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

(A) $KMnO_4$ और ऑक्सेलिक एसिड $(C_2H_2O_4)$ के बीच की अभिक्रिया एक स्वतः-उत्प्रेरित अभिक्रिया है,जिसमें $Mn^{2+}$ आयन उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं।
यह अभिक्रिया अम्लीय माध्यम में तेजी से होती है।
दिए गए विकल्पों में से,$HCl$ अम्लीय माध्यम ($H^+$ आयन) प्रदान करता है,जो $KMnO_4$ के अपचयन और उसके बाद $Mn^{2+}$ आयनों के निर्माण को सुगम बनाता है,जिससे अभिक्रिया की गति बढ़ जाती है।
इसके विपरीत,$NaOH$ और $NaHCO_3$ क्षारीय स्थितियाँ उत्पन्न करते हैं,जो अभिक्रिया को बाधित करते हैं,और $NaCl$ उदासीन है।

(C) रासायनिक समीकरणों को संतुलित करने पर:
$I. 3Fe_2O_3 + CO \longrightarrow 2Fe_3O_4 + CO_2 \uparrow$ (अतः,$P = Fe_3O_4$)
$II. Fe_3O_4 + 4CO \longrightarrow 3Fe + 4CO_2 \uparrow$ (अतः,$Q = Fe$)
$III. Fe_2O_3 + CO \longrightarrow 2FeO + CO_2 \uparrow$ (अतः,$R = FeO$)
इसलिए,सही विकल्प $(c)$ है।

(B) ग्लोबल वार्मिंग का अर्थ हमारे ग्रह पर तापमान में निरंतर वृद्धि है। यह मुख्य रूप से जीवाश्म ईंधन जलाने से निकलने वाली ग्रीनहाउस गैसों के कारण पिछली एक सदी में पृथ्वी के औसत सतह तापमान में हुई असामान्य और तीव्र वृद्धि है।
ग्लोबल वार्मिंग का एक मुख्य परिणाम हिमालय के ग्लेशियरों का पिघलना है,क्योंकि ग्लेशियर की बर्फ का नुकसान सीधे बढ़ते तापमान से जुड़ा हुआ है।

(C) प्रकाश-रासायनिक धूमकोहरा सूर्य के प्रकाश की नाइट्रोजन ऑक्साइड $(NO_x)$ और वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों $(VOCs)$ पर क्रिया से बनता है।
इसमें आमतौर पर $NO_2$,$O_3$,फॉर्मेल्डिहाइड,एक्रोलिन और पेरोक्सीएसिटाइल नाइट्रेट $(PAN)$ शामिल होते हैं।
$SO_2$ शास्त्रीय (सल्फरस) धूमकोहरे का एक मुख्य घटक है,न कि प्रकाश-रासायनिक धूमकोहरे का।
अतः,$SO_2$ प्रकाश-रासायनिक धूमकोहरे का घटक नहीं है।

(D) सल्फर के ऑक्साइड प्रमुख वायु प्रदूषक हैं। उदाहरण के लिए,वायुमंडल में $H_2S$ का आसानी से $SO_2$ में ऑक्सीकरण हो जाता है।
$2H_2S + 3O_2 \rightarrow 2SO_2 + 2H_2O$
$H_2S + O_3 \rightarrow SO_2 + H_2O$
इस प्रकार,$SO_2$ जैसे सल्फर के ऑक्साइड वायु प्रदूषण में महत्वपूर्ण योगदान देते हैं।

(B) फोटोकेमिकल स्मॉग एक प्रकार का स्मॉग है जो तब उत्पन्न होता है जब सूर्य का पराबैंगनी प्रकाश वायुमंडल में नाइट्रोजन ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है।
यह भूरे रंग की धुंध के रूप में दिखाई देता है और सुबह और दोपहर के दौरान,विशेष रूप से घनी आबादी वाले,गर्म शहरों में सबसे प्रमुख होता है।
फोटोकेमिकल स्मॉग ओजोन,नाइट्रिक एसिड,एल्डिहाइड,पेरोक्सीएसिटाइल नाइट्रेट्स $(PAN)$ और अन्य माध्यमिक प्रदूषकों का मिश्रण है।
दिए गए विकल्पों में से,$NO_2$ एक प्राथमिक अग्रदूत है और फोटोकेमिकल स्मॉग के निर्माण में शामिल एक प्रमुख घटक है।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(B) वायुमंडलीय निवास समय वह औसत समय है जो एक अणु अपने स्रोत से उत्सर्जित होने और सिंक द्वारा हटाए जाने के बीच वायुमंडल में बिताता है।
सामान्य ग्रीनहाउस गैसों में,$CH_4$ (मीथेन) का वायुमंडलीय निवास समय सबसे कम होता है,जो लगभग $12$ वर्ष आंका गया है।
इसकी तुलना में,$CO_2$ (कार्बन डाइऑक्साइड) का निवास समय $50$ से $200$ वर्ष,$N_2O$ (नाइट्रस ऑक्साइड) का लगभग $114$ वर्ष और $CFCs$ (फ्रिऑन) का समय दशकों से लेकर सदियों तक हो सकता है।

(C) अम्ल वर्षा मुख्य रूप से वायुमंडल में सल्फर और नाइट्रोजन के ऑक्साइड की उपस्थिति के कारण होती है।
ये गैसें,विशेष रूप से $SO_2$ और $NO_2$,वायुमंडल में जल वाष्प के साथ प्रतिक्रिया करके सल्फ्यूरिक एसिड $(H_2SO_4)$ और नाइट्रिक एसिड $(HNO_3)$ बनाती हैं।
ये एसिड फिर अम्ल वर्षा के रूप में पृथ्वी की सतह पर गिरते हैं।
अतः,सही संयोजन $I$ और $III$ है।

(A) पानी के नमूने के एक निश्चित आयतन में मौजूद कार्बनिक पदार्थों को तोड़ने के लिए बैक्टीरिया द्वारा आवश्यक ऑक्सीजन की मात्रा को बायोकेमिकल ऑक्सीजन डिमांड $(BOD)$ कहा जाता है।
$BOD$ पानी में कार्बनिक पदार्थों की मात्रा का एक माप है,जिसे इसे जैविक रूप से तोड़ने के लिए आवश्यक ऑक्सीजन के संदर्भ में मापा जाता है।
स्वच्छ पानी का $BOD$ मान $5 \ ppm$ से कम होता है,जबकि अत्यधिक प्रदूषित पानी का $BOD$ मान $17 \ ppm$ या उससे अधिक हो सकता है।
इसलिए,$5 \ ppm$ से कम $BOD$ मान यह दर्शाता है कि पानी का नमूना स्वच्छ है और इसमें घुलित ऑक्सीजन की मात्रा अधिक है।

(B) दी गई श्रेणी: $y = \frac{3}{4} + \frac{3 \cdot 5}{4 \cdot 8} + \frac{3 \cdot 5 \cdot 7}{4 \cdot 8 \cdot 12} + \ldots \infty$ है।
दोनों पक्षों में $1$ जोड़ने पर: $1 + y = 1 + \frac{3}{4} + \frac{3 \cdot 5}{4 \cdot 8} + \frac{3 \cdot 5 \cdot 7}{4 \cdot 8 \cdot 12} + \ldots \infty$।
द्विपद प्रसार $(1 - x)^{-n} = 1 + nx + \frac{n(n+1)}{2!}x^2 + \ldots$ का उपयोग करने पर,जहाँ $n = \frac{3}{2}$ और $x = \frac{1}{2}$ है:
$1 + y = (1 - \frac{1}{2})^{-\frac{3}{2}} = (\frac{1}{2})^{-\frac{3}{2}} = 2^{\frac{3}{2}} = \sqrt{8} = 2\sqrt{2}$।
दोनों पक्षों का वर्ग करने पर: $(1 + y)^2 = (2\sqrt{2})^2$।
$1 + y^2 + 2y = 8$।
$y^2 + 2y - 7 = 0$।

(A) निर्देशांक प्रणाली को मूल बिंदु के चारों ओर घुमाने पर सदिश का परिमाण अपरिवर्तित रहता है।
दिए गए प्रारंभिक घटक $(2p, 1)$ हैं,इसलिए वर्गित परिमाण $(2p)^2 + 1^2 = 4p^2 + 1$ है।
नए घटक $(p+1, 1)$ हैं,इसलिए वर्गित परिमाण $(p+1)^2 + 1^2 = p^2 + 2p + 1 + 1 = p^2 + 2p + 2$ है।
वर्गित परिमाणों की तुलना करने पर:
$4p^2 + 1 = p^2 + 2p + 2$
$3p^2 - 2p - 1 = 0$
$(3p + 1)(p - 1) = 0$
अतः,$p = 1$ या $p = \frac{-1}{3}$।

(B) माना बिंदु $A(3,2)$,$B(3,4)$ और $C(1,4)$ हैं।
चूंकि रेखाखंड $AB$ ऊर्ध्वाधर $(x=3)$ है और $BC$ क्षैतिज $(y=4)$ है,इसलिए $\angle ABC = 90^\circ$ है।
अतः,$AC$ वृत्त का व्यास है।
वृत्त का केंद्र $O(a,b)$,$AC$ का मध्य-बिंदु है:
$a = \frac{3+1}{2} = 2$,$b = \frac{2+4}{2} = 3$.
त्रिज्या $r$,केंद्र $(2,3)$ से किसी भी बिंदु,जैसे $A(3,2)$ की दूरी है:
$r = \sqrt{(3-2)^2 + (2-3)^2} = \sqrt{1^2 + (-1)^2} = \sqrt{2}$.
हमें $b^a r^a$ का मान ज्ञात करना है:
$b^a r^a = 3^2 \cdot (\sqrt{2})^2 = 9 \cdot 2 = 18$.

