ ($n$-બ્યુટેનોલ). સ્ટીફન રિડક્શન નાઈટ્રાઈલને આલ્ડિહાઈડમાં રૂપાંતરિત કરે છે,જે પછી પ્રાથમિક આલ્કોહોલમાં રિડ્યુસ થાય છે.
$IV$. $CH_3CH_2CH_2CO_2H \xrightarrow{B_2H_6} CH_3CH_2CH_2CH_2OH$ ($n$-બ્યુટેનોલ). ડાયબોરેન ખાસ કરીને કાર્બોક્સિલિક એસિડને પ્રાથમિક આલ્કોહોલમાં રિડ્યુસ કરે છે.
આમ,પ્રક્રિયાઓ $I, III$ અને $IV$ $n$-બ્યુટેનોલ ઉત્પન્ન કરે છે.

(A) શરૂઆતનું પદાર્થ $4$-મિથાઈલએસીટોફિનોન છે.
$(i)$ $KOH$ અને ગરમીની હાજરીમાં વધારાના $KMnO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલા આલ્કાઈલ ગ્રુપ $(-CH_3)$ અને એસીટાઈલ ગ્રુપ $(-COCH_3)$ બંનેનું ઓક્સિડેશન થઈને કાર્બોક્સિલેટ ગ્રુપ $(-COO^-)$ બને છે.
(ii) ત્યારબાદ $dil. H_2SO_4$ સાથે એસિડિફિકેશન કરવાથી કાર્બોક્સિલેટ ગ્રુપનું કાર્બોક્સિલિક એસિડ ગ્રુપ $(-COOH)$ માં રૂપાંતર થાય છે,જે નીપજ $P$ તરીકે ટેરેપ્થેલિક એસિડ (બેન્ઝીન-$1,4$-ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ) આપે છે.
(iii) $LiAlH_4$ એક પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે જે બંને કાર્બોક્સિલિક એસિડ ગ્રુપનું પ્રાથમિક આલ્કોહોલ ગ્રુપ $(-CH_2OH)$ માં રિડક્શન કરે છે.
(iv) અંતે $H_3O^+$ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી નીપજ $Q$ તરીકે બેન્ઝીન-$1,4$-ડાયમિથેનોલ મળે છે.

(A) $Step \ 1$: સાયક્લોહેક્સેનોન $EtMgBr$ (ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક) સાથે પ્રક્રિયા કરે છે અને ત્યારબાદ જળવિભાજન $(H_2O)$ દ્વારા $1$-ઇથાઇલસાયક્લોહેક્સેનોલ બનાવે છે.
$Step \ 2$: $20\% \ H_3PO_4$ ની હાજરીમાં $1$-ઇથાઇલસાયક્લોહેક્સેનોલનું નિર્જલીકરણ થતા ઇથાઇલડીનસાયક્લોહેક્સેન મુખ્ય આલ્કીન નીપજ તરીકે મળે છે.
$Step \ 3$: ઇથાઇલડીનસાયક્લોહેક્સેનમાં $HBr$ નો ઉમેરો માર્કોવનીકોવના નિયમ મુજબ થાય છે,જેમાં પ્રોટોન દ્વિબંધના ટર્મિનલ કાર્બન પર ઉમેરાય છે અને બ્રોમાઇડ આયન વધુ વિસ્થાપિત કાર્બન પર ઉમેરાય છે,પરિણામે અંતિમ નીપજ $(P)$ તરીકે $1$-બ્રોમો-$1$-ઇથાઇલસાયક્લોહેક્સેન મળે છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયા $4$-મિથાઈલબેન્ઝાલ્ડિહાઈડની સાંદ્ર $NaOH$ સાથેની કેનિઝારો પ્રક્રિયા છે.
$2 \ CH_3-C_6H_4-CHO + NaOH \xrightarrow{\Delta} CH_3-C_6H_4-CH_2OH (P) + CH_3-C_6H_4-COONa (Q)$.
અહીં,$P$ એ $4$-મિથાઈલબેન્ઝાઈલ આલ્કોહોલ છે અને $Q$ એ સોડિયમ $4$-મિથાઈલબેન્ઝોએટ છે.
જ્યારે $Q$ ને સોડાલાઈમ $(NaOH + CaO)$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું ડિકાર્બોક્સિલેશન થઈને ટોલ્યુઈન $(R)$ બને છે.
$CH_3-C_6H_4-COONa + NaOH \xrightarrow{CaO, \Delta} CH_3-C_6H_5 + Na_2CO_3$.
આમ,નીપજ $R$ એ ટોલ્યુઈન છે.