(A) $1$. मुख्य क्रियात्मक समूह की पहचान करें: $-OH$ समूह मुख्य क्रियात्मक समूह है,इसलिए इससे जुड़े कार्बन को स्थिति $1$ दी जाती है।
$2$. वलय का अंकन करें: वलय को इस प्रकार अंकित करें कि द्वि-आबंध और प्रतिस्थापियों को न्यूनतम अंक मिलें। $-OH$ वाले कार्बन से शुरू करके,द्वि-आबंध की ओर बढ़ने पर द्वि-आबंध स्थिति $2$ पर आता है।
$3$. प्रतिस्थापियों की स्थिति: दो मिथाइल समूह स्थिति $5$ पर स्थित हैं।
$4$. नामकरण: मुख्य श्रृंखला साइक्लोहेक्सिन है। $1$ पर $-OH$,$2$ पर द्वि-आबंध और $5$ पर दो मिथाइल समूह होने के कारण,$IUPAC$ नाम $5, 5-$डाइमिथाइलसाइक्लोहेक्स$-2-$ईन$-1-$ओल है।

(C) कार्बोनियन की स्थिरता अनुनाद (resonance),संकरण (hybridization) और प्रेरक प्रभावों जैसे कारकों द्वारा निर्धारित की जाती है।
$IV$. $(C_6H_5)_2CH^{-}$: यह कार्बोनियन दो फेनिल रिंगों के साथ व्यापक अनुनाद और ऋण आवेश के विस्थानीकरण के कारण अत्यधिक स्थिर है।
$II$. $CH_2=CH-CH_2^{-}$: यह एक एलिलिक कार्बोनियन है,जो अनुनाद (द्वि-आबंध के साथ ऋण आवेश का संयुग्मन) द्वारा स्थिर होता है।
$I$. $HC \equiv C^{-}$: यह एक $sp$-संकरित कार्बोनियन है। उच्च $s$-लक्षण $(50\%)$ कार्बन को अधिक विद्युत ऋणात्मक बनाता है,जिससे ऋण आवेश स्थिर हो जाता है।
$III$. $H_2C=CH^{-}$: यह एक $sp^2$-संकरित कार्बोनियन है। $sp$-संकरित कार्बोनियन की तुलना में इसमें कम $s$-लक्षण $(33.3\%)$ होता है,जो इसे $I$ की तुलना में कम स्थिर बनाता है।
अतः,स्थिरता का सही क्रम $IV > II > I > III$ है।

(C) $C-H$ बंध की बंध वियोजन ऊर्जा $(BDE)$ उस बंध के समांगी विखंडन (homolytic fission) के बाद बनने वाले मुक्त मूलक की स्थिरता के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
$1.$ एथिलीन $(I)$: बनने वाला मूलक विनाइल मूलक $(CH_2=CH^{\bullet})$ है,जिसमें अयुग्मित इलेक्ट्रॉन $sp^2$ कक्षक में होता है। यह अत्यधिक अस्थिर है।
$2.$ मीथेन $(II)$: बनने वाला मूलक मिथाइल मूलक $(CH_3^{\bullet})$ है।
$3.$ प्रोपीन $(III)$: बनने वाला मूलक एलाइल मूलक $(CH_2=CH-CH_2^{\bullet})$ है,जो अनुनाद (resonance) द्वारा स्थिर होता है और इसलिए सबसे अधिक स्थिर है।
$4.$ प्रोपेन $(IV)$: बनने वाला मूलक आइसोप्रोपिल मूलक $((CH_3)_2CH^{\bullet})$ है,जो अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) द्वारा स्थिर होता है।
मूलकों की स्थिरता का क्रम: एलाइल $(III)$ > आइसोप्रोपिल $(IV)$ > मिथाइल $(II)$ > विनाइल $(I)$।
अतः,$BDE$ का क्रम: $I > II > IV > III$ है।

(C) यौगिक $C_2FClBrI$ एक प्रतिस्थापित एथीन है जहाँ प्रत्येक कार्बन परमाणु दो अलग-अलग हैलोजन परमाणुओं से जुड़ा होता है।
$abcC=Cde$ प्रकार के एल्कीन के लिए,ज्यामितीय समावयवियों की संख्या द्वि-आबंध के चारों ओर समूहों की व्यवस्था द्वारा निर्धारित की जाती है।
चूंकि सभी चार प्रतिस्थापी $(F, Cl, Br, I)$ अलग-अलग हैं,हम पहले कार्बन पर एक परमाणु (जैसे,$F$) की स्थिति को स्थिर कर सकते हैं और बाकी को व्यवस्थित कर सकते हैं।
विशेष रूप से,$C_2FClBrI$ के लिए,ज्यामितीय समावयवियों की संख्या $3! = 6$ है।
छह संभावित समावयवी दी गई छवि में दिखाए गए हैं।
अतः,$6$ ज्यामितीय समावयवी संभव हैं।
इसलिए,विकल्प $(c)$ सही उत्तर है.

(B) $n$-पेंटेन (क्वथनांक $\approx 36 \ ^\circ C$) और टोल्यूनि (क्वथनांक $\approx 111 \ ^\circ C$) मिश्रणीय द्रव हैं जिनके क्वथनांक में पर्याप्त अंतर होता है।
साधारण आसवन का उपयोग उन द्रवों को अलग करने के लिए किया जाता है जिनके क्वथनांक में $20-25 \ K$ से अधिक का अंतर होता है और जो अपने क्वथनांक पर स्थिर रहते हैं।
चूंकि $n$-पेंटेन और टोल्यूनि के क्वथनांक में बड़ा अंतर है,इसलिए उनके पृथक्करण के लिए साधारण आसवन उपयुक्त विधि है।

(B) कार्बनिक यौगिक में मौजूद कार्बन और नाइट्रोजन,सोडियम धातु के साथ फ्यूजन करने पर सोडियम साइनाइड $(NaCN)$ बनाते हैं,जो पानी में घुलनशील है।
इसे पर्याप्त मात्रा में फेरस सल्फेट मिलाकर सोडियम फेरोसाइनाइड में परिवर्तित किया जाता है।
प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न फेरिक आयन फेरोसाइनाइड के साथ प्रतिक्रिया करके फेरिक फेरोसाइनाइड का प्रशियन नीला अवक्षेप बनाते हैं।
प्रशियन नीला रंग फेरिक फेरोसाइनाइड,$Fe_4\left[Fe(CN)_6\right]_3 \cdot xH_2O$ के निर्माण के कारण होता है।

(C) नाइट्रोजन के आकलन के लिए Kjeldahl's विधि में,कार्बनिक यौगिक को $CuSO_4$ और $K_2SO_4$ जैसे उत्प्रेरक की उपस्थिति में सांद्र $H_2SO_4$ के साथ गर्म किया जाता है।
यह प्रक्रिया कार्बनिक यौगिक में मौजूद नाइट्रोजन को अमोनियम सल्फेट,$(NH_4)_2SO_4$ में परिवर्तित कर देती है।