(B) $1$. સંયોજન '$A$' નું આણ્વીય સૂત્ર $C_8H_8O$ છે અને તે $I_2/KOH$ (હેલોફોર્મ પ્રક્રિયા) સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,જે મિથાઈલ કીટોન ગ્રુપ $(-COCH_3)$ ની હાજરી સૂચવે છે.
$2$. એસિટોફિનોન $(C_6H_5COCH_3)$ આ વર્ણન સાથે બંધ બેસે છે. તે $I_2/KOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને પોટેશિયમ બેન્ઝોએટ ('$B$',$C_6H_5COOK$) અને આયોડોફોર્મ ('$C$',$CHI_3$) બનાવે છે.
$3$. આયોડોફોર્મ $(CHI_3)$ સિલ્વર પાવડર $(Ag)$ સાથે ગરમ કરવાથી ડીહેલોજનેશન પ્રક્રિયા દ્વારા એસિટિલીન ('$D$',$HC\equiv CH$) બનાવે છે.
$4$. પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $2CHI_3 + 6Ag \rightarrow HC\equiv CH + 6AgI$.
$5$. તેથી,'$A$' એ એસિટોફિનોન છે અને '$D$' એ એસિટિલીન $(HC\equiv CH)$ છે.

(C) પ્રક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. એનિલીન $273-278 \ K$ તાપમાને $NaNO_2/HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઇડ બનાવે છે.
$2$. ગરમ $H_2O$ સાથે જળવિભાજન કરવાથી ડાયઝોનિયમ ક્ષારનું ફિનોલમાં રૂપાંતર થાય છે.
$3$. ફિનોલ વધારાના $Br_2$ (બ્રોમીન પાણી) સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન દ્વારા $2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોફિનોલ આપે છે.
$4$. $NaOH$ સાથેની પ્રક્રિયા ફિનોલને સોડિયમ ફિનોક્સાઇડ ($2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોફિનોક્સાઇડ) માં ફેરવે છે.
$5$. અંતે,$CH_3I$ સાથેની પ્રક્રિયા (વિલિયમસન ઈથર સંશ્લેષણ) દ્વારા અંતિમ નીપજ તરીકે $2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોએનિસોલ મળે છે.

(C) હોફમેન બ્રોમામાઇડ ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયા એ પ્રાથમિક એમાઇડને પ્રાથમિક એમાઇનમાં રૂપાંતરિત કરવાની પદ્ધતિ છે,જેમાં શરૂઆતના એમાઇડ કરતા એક કાર્બન પરમાણુ ઓછો હોય છે.
સામાન્ય પ્રક્રિયા છે: $R-CONH_2 + Br_2 + 4KOH \rightarrow R-NH_2 + K_2CO_3 + 2KBr + 2H_2O$.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$CH_3CONH_2$ (એસીટામાઇડ) એકમાત્ર પ્રાથમિક એમાઇડ છે. અન્ય સંયોજનો નાઇટ્રાઇલ $(CH_3CN)$,દ્વિતીયક એમાઇડ $(CH_3CONHCH_3)$ અને આઇસોસાયનાઇડ $(CH_3NC)$ છે.
તેથી,$CH_3CONH_2$ હોફમેન ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયા આપે છે.

(C) ડાયઝોનિયમ ક્ષાર એ કાર્બનિક સંયોજનોનો એક સમૂહ છે જે સામાન્ય ક્રિયાશીલ સમૂહ $R-N_2^+ X^-$ ધરાવે છે,જ્યાં $R$ એ કાર્બનિક સમૂહ (આલ્કાઈલ અથવા એરાઈલ) છે અને $X$ એ અકાર્બનિક આયન છે.
$(a)$ એલિફેટિક ડાયઝોનિયમ ક્ષાર ખૂબ જ અસ્થાયી હોય છે અને નીચા તાપમાને પણ વિઘટન પામે છે.
$(b)$ એનિલીનને તેના ડાયઝોનિયમ ક્ષારને પાણી સાથે ગરમ કરીને ફિનોલમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે.
$(c)$ એલિફેટિક ડાયઝોનિયમ ક્ષાર વિઘટન પામીને જથ્થાત્મક રીતે નાઇટ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે.
$(d)$ એનિલીનને બાલ્ઝ-શીમેન પ્રક્રિયા દ્વારા તેના ડાયઝોનિયમ ક્ષારમાંથી ફ્લોરોબેન્ઝીનમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે.
તેથી,વિધાન $(c)$ સાચું છે.