(D) चरण $1$: $Alc. KOH/\Delta$ (E2 विलोपन) का उपयोग करके डिहाइड्रोहैलोजिनेशन। प्रारंभिक पदार्थ में दो $-Br$ समूह हैं। दो मोल $HBr$ के विलोपन से दो द्वि-आबंध बनते हैं: एक टर्मिनल विनाइल समूह $(-CH=CH_2)$ और एक एक्सोसाइक्लिक द्वि-आबंध। एल्काइन अप्रभावित रहता है।
चरण $2$: अतिरिक्त $Br_2/CCl_4$ का इलेक्ट्रोफिलिक योग। अणु में अब एक टर्मिनल एल्कीन,एक एक्सोसाइक्लिक एल्कीन और एक आंतरिक एल्काइन है।
- टर्मिनल एल्कीन $1$ मोल $Br_2$ ($2$ $Br$ परमाणु) जोड़ता है।
- एक्सोसाइक्लिक एल्कीन $1$ मोल $Br_2$ ($2$ $Br$ परमाणु) जोड़ता है।
- आंतरिक एल्काइन $2$ मोल $Br_2$ ($4$ $Br$ परमाणु) जोड़ता है।
कुल जोड़े गए $Br$ परमाणु = $2 + 2 + 4 = 8$ परमाणु।

(C) वुर्ट्ज़ अभिक्रिया में सोडियम धातु और शुष्क ईथर की उपस्थिति में एल्किल हैलाइड्स का युग्मन होकर उच्च एल्केन बनते हैं।
जब $CH_3Br$ और $C_2H_5Br$ के मिश्रण का उपयोग किया जाता है,तो निम्नलिखित मुक्त मूलक उत्पन्न होते हैं: $CH_3^{\bullet}$ और $C_2H_5^{\bullet}$।
ये मूलक सभी संभावित तरीकों से जुड़ते हैं:
$1$. $CH_3^{\bullet} + CH_3^{\bullet} \rightarrow CH_3-CH_3$ (एथेन)
$2$. $C_2H_5^{\bullet} + C_2H_5^{\bullet} \rightarrow C_2H_5-C_2H_5$ ($n$-ब्यूटेन)
$3$. $CH_3^{\bullet} + C_2H_5^{\bullet} \rightarrow CH_3-C_2H_5$ (प्रोपेन)
इस प्रकार,कुल $3$ अलग-अलग एल्केन उत्पाद बनते हैं।

(B) कार्बोक्सिलिक अम्ल के सोडियम लवण $(RCOONa)$ की सोडालाइम $(NaOH + CaO)$ के साथ अभिक्रिया को विकार्बोक्सिलीकरण (decarboxylation) कहा जाता है।
इस प्रक्रिया में,$CO_2$ का एक अणु $Na_2CO_3$ के रूप में निकल जाता है,जिसके परिणामस्वरूप शुरुआती कार्बोक्सिलिक अम्ल की तुलना में एक कम कार्बन परमाणु वाला एल्केन प्राप्त होता है।
अभिक्रिया है: $RCOONa + NaOH \xrightarrow{CaO, \Delta} R-H + Na_2CO_3$।
वुर्ट्ज़ अभिक्रिया $(R-X + Na)$ या कोल्बे विद्युत-अपघटन जैसी अन्य अभिक्रियाएं कार्बन श्रृंखला की लंबाई बढ़ाती हैं।

(B) $6$ या अधिक कार्बन परमाणुओं वाले रैखिक एल्केन को $Al_2O_3$ पर समर्थित $Cr_2O_3$,$V_2O_5$ या $Mo_2O_3$ जैसे उत्प्रेरकों की उपस्थिति में $773 \ K$ तापमान और $10-20 \ atm$ दबाव पर गर्म करने पर वे चक्रीकरण और एरोमैटाइजेशन से गुजरते हैं। इस प्रक्रिया को एरोमैटाइजेशन या रिफॉर्मिंग कहा जाता है। उदाहरण के लिए,$n$-हेक्सेन इन स्थितियों में बेंजीन देता है।

(C) लिंडलर उत्प्रेरक एक आंशिक रूप से निष्क्रिय उत्प्रेरक है जो $BaSO_4$ पर $Pd$ की परत चढ़ाकर और क्विनोलिन द्वारा विषाक्त करके बनाया जाता है।
यह $(C \equiv C)$ बंध को $(C=C)$ बंध में अपचयित करता है,जो 'syn'-योग के माध्यम से होता है और $cis$-एल्कीन देता है।
$1$-फेनिल-ब्यूट-$1$-आइन $(C_2H_5-C \equiv C-C_6H_5)$ के लिए,अपचयन से $cis$-$1$-फेनिल-ब्यूट-$1$-ईन प्राप्त होता है,जो विकल्प $C$ के अनुरूप है।

(B) $2-$मिथाइलब्यूटा$-1,3-$डाईन $(CH_2=C(CH_3)-CH=CH_2)$ के ओजोनोलिसिस में दोनों द्वि-आबंधों का विदलन होता है।
$O_3$ और उसके बाद $Zn-H_2O$ का उपयोग करके अपचयी ओजोनोलिसिस एल्कीन कार्बन को कार्बोनिल समूहों में परिवर्तित करता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$CH_2=C(CH_3)-CH=CH_2 \xrightarrow[Zn-H_2O]{O_3} HCHO + CH_3COCHO + HCHO$
अतः,उत्पाद $HCHO$ (फॉर्मेल्डिहाइड) और $CH_3COCHO$ (मिथाइलग्लायोक्सल) हैं।
इसलिए,विकल्प $(b)$ सही है।

(D) अभिक्रिया के रंग परिवर्तन के संबंध में असंतृप्ति के परीक्षण के रूप में ब्रोमीन के योग का उपयोग किया जा सकता है।
उदाहरण के लिए,जब कोई असंतृप्त यौगिक $Br_2$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो $Br_2$ का लाल-भूरा रंग तेजी से गायब हो जाता है।
इस प्रक्रिया को ब्रोमीन जल का रंगहीन होना (decolourisation) कहा जाता है।

(D) चरण $1$: $Zn$ डस्ट के साथ $2,3$-डाइब्रोमो-$5$-मिथाइलहेक्सेन का विब्रोमीनीकरण (debromination) करने पर $5$-मिथाइलहेक्स-$2$-ईन प्राप्त होता है।
चरण $2$: $5$-मिथाइलहेक्स-$2$-ईन का ओजोनोलिसिस $(O_3)$ एक ओजोनाइड मध्यवर्ती बनाता है।
चरण $3$: $Zn/H_2O$ के साथ ओजोनाइड का अपचायक जल-अपघटन (reductive hydrolysis) द्वि-आबंध को तोड़कर दो कार्बोनिल यौगिक देता है।
अभिक्रिया: $(CH_3)_2CH-CH_2-CH=CH-CH_3 + O_3 \rightarrow (CH_3)_2CH-CH_2-CHO + CH_3-CHO$.
अतः,उत्पाद $3$-मिथाइलब्यूटेनल $(P)$ और एथेनल $(Q)$ हैं।

(C) प्रोपीन के साथ हाइड्रोजन हैलाइड्स $(HX)$ की अभिक्रिया एक इलेक्ट्रॉनस्नेही योगज अभिक्रिया है।
इस अभिक्रिया में,दर-निर्धारक चरण में हाइड्रोजन हैलाइड द्वारा एल्कीन का प्रोटोनेशन होता है।
हाइड्रोजन हैलाइड्स की अभिक्रियाशीलता $H-X$ बंध की मजबूती पर निर्भर करती है।
बंध वियोजन ऊर्जा का क्रम $HCl > HBr > HI$ होता है।
इसलिए,$HI$ सबसे अधिक अभिक्रियाशील है क्योंकि इसमें $H-X$ बंध सबसे कमजोर होता है,जिससे यह प्रोटॉन $(H^+)$ देने के लिए सबसे आसान हो जाता है।
अभिक्रियाशीलता का सही क्रम $HI > HBr > HCl$ है।

(B) दी गई अभिक्रियाओं में:
$1$. $CH_3CH=CH_2 \xrightarrow{HBr} CH_3CH(Br)CH_3$ $(P)$
यह मार्कोवनिकोव नियम का पालन करने वाली एक इलेक्ट्रॉनस्नेही योग अभिक्रिया है,जहाँ नाभिकरागी $(Br^-)$ अधिक प्रतिस्थापित कार्बन पर जुड़ता है।
$2$. $CH_3CH=CH_2 \xrightarrow[(BH_3)_2]{H_2O, H_2O_2 / OH^-} CH_3CH_2CH_2OH$ $(Q)$
यह हाइड्रोबोरोन-ऑक्सीकरण अभिक्रिया है,जो प्रति-मार्कोवनिकोव नियम का पालन करती है,जिसके परिणामस्वरूप द्वि-आबंध पर जल ($H$ और $OH$) का प्रति-मार्कोवनिकोव योग होता है।
अतः,सही उत्पाद $P = CH_3CH(Br)CH_3$ और $Q = CH_3CH_2CH_2OH$ हैं।

(D) दिया गया यौगिक $3-$ethyl$-3-$methylpenta$-1, 4-$diene है। इसकी संरचना $CH_2=CH-C(CH_3)(C_2H_5)-CH=CH_2$ है।
ओजोनोलिसिस और उसके बाद रिडक्टिव वर्कअप $(Zn/H_2O)$ द्वि-आबंधों को तोड़ता है और उन्हें कार्बोनिल समूहों के साथ बदल देता है।
दो टर्मिनल द्वि-आबंधों $(CH_2=)$ को तोड़ने से $2$ मोल फॉर्मेल्डिहाइड $(HCHO)$ बनते हैं।
अणु का शेष मध्य भाग एक डाइकार्बोनिल यौगिक बन जाता है: $OHC-C(CH_3)(C_2H_5)-CHO$।
इस प्रकार,उत्पाद $2$ मोल $HCHO$ और $1$ मोल $2-$ethyl$-2-$methylpropanedial हैं।

(A) एक आंतरिक एल्काइन की तरल $NH_3$ में एक क्षार धातु (जैसे $Na$ या $Li$) के साथ अभिक्रिया को एल्काइन का डिजॉल्विंग मेटल रिडक्शन या बर्च-प्रकार का रिडक्शन कहा जाता है।
यह अभिक्रिया एक रेडिकल आयन मध्यवर्ती के माध्यम से आगे बढ़ती है और $trans$-विनाइल रेडिकल मध्यवर्ती की अधिक स्थिरता के कारण मुख्य उत्पाद के रूप में स्टीरियोसेलेक्टिव रूप से $trans$-एल्कीन देती है।
इसलिए,$Na/liquid \ NH_3$ के साथ $but-2-yne$ $(CH_3-C \equiv C-CH_3)$ का रिडक्शन $trans-but-2-ene$ उत्पन्न करता है।

(C) चरण $1$: $C_6H_5-CHBr-CH_2Br$ का $alc. KOH$ और उसके बाद $NaNH_2$ के साथ विहाइड्रोहैलोजनीकरण (dehydrohalogenation) करने पर फेनिलएसिटिलीन $(C_6H_5-C \equiv CH)$ प्राप्त होता है।
चरण $2$: जब फेनिलएसिटिलीन को $873 \ K$ पर लाल तप्त लोहे की नली से गुजारा जाता है,तो इसका चक्रीय त्रिलकीकरण (cyclic trimerization) होता है।
चरण $3$: $C_6H_5-C \equiv CH$ का त्रिलकीकरण मुख्य उत्पाद के रूप में $1,3,5-{\text{ट्राइफेनिलबेंजीन}}$ देता है,क्योंकि त्रिविम बाधा (steric hindrance) के कारण मेटा-प्रतिस्थापित उत्पाद अधिक अनुकूल होता है।

(A) निर्जल $AlCl_3$ की उपस्थिति में बेंजीन की $n$-प्रोपिल क्लोराइड $(CH_3CH_2CH_2Cl)$ के साथ अभिक्रिया एक फ्रीडल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन अभिक्रिया है।
इस अभिक्रिया में,प्रारंभ में बनने वाला प्राथमिक कार्बोनियम आयन $(CH_3CH_2CH_2^+)$ अस्थिर होता है और अधिक स्थिर द्वितीयक कार्बोनियम आयन $(CH_3CH^+CH_3)$ बनाने के लिए $1,2$-हाइड्राइड शिफ्ट से गुजरता है।
यह द्वितीयक कार्बोनियम आयन फिर बेंजीन वलय पर आक्रमण करके मुख्य उत्पाद $P$ के रूप में आइसोप्रोपिलबेंजीन (क्यूमीन) बनाता है।

(C) वह यौगिक $C_8H_8$ (स्टाइरीन) है।
$1$. अमोनियाकल सिल्वर नाइट्रेट (टोलेंस अभिकर्मक) टर्मिनल एल्काइन्स के साथ अभिक्रिया करके सफेद अवक्षेप देता है। चूंकि यौगिक यह अवक्षेप नहीं देता है,इसलिए इसमें टर्मिनल $-C \equiv CH$ समूह नहीं है।
$2$. ठंडा तनु क्षारीय $KMnO_4$ (बेयर अभिकर्मक) असंतृप्ति (एल्कीन या एल्काइन) के लिए एक परीक्षण है। रंगहीन होना द्वि-आबंध या त्रि-आबंध की उपस्थिति को दर्शाता है।
$3$. स्टाइरीन $(C_6H_5-CH=CH_2)$ का आणविक सूत्र $C_8H_8$ है। इसमें एक द्वि-आबंध होता है,जो $KMnO_4$ के साथ अभिक्रिया करके उसे रंगहीन कर देता है,लेकिन इसमें टर्मिनल एल्काइन समूह नहीं होता है,इसलिए यह टोलेंस अभिकर्मक के साथ अभिक्रिया नहीं करता है।

(C) $I$. $Zn + 2HCl \ (dil.) \longrightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$
$II$. $Zn + 2NaOH \ (aq.) \longrightarrow Na_2ZnO_2 + H_2 \uparrow$
$III$. कैल्शियम हाइड्रोजन कार्बोनेट $\left[Ca(HCO_3)_2\right]$ को गर्म करने पर:
$Ca(HCO_3)_2 \stackrel{\Delta}{\longrightarrow} CaCO_3 + CO_2 + H_2O$
चूंकि अभिक्रिया $(III)$ में $H_2$ उत्पन्न नहीं होता है,इसलिए केवल अभिक्रिया $(I)$ और $(II)$ में डाईहाइड्रोजन प्राप्त होता है।

(A) हाइड्रोजन पेरोक्साइड $(H_2O_2)$ एक अस्थिर यौगिक है।
जब यह प्रकाश के संपर्क में आता है,तो इसका अपघटन होकर जल $(H_2O)$ और ऑक्सीजन गैस $(O_2)$ प्राप्त होती है।
इस अपघटन के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण है: $2 H_2O_2(aq) \rightarrow 2 H_2O(l) + O_2(g)$।
इसलिए,इस अपघटन को रोकने के लिए इसे प्रकाश से दूर गहरे रंग की बोतलों में संग्रहित किया जाता है।

(D) $22.4$ वॉल्यूम $H_2O_2$ का अर्थ है कि $1 \ mL$ $H_2O_2$ विलयन $NTP$ पर $22.4 \ mL$ $O_2$ देता है।

$2H_2O_2 \longrightarrow 2H_2O + O_2$	$2 \ mol \longrightarrow 1 \ mol$
$68 \ g$	$22400 \ mL$ $NTP$ पर

$\therefore 22400 \ mL$ $O_2$,$68 \ g$ $H_2O_2$ द्वारा प्राप्त होता है।
$\therefore 22.4 \ mL$ $O_2$,$\frac{68 \times 22.4}{22400} = 0.068 \ g$ $H_2O_2$ द्वारा प्राप्त होता है।
अतः $1 \ mL$ $H_2O_2$ विलयन $= 0.068 \ g$।
$\therefore 100 \ mL$ $H_2O_2$ विलयन $= 0.068 \times 100 = 6.8 \%$।

(C) $H_2O_2$ ऑक्सीकरण और अपचयन (रिडक्शन) दोनों एजेंट के रूप में कार्य करता है।
$1.$ ऑक्सीकरण क्रिया:
अम्लीय माध्यम में: $H_2O_2 + 2H^{+} + 2e^{-} \longrightarrow 2H_2O$. अभिक्रिया $(I)$ अम्लीय माध्यम में $H_2O_2$ द्वारा $Fe^{2+}$ का $Fe^{3+}$ में ऑक्सीकरण है।
$2.$ अपचयन क्रिया:
अम्लीय माध्यम में: $H_2O_2 \longrightarrow 2H^{+} + O_2 + 2e^{-}$. अभिक्रिया $(II)$ अम्लीय माध्यम में $H_2O_2$ द्वारा $MnO_4^{-}$ का $Mn^{2+}$ में अपचयन है।
$3.$ क्षारीय माध्यम में:
$H_2O_2$ ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य कर सकता है: $H_2O_2 + 2e^{-} \longrightarrow 2OH^{-}$. अभिक्रिया $(III)$ क्षारीय परिस्थितियों में $Fe^{2+}$ का $Fe^{3+}$ में ऑक्सीकरण दर्शाती है।
$H_2O_2$ अपचयन एजेंट के रूप में कार्य कर सकता है: $H_2O_2 + 2OH^{-} \longrightarrow 2H_2O + O_2 + 2e^{-}$. अभिक्रिया $(IV)$ क्षारीय परिस्थितियों में $MnO_4^{-}$ का $MnO_2$ में अपचयन दर्शाती है।
अतः,चारों अभिक्रियाएँ संभव हैं।