(B) પગલું $(i)$: એમાઈડ બ્રોમિન અને જલીય $KOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને હોફમેન બ્રોમામાઈડ ડિગ્રેડેશન દ્વારા પ્રાથમિક એમાઈન બનાવે છે.
પગલું $(ii)$: પ્રાથમિક એમાઈન $NaNO_2 / HCl$ (નાઈટ્રસ એસિડ) સાથે નીચા તાપમાને પ્રક્રિયા કરીને ડાયઝોનિયમ ક્ષાર બનાવે છે,જેનું જળવિભાજન કરવાથી આલ્કોહોલ મળે છે.

(A) થેલિક એસિડની $NH_3$ સાથેની પ્રતિક્રિયાથી એમોનિયમ થેલેટ $(P)$ મળે છે.
એમોનિયમ થેલેટ $(P)$ ને ગરમ કરવાથી પાણીના બે અણુઓ દૂર થઈને થેલેમાઇડ $(Q)$ બને છે.
થેલેમાઇડ $(Q)$ ને વધુ ગરમ કરવાથી એમોનિયાનો એક અણુ દૂર થઈને થેલીમાઇડ $(R)$ બને છે.

(D) પ્રક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. $p$-ટોલ્યુઈડિન $NaNO_2$ અને $HCl$ સાથે $273-278 \ K$ તાપમાને પ્રક્રિયા કરીને $p$-ટોલ્યુઈનડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ બનાવે છે (ડાયઝોટાઈઝેશન).
$2$. ડાયઝોનિયમ ક્ષાર $HBF_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $p$-ટોલ્યુઈનડાયઝોનિયમ ફ્લોરોબોરેટ બનાવે છે,જે ગરમ કરવાથી વિઘટન પામીને $p$-ફ્લોરોટોલ્યુઈન આપે છે (બાલ્ઝ-શીમેન પ્રક્રિયા).
$3$. $p$-ફ્લોરોટોલ્યુઈન $NaNO_2$ અને $Cu$ સાથે ગરમ કરવાથી ફ્લોરિન પરમાણુનું નાઈટ્રો ગ્રુપ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે,જે $p$-નાઈટ્રોટોલ્યુઈન આપે છે.
તેથી,અંતિમ નીપજ $X$ એ $p$-નાઈટ્રોટોલ્યુઈન છે.

(D) આપેલ પ્રક્રિયામાં,$p$-ટોલ્યુઈડિન $273-278 \ K$ તાપમાને $NaNO_2$ અને $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ડાયઝોનિયમ ક્ષાર ($p$-મિથાઈલબેન્ઝીનડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ) બનાવે છે.
ત્યારબાદ આ ડાયઝોનિયમ ક્ષાર $H^+$ ની હાજરીમાં $N$-ફિનાઈલપાયરોલિડિન સાથે ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન (યુગ્મન પ્રક્રિયા) અનુભવે છે.
યુગ્મન પ્રક્રિયા $N$-ફિનાઈલપાયરોલિડિન વલયના પેરા-સ્થાન પર થાય છે કારણ કે પાયરોલિડિનિલ સમૂહ પ્રબળ ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક સમૂહ છે અને પેરા-સ્થાન અવકાશીય રીતે ઓછું અવરોધિત છે.
આમ,મુખ્ય નીપજ વિકલ્પ $D$ માં દર્શાવ્યા મુજબની પેરા-યુગ્મિત એઝો ડાય છે.