(B) सही मिलान इस प्रकार हैं:
$(A)$ वाशिंग सोडा के साथ उपचार में कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों को कार्बोनेट के रूप में अवक्षेपित करने के लिए $Na_2CO_3$ का उपयोग किया जाता है। अतः,$A-II$.
$(B)$ कैलगन विधि में सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट,$Na_6P_6O_{18}$ का उपयोग किया जाता है,जिसे कैलगन कहा जाता है। अतः,$B-IV$.
$(C)$ क्लार्क विधि में अस्थायी कठोरता को दूर करने के लिए चूने,$Ca(OH)_2$ की गणना की गई मात्रा को मिलाया जाता है। अतः,$C-I$.
$(D)$ जिओलाइट/परम्यूटिट प्रक्रिया में आयन विनिमय के लिए हाइड्रेटेड सोडियम एल्युमिनियम सिलिकेट,$NaAlSiO_4$ का उपयोग किया जाता है। अतः,$D-III$.
इसलिए,सही क्रम $A-II, B-IV, C-I, D-III$ है।

(B) जो जल साबुन के साथ झाग उत्पन्न नहीं करता है,उसे कठोर जल कहा जाता है।
कठोरता मुख्य रूप से $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों के बाइकार्बोनेट,क्लोराइड और सल्फेट की उपस्थिति के कारण होती है।
साबुन के साथ अभिक्रिया:
$M^{2+} + 2C_{17}H_{35}COONa \longrightarrow (C_{17}H_{35}COO)_2M + 2Na^+$
(जहाँ $M = Ca^{2+}, Mg^{2+}$)।
ये आयन साबुन के साथ अभिक्रिया करके फैटी एसिड के कैल्शियम और मैग्नीशियम लवणों का अवक्षेप बनाते हैं,जिससे झाग उत्पन्न नहीं होता है।

(B) वायुमंडलीय दबाव पर,बर्फ षट्कोणीय रूप में क्रिस्टलीकृत होती है।
हालाँकि,बहुत कम तापमान ($200 \ K$ से नीचे) पर,जल घनीय रूप में संघनित हो जाता है।

(C) एल्युमिनियम कार्बाइड $(Al_4C_3)$ ड्यूटेरेटेड जल $(D_2O)$ के साथ अभिक्रिया करके एल्युमिनियम ड्यूटेरॉक्साइड $(Al(OD)_3)$ और ड्यूटेरो-मीथेन $(CD_4)$ बनाता है।
इस अभिक्रिया के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$Al_4C_3 + 12 D_2O \longrightarrow 4 Al(OD)_3 + 3 CD_4$
अतः,बनने वाला कार्बनिक यौगिक $CD_4$ है।

(B) कैल्शियम कार्बाइड $(CaC_2)$ एक आयनिक कार्बाइड है जिसमें एसिटिलाइड आयन $[C \equiv C]^{2-}$ होता है।
जब यह भारी जल $(D_2O)$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो इसका जल-अपघटन होकर ड्यूटेरेटेड एसिटिलीन और कैल्शियम ड्यूटेरॉक्साइड बनता है।
रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$CaC_2 + 2D_2O \rightarrow C_2D_2 + Ca(OD)_2$
अभिक्रिया से,प्राप्त उत्पाद $C_2D_2$ ($II$ के रूप में चिह्नित) और $Ca(OD)_2$ ($III$ के रूप में चिह्नित) हैं।

(A) दिया गया है कि भुजा $a = BC = 1$ इकाई है। त्रिभुज का परिमाप $a + b + c$ है। इसके कोणों के ज्या का समांतर माध्य $\frac{\sin A + \sin B + \sin C}{3}$ है।
प्रश्न के अनुसार,$a + b + c = 6 \times \frac{\sin A + \sin B + \sin C}{3}$.
यह सरल होकर $a + b + c = 2(\sin A + \sin B + \sin C)$ हो जाता है।
ज्या नियम (sine rule) का उपयोग करते हुए,$a = 2R \sin A$,$b = 2R \sin B$,और $c = 2R \sin C$,जहाँ $R$ परिवृत्त की त्रिज्या है।
समीकरण में मान रखने पर: $2R(\sin A + \sin B + \sin C) = 2(\sin A + \sin B + \sin C)$.
चूंकि त्रिभुज के लिए $\sin A + \sin B + \sin C \neq 0$,इसलिए $2R = 2$,जिसका अर्थ है $R = 1$.
ज्या नियम से,$\frac{a}{\sin A} = 2R$.
$a = 1$ और $R = 1$ रखने पर,$\frac{1}{\sin A} = 2(1) = 2$.
अतः,$\sin A = \frac{1}{2}$,जिससे $A = \frac{\pi}{6}$ प्राप्त होता है।

(A) दुर्बल क्षार और प्रबल अम्ल के लवण के लिए जल-अपघटन स्थिरांक $(K_h)$ का सूत्र इस प्रकार है:
$K_h = \frac{K_w}{K_b}$
यहाँ दुर्बल क्षार का आयनीकरण स्थिरांक $(K_b)$ = $5.00 \times 10^{-10}$ और $25^{\circ} C$ पर जल का आयनिक गुणनफल $(K_w)$ = $1.00 \times 10^{-14}$ है।
मान रखने पर:
$K_h = \frac{1.00 \times 10^{-14}}{5.00 \times 10^{-10}} = 0.20 \times 10^{-4} = 2.00 \times 10^{-5}$
अतः,एनिलिनियम क्लोराइड का जल-अपघटन स्थिरांक $2.00 \times 10^{-5}$ है।

(D) $HCl$ एक प्रबल अम्ल है,इसलिए यह पानी में पूर्णतः आयनित हो जाता है।
हालाँकि,बहुत तनु विलयनों $(10^{-8} \ M)$ के लिए,पानी के स्वतः-आयनन से प्राप्त $H^+$ आयनों के योगदान को नकारा नहीं जा सकता है।
माना कि पानी से प्राप्त $H^+$ आयनों की सांद्रता $x$ है।
$H^+$ आयनों की कुल सांद्रता $[H^+] = 10^{-8} + x$ होगी।
पानी से प्राप्त $OH^-$ आयनों की सांद्रता $[OH^-] = x$ होगी।
पानी के आयनिक गुणनफल का उपयोग करते हुए,$K_w = [H^+][OH^-] = 10^{-14}$।
$(10^{-8} + x)(x) = 10^{-14} \implies x^2 + 10^{-8}x - 10^{-14} = 0$।
इस द्विघात समीकरण को हल करने पर,$x \approx 0.95 \times 10^{-8} \ M$ प्राप्त होता है।
कुल $[H^+] = 10^{-8} + 0.95 \times 10^{-8} = 1.05 \times 10^{-7} \ M$।
$pH = -\log[H^+] = -\log(1.05 \times 10^{-7}) \approx 6.98 \approx 6.9$।
अतः,विकल्प $(D)$ सही उत्तर है।

(A) अम्ल की प्रबलता अम्ल वियोजन स्थिरांक $(K_a)$ के सीधे समानुपाती होती है। हाइड्रोहेलिक अम्लों के लिए अम्ल प्रबलता का क्रम $HI > HBr > HCl > HF$ है।
दिए गए $K_a$ मानों की तुलना करने पर:
$HI: 3.2 \times 10^9$ $(i)$
$HBr: 1.0 \times 10^9$ $(iv)$
$HCl: 1.3 \times 10^6$ $(iii)$
$HF: 3.5 \times 10^{-4}$ $(ii)$
अतः,सही मिलान $A-(i), B-(ii), C-(iii), D-(iv)$ है।

(A) $(i)$ सोडियम एसीटेट $(CH_3COONa)$ एक दुर्बल अम्ल $(CH_3COOH)$ और प्रबल क्षार $(NaOH)$ का लवण है। जब इसे पानी में घोला जाता है,तो यह जल-अपघटन (hydrolysis) द्वारा एक क्षारीय विलयन बनाता है:
$CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^-$
चूंकि विलयन क्षारीय है,इसलिए $pH > 7$ होता है।
$(ii)$ अमोनियम क्लोराइड $(NH_4Cl)$ एक प्रबल अम्ल $(HCl)$ और दुर्बल क्षार $(NH_4OH)$ का लवण है। जब इसे पानी में घोला जाता है,तो यह जल-अपघटन द्वारा एक अम्लीय विलयन बनाता है:
$NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3 + H_3O^+$
चूंकि विलयन अम्लीय है,इसलिए $pH < 7$ होता है।
अतः,सही विकल्प $(i)$ $pH > 7$ और $(ii)$ $pH < 7$ है।

(C) दिया गया है: लवण की सांद्रता $[NH_4Cl] = 0.01 \ M$.
क्षार की सांद्रता $[NH_4OH] = 0.1 \ M$.
$pK_b = 5$.
$NH_4OH$ और $NH_4Cl$ का मिश्रण एक क्षारीय बफर विलयन बनाता है।
क्षारीय बफर विलयन के लिए हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण है:
$pOH = pK_b + \log \frac{[Salt]}{[Base]}$.
समीकरण में मान रखने पर:
$pOH = 5 + \log \frac{0.01}{0.1} = 5 + \log(0.1) = 5 - 1 = 4$.
$25^{\circ}C$ पर $pH + pOH = 14$ होने के कारण:
$pH = 14 - pOH = 14 - 4 = 10$.