(B) પ્રક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. એનિલીનનું $(CH_3CO)_2O$ અને પિરિડિન સાથે એસિટિલેશન $-NH_2$ સમૂહનું રક્ષણ કરે છે,જેથી એસિટાનિલાઈડ બને છે.
$2$. $CH_3CO_2H$ માં $Br_2$ સાથે ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન $-NHCOCH_3$ સમૂહની અવકાશી અવરોધને કારણે પેરા-સ્થાન પર થાય છે,જે $p$-બ્રોમોએસિટાનિલાઈડ આપે છે.
$3$. $NaOH(aq)$ સાથે જળવિભાજન એસિટિલ સમૂહને દૂર કરીને $p$-બ્રોમોએનિલીન પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે.
$4$. $0-5 \ ^\circ C$ તાપમાને $HNO_2$ સાથે ડાયઝોટાઈઝેશન $-NH_2$ સમૂહને ડાયઝોનિયમ ક્ષાર,$-N_2^+Cl^-$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.
$5$. $CuCl/HCl$ સાથે સેન્ડમેયર પ્રક્રિયા ડાયઝોનિયમ સમૂહને ક્લોરિન પરમાણુ દ્વારા બદલે છે,જેના પરિણામે $1$-બ્રોમો-$4$-ક્લોરોબેન્ઝીન મળે છે.

(D) બેન્ઝાઈલએમાઈન $(C_6H_5CH_2NH_2)$ એ પ્રાથમિક એલિફેટિક એમાઈન છે.
જ્યારે તે નાઈટ્રસ એસિડ $(HNO_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,જે નીચા તાપમાને $(273-278 \ K)$ $NaNO_2$ અને $HCl$ ની પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે,ત્યારે તે અસ્થાયી ડાયઝોનિયમ ક્ષાર બનાવે છે.
આ ડાયઝોનિયમ ક્ષાર તરત જ જળવિભાજન પામીને બેન્ઝાઈલ આલ્કોહોલ $(C_6H_5CH_2OH)$ અને નાઈટ્રોજન વાયુ $(N_2)$ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $C_6H_5CH_2NH_2 + HNO_2 \rightarrow C_6H_5CH_2OH + N_2 + H_2O$.
તેથી,મુખ્ય નીપજ બેન્ઝાઈલ આલ્કોહોલ છે.

(C) જલીય $NaOH$ ની હાજરીમાં ફિનોલની $CHCl_3$ સાથેની પ્રક્રિયાને $Reimer-Tiemann$ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$CHCl_3$ એ $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ડાયક્લોરોકાર્બીન મધ્યવર્તી $(:CCl_2)$ બનાવે છે.
આ ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બીન ફિનોક્સાઇડ આયન પર ઓર્થો સ્થાન પર હુમલો કરે છે.
બનેલ મધ્યવર્તી સંયોજનનું જળવિભાજન થતા સેલિસિલલ્ડિહાઇડ ($2$-હાઇડ્રોક્સિબેન્ઝાલ્ડિહાઇડ) તેના ક્ષાર સ્વરૂપે મળે છે,જે સોડિયમ $2-$ફોર્મિલફિનોલેટ છે.

(A) પગલું $1$: બેન્ઝાલ્ડિહાઈડ ઓક્સાઈમ $(C_6H_5-CH=NOH)$ ની એસિટિક એનહાઈડ્રાઈડ $((CH_3CO)_2O)$ સાથેની પ્રક્રિયા નિર્જલીકરણ દ્વારા બેન્ઝોનાઈટ્રાઈલ $(P = C_6H_5-CN)$ બનાવે છે.
પગલું $2$: બેન્ઝોનાઈટ્રાઈલ $(C_6H_5-CN)$ ની મિથાઈલ મેગ્નેશિયમ આયોડાઈડ $(CH_3MgI)$ સાથેની પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ એસિડ જળવિભાજન $(H_3O^+)$ એ કીટોન બનાવવાની પ્રમાણિત પદ્ધતિ છે. ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક નાઈટ્રાઈલ કાર્બન પર હુમલો કરીને ઈમાઈન મધ્યવર્તી બનાવે છે,જેનું જળવિભાજન એસિટોફિનોન $(Q = C_6H_5-CO-CH_3)$ આપે છે.