(A) दिया गया आरेनियस समीकरण $\ln k = 5.0 - \frac{12000}{T}$ है।
इसे मानक आरेनियस समीकरण $\ln k = \ln A - \frac{E_a}{RT}$ के साथ तुलना करने पर,हमें $\frac{E_a}{R} = 12000 \ K$ प्राप्त होता है।
गैस स्थिरांक $R = 2 \ cal \ K^{-1} \ mol^{-1} = 2 \times 10^{-3} \ kcal \ K^{-1} \ mol^{-1}$ है।
अतः,$E_a = 12000 \times R = 12000 \times 2 \times 10^{-3} \ kcal \ mol^{-1}$।
$E_a = 24 \ kcal \ mol^{-1}$।

(B) आरेनियस समीकरण $\log k = \log A - \frac{E_a}{2.303 \ RT}$ है।
दिए गए समीकरण $\log k = -\frac{20}{T} + 4$ के साथ तुलना करने पर:
$\log A = 4$ प्राप्त होता है,जिसका अर्थ है $A = 10^4 \ s^{-1}$।
साथ ही,$\frac{E_a}{2.303 \ R} = 20$।
$R = 2 \ cal \ K^{-1} \ mol^{-1}$ का उपयोग करने पर,$E_a = 20 \times 2.303 \times 2 = 92.12 \ cal \ mol^{-1}$ प्राप्त होता है।
अतः,सक्रियण ऊर्जा $92.12 \ cal \ mol^{-1}$ और पूर्व-घातांकीय कारक $10^4 \ s^{-1}$ है।

(A) पॉल एर्लिच,एक जर्मन बैक्टीरियोलॉजिस्ट,को $1908$ में चिकित्सा के लिए नोबेल पुरस्कार दिया गया था।
उन्होंने सिफलिस के उपचार के लिए एक आर्सेनिक आधारित यौगिक,$Salvarsan$ (आर्स्फेनामाइन) की खोज की थी।
हालाँकि $Salvarsan$ मनुष्यों के लिए विषाक्त है,लेकिन बैक्टीरिया,$Treponema pallidum$ (सिफलिस पैदा करने वाले स्पाइरोकीट) पर इसका प्रभाव मनुष्यों की तुलना में बहुत अधिक है।

(B) पैरासिटामोल एक एंटीपायरेटिक दवा है। इसका उपयोग बुखार के मामले में शरीर के तापमान को कम करने के लिए किया जाता है। इसकी रासायनिक संरचना $4$-एसिटामिडोफेनोल है,जिसे इस प्रकार दर्शाया गया है:
$HO-C_6H_4-NHCOCH_3$

(B) नोरेथिंड्रोन एक स्टेरॉयड व्युत्पन्न है।
इसकी संरचना की जांच करने पर,हम स्टेरॉयड नाभिक (गोनेन कंकाल) में मौजूद वलयों की पहचान कर सकते हैं।
इसमें तीन छह-सदस्यीय वलय ($A$,$B$,और $C$) और एक पांच-सदस्यीय वलय $(D)$ होती है।
अतः,छह-सदस्यीय वलयों की संख्या $3$ है और पांच-सदस्यीय वलयों की संख्या $1$ है।

(C) सही मिलान इस प्रकार है:
$A$. Codeine एक Narcotic analgesic $(III)$ है।
$B$. Dettol एक Antiseptic $(I)$ है।
$C$. Tetracycline एक Antibiotic $(II)$ है।
अतः,सही क्रम $A-III, B-I, C-II$ है,जो विकल्प $(c)$ के अनुरूप है।

(B) पैरासिटामोल को $N$-($4$-हाइड्रॉक्सीफेनिल)एसिटामाइड या $N$-($4$-हाइड्रॉक्सीफेनिल)एथेनामाइड के रूप में भी जाना जाता है। इसकी संरचना में एक बेंजीन रिंग होती है जिसमें पैरा स्थिति पर एक हाइड्रॉक्सिल समूह $(-OH)$ और दूसरी पैरा स्थिति पर एक एसिटामिडो समूह $(-NHCOCH_3)$ जुड़ा होता है। दिए गए विकल्पों के साथ तुलना करने पर,विकल्प $B$ में दी गई संरचना पैरासिटामोल की है।

(D) धनायनिक अपमार्जक एमाइन के चतुष्क अमोनियम लवण होते हैं जिनमें एसीटेट,क्लोराइड या ब्रोमाइड ऋणायन के रूप में होते हैं।
इनमें नाइट्रोजन परमाणु से जुड़ी एक लंबी हाइड्रोकार्बन श्रृंखला होती है,जिस पर धनात्मक आवेश होता है।
इस संरचना के कारण,धनायनिक भाग सक्रिय स्थल होता है,जो उन्हें कीटाणुनाशक गुण प्रदान करता है।
ये ऋणायनिक अपमार्जकों की तुलना में अपेक्षाकृत महंगे होते हैं और सामान्य घरेलू अपमार्जक के रूप में उपयोग नहीं किए जाते हैं।
उदाहरण के लिए $CH_3(CH_2)_{15}N^+(CH_3)_3Br^-$,जिसे सेटिलट्राइमिथाइल अमोनियम ब्रोमाइड कहा जाता है।

(C) दिया गया डाइपेप्टाइड एक कृत्रिम मिठास उत्पन्न करने वाला पदार्थ है जिसे $Aspartame$ के रूप में जाना जाता है।
यह $L-aspartic$ एसिड और $L-phenylalanine$ से प्राप्त डाइपेप्टाइड व्युत्पन्न का मिथाइल एस्टर है।
यह सुक्रोज की तुलना में लगभग $150-200$ गुना अधिक मीठा होता है,लेकिन खाना पकाने के तापमान पर अस्थिर होता है।
इसलिए,इसका उपयोग ठंडे खाद्य पदार्थों और शीतल पेय में मिठास उत्पन्न करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है।
अतः,सही उत्तर विकल्प $(C)$ है।

(D) कृत्रिम मधुरक एक खाद्य योज्य है जो बहुत कम या शून्य ऊर्जा (कैलोरी) के साथ मीठा स्वाद प्रदान करता है।
$Aspartame$ कृत्रिम मधुरक का एक उदाहरण है।
यह $sucrose$ की तुलना में लगभग $200$ गुना अधिक मीठा होता है और इसका उपयोग पेय पदार्थों और कोल्ड ड्रिंक्स में किया जाता है।
यह $aspartic \text{ acid}$ और $phenylalanine$ से बने डाइपेप्टाइड का मिथाइल एस्टर है,जिसका आणविक सूत्र $C_{14}H_{18}N_2O_5$ है।

(C) समन्वय संख्या केंद्रीय धातु परमाणु के साथ लिगेंड द्वारा बनाए गए उपसहसंयोजक बंधों की कुल संख्या है।
संकुल $K_3[Cr(C_2O_4)_3]$ में,लिगेंड ऑक्सालेट आयन $(C_2O_4^{2-})$ है,जो एक द्विदंतुक (bidentate) लिगेंड है।
चूंकि यहाँ $3$ ऑक्सालेट लिगेंड हैं,समन्वय संख्या $= 3 \times 2 = 6$ होगी।
$Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था ज्ञात करने के लिए,इसे $x$ मानें।
$K$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+1$ है और $C_2O_4^{2-}$ की ऑक्सीकरण अवस्था $-2$ है।
उदासीन संकुल $K_3[Cr(C_2O_4)_3]$ के लिए:
$3(+1) + x + 3(-2) = 0$
$3 + x - 6 = 0$
$x - 3 = 0$
$x = +3$.
अतः,समन्वय संख्या $6$ और ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ है। सही विकल्प $(C)$ है।

(C) $A_{x-2}[B(C)_x]_2$ का वियोजन इस प्रकार है:
$A_{x-2}[B(C)_x]_2 \longrightarrow (x-2) A^{2+} + 2[B(C)_x]^{-(x-2)}$
प्रति सूत्र इकाई उत्पन्न आयनों की कुल संख्या,$n = (x-2) + 2 = x$ है।
वांट हॉफ गुणांक $i$ का सूत्र है: $i = 1 + (n-1)\alpha$।
दिया गया है $i = 4$ और $\alpha = 0.75$:
$4 = 1 + (x-1)(0.75)$
$3 = (x-1)(0.75)$
$x-1 = \frac{3}{0.75} = 4$
$x = 5$।
केंद्रीय धातु आयन $B$ की समन्वय संख्या उससे जुड़े लिगेंड $C$ की संख्या के बराबर होती है,जो $x = 5$ है।

(B) केंद्रीय धातु आयन की समन्वय संख्या को उससे सीधे जुड़े लिगेंड दाता परमाणुओं की संख्या के रूप में परिभाषित किया जाता है।
$1$. $[Fe(CN)_6]^{4-}$ में,$6$ $CN^-$ लिगेंड हैं,जिनमें से प्रत्येक एकदंती (monodentate) है। अतः,समन्वय संख्या $6$ है।
$2$. $[Fe(CN)_6]^{3-}$ में,$6$ $CN^-$ लिगेंड हैं,जिनमें से प्रत्येक एकदंती है। अतः,समन्वय संख्या $6$ है।
$3$. $[FeCl_4]^-$ में,$4$ $Cl^-$ लिगेंड हैं,जिनमें से प्रत्येक एकदंती है। अतः,समन्वय संख्या $4$ है।
इसलिए,समन्वय संख्याएँ $6, 6, 4$ हैं।

(C) $[Ni(CO)_4]$ संकुल में,$CO$ एक उदासीन लिगेंड है।
माना कि $Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है।
$x + 4(0) = 0$
$x = 0$
अतः,धातु कार्बोनिल में,धातु अपनी शून्य-संयोजक अवस्था में उपस्थित होती है।

(D) स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला लिगेंड्स की उनकी बढ़ती हुई क्रिस्टल फील्ड स्प्लिटिंग ऊर्जा $(\Delta_o)$ के क्रम में एक व्यवस्था है।
प्रायोगिक आंकड़ों के आधार पर,सही क्रम है: $I^{-} < Br^{-} < S^{2-} < SCN^{-} < Cl^{-} < NO_3^{-} < F^{-} < OH^{-} < C_2O_4^{2-} < H_2O < NCS^{-} < NH_3 < en < NO_2^{-} < CN^{-} < CO$.
दिए गए विकल्पों के साथ तुलना करने पर:
विकल्प $D$ $(I^{-} < Cl^{-} < H_2O < en)$ फील्ड स्ट्रेंथ के बढ़ते क्रम का सही प्रतिनिधित्व करता है।

(C) केंद्रीय धातु आयन $Co^{2+}$ है,जिसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $d^7$ है।
$(i)$ चूंकि $6$ लिगेंड $(H_2O)$ जुड़े हुए हैं,इसलिए समन्वय संख्या $6$ है,जो अष्टफलकीय ज्यामिति बनाती है।
$(ii)$ $H_2O$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,इसलिए यह $sp^3d^2$ संकरण का उपयोग करके उच्च-चक्रण (बाह्य कक्षक) संकुल बनाता है।
$(iii)$ संकुल में एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन है (जैसा कि प्रश्न में दिया गया है),इसलिए यह अनुचुंबकीय है,प्रतिचुंबकीय नहीं।
अतः,कथन $(i)$ और $(ii)$ सत्य हैं।

(D) क्रिस्टल फील्ड स्प्लिटिंग ऊर्जा $(\Delta_o)$ लिगेंड की शक्ति पर निर्भर करती है,जिसे स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला द्वारा निर्धारित किया जाता है।
स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला के अनुसार,दिए गए लिगेंड्स के लिए क्षेत्र की शक्ति का क्रम $I^{-} < H_2O < NH_3 < CN^{-}$ है।
अतः,स्प्लिटिंग का सही क्रम $I^{-} < H_2O < NH_3 < CN^{-}$ है,जो विकल्प $(D)$ के अनुरूप है।

(D) -उपकोश में पाँच कक्षक होते हैं: $d_{x^2-y^2}, d_{z^2}, d_{xy}, d_{xz}$ और $d_{yz}$।
अष्टफलकीय उपसहसंयोजन यौगिकों में,लिगेंड $x, y$ और $z$ अक्षों के अनुदिश आते हैं।
$d_{x^2-y^2}$ और $d_{z^2}$ कक्षकों का इलेक्ट्रॉन घनत्व इन अक्षों की ओर होता है,जो सीधे लिगेंड के सामने होते हैं।
अतः,$d_{x^2-y^2}$ और $d_{z^2}$ सीधे लिगेंड की ओर उन्मुख होते हैं।
इसलिए,$(D)$ सही उत्तर है।

(D) एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड उच्च क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन उत्पन्न करता है। इसका अनुमान स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रेणी में लिगेंड की सापेक्ष स्थिति से लगाया जा सकता है।
दिए गए $Cr(III)$ आयन के अष्टफलकीय संकुलों में,लिगेंड $F^{-}$,$H_2O$,$NH_3$ और $CN^{-}$ हैं।
स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रेणी में उनकी क्षेत्र प्रबलता का बढ़ता क्रम $F^{-} < H_2O < NH_3 < CN^{-}$ है।
अतः,$[Cr(CN)_6]^{3-}$ में उच्चतम अष्टफलकीय क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन उपस्थित होता है।

(D) संकुल $[Ti(H_2O)_6]Cl_3$ में $Ti^{3+}$ आयन होता है जिसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $3d^1$ है।
एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन की उपस्थिति के कारण,यह $d-d$ संक्रमण से गुजरता है और बैंगनी रंग प्रदर्शित करता है।
ऑक्सीजन की उपस्थिति में $250^{\circ} C$ पर गर्म करने पर,यह विघटित होकर $TiO_2$ बनाता है जहाँ टाइटेनियम $+4$ ऑक्सीकरण अवस्था में होता है $(Ti^{4+} : 3d^0)$।
चूँकि $Ti^{4+}$ में कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं होता है,यह $d-d$ संक्रमण नहीं करता है और रंगहीन होता है।
अतः,रंग में परिवर्तन बैंगनी से रंगहीन होता है।

(A) किसी आयन का अनुचुंबकीय गुण उसके $d$-कक्षकों में उपस्थित अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या के सीधे समानुपाती होता है।
$Cu^{2+} (3d^9)$: $1$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन।
$V^{2+} (3d^3)$: $3$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन।
$Cr^{2+} (3d^4)$: $4$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन।
$Mn^{2+} (3d^5)$: $5$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन।
अतः,अनुचुंबकीय गुण का बढ़ता क्रम $Cu^{2+} < V^{2+} < Cr^{2+} < Mn^{2+}$ है।

(C) परमाणुकरण की एन्थैल्पी धात्विक बंधन की मजबूती पर निर्भर करती है।
$s$-ब्लॉक और $p$-ब्लॉक तत्वों में,परमाणु आकार बढ़ने के कारण समूह में नीचे जाने पर धात्विक बंधन की मजबूती आमतौर पर कम हो जाती है,जिससे परमाणुकरण की एन्थैल्पी में कमी आती है।
हालाँकि,$d$-ब्लॉक तत्वों (संक्रमण धातुओं) के लिए,परमाणुकरण की एन्थैल्पी आमतौर पर समूह में नीचे जाने पर बढ़ती है क्योंकि जैसे-जैसे मुख्य क्वांटम संख्या बढ़ती है,$d$-कक्षक धात्विक बंधन में अधिक शामिल हो जाते हैं,जिससे मजबूत धात्विक बंधन बनते हैं।
इसलिए,यह कथन कि $d$-ब्लॉक तत्वों में समूह में नीचे जाने पर परमाणुकरण की एन्थैल्पी घटती है,गलत है।