(C) પ્રાથમિક એમાઇન્સ (એલિફેટિક અને એરોમેટિક બંને) ની ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ અને આલ્કોહોલિક પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(KOH)$ સાથેની પ્રક્રિયાને કાર્બાઈલએમાઈન પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,એનિલિન $(C_6H_5NH_2)$ એ $CHCl_3$ અને $KOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફિનાઇલ આઇસોસાયનાઇડ $(C_6H_5NC)$ બનાવે છે,જેને ફિનાઇલ કાર્બાઈલએમાઈન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $C_6H_5NH_2 + CHCl_3 + 3KOH (alc.) \rightarrow C_6H_5NC + 3KCl + 3H_2O$.
તેથી,સાચી નીપજ ફિનાઇલ આઇસોસાયનાઇડ છે.

(A) સ્ટાર્ચ એ $(C_6H_{10}O_5)_n$ સૂત્ર ધરાવતો પોલીસેકેરાઇડ છે.
જ્યારે સ્ટાર્ચને ઊંચા દબાણે મંદ $H_2SO_4$ સાથે ઉકાળવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું જળવિભાજન થઈને ગ્લુકોઝ $(A)$ મળે છે.
પ્રક્રિયા: $(C_6H_{10}O_5)_n + nH_2O \xrightarrow{\text{dil. } H_2SO_4, \text{high pressure}} nC_6H_{12}O_6$.
ગ્લુકોઝ $(C_6H_{12}O_6)$ ને હાઇડ્રોઆયોડિક એસિડ $(HI)$ સાથે લાંબા સમય સુધી ગરમ કરતા તેનું રિડક્શન થઈને $n$-હેક્ઝેન $(B)$ મળે છે,જે $CH_3-(CH_2)_4-CH_3$ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) ગ્લુકોઝનું ચક્રીય બંધારણ નીચેની હકીકતો દ્વારા સમર્થિત છે:
$(i)$ ગ્લુકોઝ શિફ્ફની કસોટી આપતું નથી કારણ કે $-CHO$ સમૂહ હેમિયાસીટલ બંધારણમાં જોડાયેલ હોય છે અને મુક્ત હોતો નથી.
$(ii)$ ગ્લુકોઝ એનોમેરિક કાર્બનના નિર્માણને કારણે બે અલગ-અલગ સ્ફટિકીય સ્વરૂપો ($\alpha$-$D$-ગ્લુકોઝ અને $\beta$-$D$-ગ્લુકોઝ) માં અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
$(iv)$ ગ્લુકોઝનું પેન્ટાએસીટેટ હાઈડ્રોક્સિલએમાઈન સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી કારણ કે આલ્ડિહાઈડ સમૂહ મુક્ત હોતો નથી (તે ચક્રીય હેમિયાસીટલ સ્વરૂપમાં હોય છે).
વિધાન $(iii)$ ગ્લુકોઝનું સેકેરિક એસિડમાં ઓક્સિડેશન દર્શાવે છે,જે ખુલ્લી શૃંખલાવાળા બંધારણનો ગુણધર્મ છે,ચક્રીય બંધારણનો નહીં.
તેથી,વિધાનો $(i)$,$(ii)$ અને $(iv)$ ગ્લુકોઝના ચક્રીય બંધારણને સમર્થન આપે છે.

(B) રિડ્યુસિંગ શર્કરા એ કાર્બોહાઇડ્રેટ છે જે મુક્ત આલ્ડિહાઇડ અથવા કીટોન સમૂહની હાજરીને કારણે રિડક્શનકર્તા તરીકે કાર્ય કરી શકે છે.
બધા મોનોસેકેરાઇડ્સ,જેમ કે $Ribose$ અને $Fructose$,રિડ્યુસિંગ શર્કરા છે.
ડાયસેકેરાઇડ્સમાં,$Lactose$ એ રિડ્યુસિંગ શર્કરા છે કારણ કે તેમાં મુક્ત હેમિયાસેટલ સમૂહ હોય છે,જ્યારે $Sucrose$ એ નોન-રિડ્યુસિંગ શર્કરા છે કારણ કે તેના ગ્લાયકોસિડિક બંધમાં ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝ બંનેના એનોમેરિક કાર્બન સામેલ હોય છે.
તેથી,$II$ (રાઈબોઝ),$III$ (લેક્ટોઝ),અને $IV$ (ફ્રુક્ટોઝ) રિડ્યુસિંગ શર્કરા છે.
આથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(D) સુક્રોઝ અને લેક્ટોઝ બંને ડાયસેકેરાઈડ છે.
સુક્રોઝમાં,$\alpha-D$-ગ્લુકોઝનો એનોમેરિક $C_1$ અને $\beta-D$-ફ્રુક્ટોઝનો $C_2$ એ $1,2$-ગ્લાયકોસિડિક બંધ દ્વારા જોડાયેલા છે,તેથી તે નોન-રિડ્યુસિંગ શર્કરા છે.
લેક્ટોઝમાં,$\beta-D$-ગેલેક્ટોઝનો એનોમેરિક $C_1$ એ $1,4$-ગ્લાયકોસિડિક બંધ દ્વારા જોડાયેલ છે,પરંતુ $\beta-D$-ગ્લુકોઝનો એનોમેરિક $C_1$ મુક્ત $-OH$ સમૂહ ધરાવે છે,જે રિડ્યુસિંગ ગુણધર્મ દર્શાવે છે.

(A) આપેલ એમિનો એસિડની રચનાઓ નીચે મુજબ છે:
$1$. હિસ્ટિડિનમાં ઇમિડાઝોલ રિંગ હોય છે,જે એક હેટરોસાયક્લિક રિંગ છે.
$2$. વેલિન એ આઇસોપ્રોપાઇલ સાઇડ ચેઇન ધરાવતું એલિફેટિક એમિનો એસિડ છે.
$3$. આર્જિનિન તેની સાઇડ ચેઇનમાં ગુઆનિડિનો ગ્રુપ ધરાવે છે,જે હેટરોસાયક્લિક રિંગ નથી.
$4$. પ્રોલિનમાં પાયરોલિડિન રિંગ હોય છે,જે એક હેટરોસાયક્લિક રિંગ છે.
તેથી,હિસ્ટિડિન $(i)$ અને પ્રોલિન $(iv)$ બંને હેટરોસાયક્લિક રિંગ ધરાવે છે.

(B) એસ્પાર્ટિક એસિડ એ એસિડિક એમિનો એસિડ છે જેનું બંધારણ $HOOC-CH(NH_2)-CH_2-COOH$ છે.
તેના ઝ્વિટર આયનિક સ્વરૂપમાં,$\alpha$-કાર્બોક્સિલ ગ્રુપ $(-COOH)$ માંથી પ્રોટોન એમિનો ગ્રુપ $(-NH_2)$ પર સ્થળાંતરિત થઈને $-NH_3^{\oplus}$ અને $-COO^{\ominus}$ બનાવે છે.
એસ્પાર્ટિક એસિડમાં તેની સાઇડ ચેઇનમાં વધારાનું કાર્બોક્સિલ ગ્રુપ હોવાથી,$\alpha$-કાર્બોક્સિલ ગ્રુપ સૌથી વધુ એસિડિક છે અને શારીરિક pH પર સૌપ્રથમ તેનો પ્રોટોન ગુમાવે છે.
આમ,સાચું ઝ્વિટર આયનિક સ્વરૂપ $H_3\stackrel{\oplus}{N}-CH(COO^{\ominus})-CH_2-COOH$ છે.

(B) ઇન્સ્યુલિન અને ગ્લુકાગોન એ સ્વાદુપિંડ દ્વારા સ્ત્રવિત પેપ્ટાઇડ હોર્મોન્સ છે જે રક્તમાં ગ્લુકોઝનું સ્તર નિયંત્રિત કરે છે.
ઇન્સ્યુલિન કોષોમાં ગ્લુકોઝના શોષણને પ્રોત્સાહન આપીને રક્તમાં ગ્લુકોઝનું સ્તર ઘટાડે છે,જ્યારે ગ્લુકાગોન યકૃતમાં ગ્લાયકોજનનું ગ્લુકોઝમાં રૂપાંતર કરીને રક્તમાં ગ્લુકોઝનું સ્તર વધારે છે.

(D) ઝેરોપ્થેલ્મિયા એ એક તબીબી સ્થિતિ છે જેમાં આંખ આંસુ ઉત્પન્ન કરવામાં નિષ્ફળ જાય છે.
તે મુખ્યત્વે વિટામિન $A$ ની ઉણપને કારણે થાય છે.

(D) પગલું $(i)$ અને $(ii)$: આલ્કલાઇન $KMnO_4$ સાથે સ્ટાયરીન $(C_6H_5CH=CH_2)$ નું ઓક્સિડેશન અને ત્યારબાદ એસિડિક વર્કઅપ $(H_3O^+)$ કરવાથી બેન્ઝોઈક એસિડ $(C_6H_5COOH)$ બને છે.
પગલું $(iii)$: બેન્ઝોઈક એસિડમાં $-COOH$ સમૂહ હોય છે,જે નિષ્ક્રિય કરનાર અને મેટા-નિર્દેશક સમૂહ છે. તેથી,$Br_2/FeBr_3$ સાથેની ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયામાં બ્રોમીન પરમાણુ મેટા સ્થાન પર જોડાશે.
અંતિમ નીપજ $m$-બ્રોમોબેન્ઝોઈક એસિડ છે.

(B) પ્રક્રિયા $(I)$ માં,બેન્ઝીન $CO$ અને $HCl$ સાથે નિર્જળ $AlCl_3/CuCl$ ની હાજરીમાં પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝાલ્ડિહાઈડ બનાવે છે (ગાટરમેન-કોચ પ્રક્રિયા). તેમાં કાર્બોક્સિલેટ આયન બનતું નથી.
પ્રક્રિયા $(II)$ માં,એસીટાલ્ડિહાઈડ $(CH_3CHO)$ ટોલેન્સ પ્રક્રિયક $([Ag(NH_3)_2]^+)$ સાથે બેઝિક માધ્યમમાં પ્રક્રિયા કરીને એસીટેટ આયન $(CH_3COO^-)$ બનાવે છે,જે કાર્બોક્સિલેટ આયન છે.
પ્રક્રિયા $(III)$ માં,બેન્ઝાલ્ડિહાઈડ ફેહલિંગ દ્રાવણ $(Cu^{2+}/OH^-)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝોએટ આયન $(C_6H_5COO^-)$ બનાવે છે,જે કાર્બોક્સિલેટ આયન છે.
પ્રક્રિયા $(IV)$ માં,એનિલિનની પ્રક્રિયા $Cl_2/hv$ અને ત્યારબાદ $373 \ K$ તાપમાને $H_2O$ સાથે કરવામાં આવે છે,જેમાં કાર્બોક્સિલેટ આયન બનતું નથી.
તેથી,પ્રક્રિયા $(II)$ અને $(III)$ માં તેમની પ્રક્રિયા મિશ્રણમાં કાર્બોક્સિલેટ આયન મળે છે.

(D) પ્રતિક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. પ્રથમ પગલું હેલ-વોલહાર્ડ-ઝેલિન્સ્કી $(HVZ)$ પ્રતિક્રિયા છે,જ્યાં પેન્ટેનોઇક એસિડ $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-COOH)$ લાલ ફોસ્ફરસની હાજરીમાં $Br_2$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે અને $\alpha$-હેલોજનેશન દ્વારા $2$-બ્રોમોપેન્ટેનોઇક એસિડ $(A)$ બનાવે છે $(CH_3-CH_2-CH_2-CH(Br)-COOH)$.
$2$. બીજા પગલામાં આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,જે પ્રબળ બેઇઝ તરીકે કાર્ય કરે છે અને $\alpha$-બ્રોમો એસિડમાંથી $HBr$ નું $\beta$-વિલોપન કરે છે. આના પરિણામે $\alpha,\beta$-અસંતૃપ્ત કાર્બોક્સિલેટ ક્ષાર,પોટેશિયમ પેન્ટ$-2-$ઇનોએટ $(B)$ બને છે $(CH_3-CH_2-CH=CH-COO^-K^+)$.

(A) $XeO_3$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ નું સંકરણ $(H)$ નક્કી કરવા માટે,આપણે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ:
$H = \frac{1}{2}(V + M - C + A)$
જ્યાં:
$V$ = મધ્યસ્થ પરમાણુ $(Xe)$ ના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = $8$
$M$ = જોડાયેલા એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા = $0$ (ઓક્સિજન દ્વિસંયોજક છે)
$C$ = ધન વીજભારની સંખ્યા = $0$
$A$ = ઋણ વીજભારની સંખ્યા = $0$
કિંમતો મૂકતા:
$H = \frac{1}{2}(8 + 0 - 0 + 0) = 4$
$4$ નું મૂલ્ય $s p^3$ સંકરણ સૂચવે છે.

$(A)$ પ્રક્રિયા માટે વેગનો નિયમ આ મુજબ છે: $r = k[conc.]^n$, જ્યાં $n$ એ પ્રક્રિયાનો ક્રમ છે।
વેગ અચળાંક $k$ માટે સૂત્ર: $k = \frac{r}{[conc.]^n} = \frac{mol \,L^{-1} \,s^{-1}}{(mol \,L^{-1})^n} = mol^{1-n} \,L^{n-1} \,s^{-1}$.
શૂન્ય ક્રમની પ્રક્રિયા માટે, $n = 0$.
$n = 0$ કિંમત મૂકતા: $k = mol^{1-0} \,L^{0-1} \,s^{-1} = mol \,L^{-1} \,s^{-1}$.

(B) શૂન્ય ક્રમની પ્રક્રિયા માટે,સંકલિત વેગ સમીકરણ: $[A] = -kt + [A]_0$ છે.
આ સમીકરણ સુરેખ રેખાના સમીકરણ $y = mx + c$ જેવું છે,જ્યાં $y = [A]$,$x = t$,$m = -k$ (ઢાળ) અને $c = [A]_0$ (આંતરછેદ) છે.
તેથી,સાંદ્રતા $[A]$ વિરુદ્ધ સમય $t$ નો આલેખ ઋણાત્મક ઢાળ $-k$ અને સાંદ્રતા અક્ષ પર શૂન્યતર ધનાત્મક આંતરછેદ $[A]_0$ ધરાવતી સીધી રેખા મળે છે.

(A) પ્રથમ ક્રમની પ્રક્રિયા માટે,$t_{1/2} = \frac{0.693}{k}$.
બંને બાજુ પ્રાકૃતિક લઘુગણક લેતા:
$\ln (t_{1/2}) = \ln(0.693) - \ln k$ $(i)$.
આર્હેનિયસ સમીકરણ મુજબ,$k = A e^{-E_a/RT}$,તેથી $\ln k = \ln A - \frac{E_a}{RT}$.
$\ln k$ ની કિંમત સમીકરણ $(i)$ માં મૂકતા:
$\ln (t_{1/2}) = \ln(0.693) - (\ln A - \frac{E_a}{RT})$
$\ln (t_{1/2}) = \ln(\frac{0.693}{A}) + \frac{E_a}{RT}$
અહીં $\ln(\frac{0.693}{A})$ અને $\frac{E_a}{R}$ અચળાંક હોવાથી,$\ln (t_{1/2}) \propto \frac{1}{T}$ મળે છે.

(C) આપેલ છે કે રાસાયણિક પ્રક્રિયાનો દર તાપમાનમાં દર $10^{\circ}C$ ના વધારા સાથે બમણો થાય છે,તેથી $\frac{k_2}{k_1} = 2$.
પ્રારંભિક તાપમાન $T_1 = 22 + 273 = 295 \ K$.
અંતિમ તાપમાન $T_2 = 32 + 273 = 305 \ K$.
આર્હેનિયસ સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $\ln \frac{k_2}{k_1} = \frac{E_a}{R} \left[ \frac{T_2 - T_1}{T_1 T_2} \right]$.
કિંમતો મૂકતા: $0.69 = \frac{E_a}{8.3} \left[ \frac{305 - 295}{295 \times 305} \right]$.
$E_a = \frac{0.69 \times 8.3 \times 295 \times 305}{10} \approx 49800 \ J \ mol^{-1} = 49.8 \ kJ \ mol^{-1}$.

(B) પ્રક્રિયા માટે એન્થાલ્પી ફેરફાર $\Delta H = E_B - E_A = 60 \ kcal/mol - 30 \ kcal/mol = 30 \ kcal/mol$ છે.
કોઈપણ પ્રક્રિયા માટે,એન્થાલ્પી ફેરફાર,પુરોગામી સક્રિયકરણ ઊર્જા $(E_a(f))$ અને પ્રતિગામી સક્રિયકરણ ઊર્જા $(E_a(b))$ વચ્ચેનો સંબંધ $\Delta H = E_a(f) - E_a(b)$ છે.
આપેલ કિંમતો મૂકતા: $30 \ kcal/mol = E_a(f) - 93 \ kcal/mol$.
તેથી,$E_a(f) = 30 + 93 = 123 \ kcal/mol$.
આમ,સાચો વિકલ્પ $(B)$ છે.