(B) $1$. $[Zn(OH_2)_6]^{2+}$ के लिए: $Zn^{2+}$ का विन्यास $3d^{10}$ है,जिसमें कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं है,इसलिए यह प्रतिचुंबकीय है।
$2$. $[Co(NH_3)_6]^{3+}$ के लिए: $Co^{3+}$ का विन्यास $3d^6$ है। $NH_3$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो इलेक्ट्रॉनों का युग्मन (pairing) कराता है। यह $d^2sp^3$ संकरण बनाता है और इसमें कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं होता,इसलिए यह प्रतिचुंबकीय है।
$3$. $[CoF_6]^{3-}$ के लिए: $Co^{3+}$ का विन्यास $3d^6$ है। $F^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,इसलिए युग्मन नहीं होता है। इसमें $4$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं,इसलिए यह अनुचुंबकीय है।
$4$. $[V(OH_2)_6]^{2+}$ के लिए: $V^{2+}$ का विन्यास $3d^3$ है,जिसमें $3$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं,इसलिए यह अनुचुंबकीय है।
अतः,सही मिलान $[Co(NH_3)_6]^{3+}$; प्रतिचुंबकीय है।

(D) तटस्थ परमाणुओं का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार है:
$Ti (Z=22): [Ar] 3d^2 4s^2$
$V (Z=23): [Ar] 3d^3 4s^2$
$Cr (Z=24): [Ar] 3d^5 4s^1$
$Mn (Z=25): [Ar] 3d^5 4s^2$
विकल्प $(d)$ में दिए गए आयनों के लिए:
$Ti^{2+}: [Ar] 3d^2$
$V^{3+}: [Ar] 3d^2$
$Cr^{4+}: [Ar] 3d^2$
$Mn^{5+}: [Ar] 3d^2$
चूंकि $[Ar]$ का अर्थ $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$ है,इसलिए ये सभी आयन $3p^6$ कोश के बाहर $3d^2$ विन्यास रखते हैं।

(D) $Sc^{3+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^0 4s^0$ है।
चूंकि इसमें कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं है,इसलिए यह प्रतिचुंबकीय है।

(B) जलयोजित कॉपर सल्फेट $CuSO_4 \cdot 5 H_2 O$ पानी के लिगेंड्स की उपस्थिति के कारण नीले रंग का होता है,जो $d$-कक्षकों के विभाजन का कारण बनता है और $d-d$ संक्रमण को सुगम बनाता है।
निर्जल कॉपर सल्फेट $CuSO_4$ रंगहीन होता है क्योंकि लिगेंड्स की अनुपस्थिति में $d$-कक्षकों का विभाजन नहीं होता है,जिससे $d-d$ संक्रमण संभव नहीं है।
अतः,विकल्प $(B)$ सही है।

(A) लैंथेनॉइड संकुचन लैंथेनम $(Z = 57)$ से परमाणु क्रमांक बढ़ने के साथ दुर्लभ मृदा तत्वों के परमाणुओं और आयनों के आकार में होने वाली निरंतर कमी है।
यह $4f$-इलेक्ट्रॉनों के खराब परिरक्षण प्रभाव (poor shielding effect) के कारण होता है।
$4f$ श्रेणी में,$4f$-इलेक्ट्रॉन बाहरी इलेक्ट्रॉनों को नाभिकीय आवेश से प्रभावी ढंग से परिरक्षित नहीं करते हैं।
इसके परिणामस्वरूप प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ जाता है,जो इलेक्ट्रॉनों को नाभिक की ओर अधिक मजबूती से खींचता है।
अतः,परमाणु और आयनिक त्रिज्या में कमी लैंथेनॉइड संकुचन का मुख्य प्रभाव है।
इसलिए,विकल्प $(A)$ सही है।

(B) आयन अपने $d$-कक्षकों में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण जलीय विलयन में रंग प्रदर्शित करते हैं,जो $d-d$ संक्रमण की अनुमति देते हैं।
इलेक्ट्रॉनिक विन्यास:
$La^{3+} (Z=57): [Xe] 4f^0 5d^0$ (कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं)।
$Ti^{3+} (Z=22): [Ar] 3d^1$ (एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन)।
$Lu^{3+} (Z=71): [Xe] 4f^{14}$ (कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं)।
$Sc^{3+} (Z=21): [Ar] 3d^0$ (कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं)।
चूंकि $Ti^{3+}$ में एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन है,इसलिए यह जलीय विलयन में रंग प्रदर्शित करेगा।

(C) ट्रांसयूरेनियम तत्व वे रासायनिक तत्व हैं जिनका परमाणु क्रमांक $92$ (यूरेनियम का परमाणु क्रमांक) से अधिक होता है। ये तत्व कृत्रिम हैं और इन्हें परमाणु रिएक्टरों या कण त्वरकों (particle accelerators) में कृत्रिम रूप से निर्मित किया जाता है।

(B) दिए गए लैटिमर आरेख के अनुसार:
$BrO_3^{-}$ $\xrightarrow{E_1^{\circ}} BrO^{-}$ $\xrightarrow{0.45 \ V} \frac{1}{2} Br_2$ $\xrightarrow{1.07 \ V} Br^{-}$
और कुल विभव $BrO_3^{-} \rightarrow Br^{-}$ के लिए $0.61 \ V$ है।
हम $\Delta G^{\circ} = -nFE^{\circ}$ संबंध का उपयोग करते हैं।
कुल अभिक्रिया $BrO_3^{-} \rightarrow Br^{-}$ के लिए:
$n = 6$,इसलिए $\Delta G_{total}^{\circ} = -6F(0.61 \ V) = -3.66F$.
व्यक्तिगत चरणों के लिए:
$1$. $BrO_3^{-} \rightarrow BrO^{-}$: $n = 4$,$\Delta G_1^{\circ} = -4FE_1^{\circ}$.
$2$. $BrO^{-} \rightarrow \frac{1}{2} Br_2$: $n = 1$,$\Delta G_2^{\circ} = -1F(0.45 \ V) = -0.45F$.
$3$. $\frac{1}{2} Br_2 \rightarrow Br^{-}$: $n = 1$,$\Delta G_3^{\circ} = -1F(1.07 \ V) = -1.07F$.
$\Delta G^{\circ}$ मानों को जोड़ने पर:
$-3.66F = -4FE_1^{\circ} - 0.45F - 1.07F$
$-3.66 = -4E_1^{\circ} - 1.52$
$4E_1^{\circ} = 3.66 - 1.52$
$4E_1^{\circ} = 2.14$
$E_1^{\circ} = \frac{2.14}{4} = 0.535 \ V$.

(A) उच्च मानक अपचयन विभव वाला इलेक्ट्रोड कैथोड के रूप में कार्य करता है।
दिए गए मानक अपचयन विभव: $E_{Ag^+/Ag}^{\circ} = +0.80 \ V$ और $E_{Cu^{2+}/Cu}^{\circ} = +0.34 \ V$ हैं।
चूंकि $E_{Ag^+/Ag}^{\circ} > E_{Cu^{2+}/Cu}^{\circ}$ है,इसलिए सिल्वर इलेक्ट्रोड कैथोड के रूप में और कॉपर इलेक्ट्रोड एनोड के रूप में कार्य करता है।
मानक सेल विभव की गणना इस प्रकार की जाती है:
$E_{cell}^{\circ} = E_{cathode}^{\circ} - E_{anode}^{\circ}$
$E_{cell}^{\circ} = +0.80 \ V - (+0.34 \ V) = +0.46 \ V$.

(B) सेल अभिक्रिया इस प्रकार है:
एनोड: $X \rightarrow X^{2+} + 2e^-$
कैथोड: $2Y^+ + 2e^- \rightarrow 2Y$
कुल अभिक्रिया: $X + 2Y^+ \rightarrow X^{2+} + 2Y$
यहाँ,शामिल इलेक्ट्रॉनों की संख्या,$n = 2$ है।
$E^{\circ}_{cell} = E^{\circ}_{cathode} - E^{\circ}_{anode} = 0.8 \ V - (-1.7 \ V) = 2.5 \ V$.
अधिकतम कार्य $W_{max} = -\Delta G^{\circ} = nFE^{\circ}_{cell}$ द्वारा दिया जाता है।
$W_{max} = 2 \times 96500 \ C/mol \times 2.5 \ V = 482500 \ J/mol$.
$kJ/mol$ में बदलने पर: $W_{max} = \frac{482500}{1000} = 482.5 \ kJ/mol$.

(B) मानक सेल विभव $(E^{\circ})$ और साम्य स्थिरांक $(K)$ के बीच संबंध साम्यावस्था पर नर्नस्ट समीकरण द्वारा दिया जाता है:
$\Delta G^{\circ} = -RT \ln K = -nFE^{\circ}$
अतः,$E^{\circ} = \frac{RT}{nF} \ln K$.
दिया गया है कि $K = 1$,और हम जानते हैं कि $\ln(1) = 0$.
इसलिए,$E^{\circ} = \frac{RT}{nF} \times 0 = 0 \ V$.
अतः,$1$ साम्य स्थिरांक वाली अभिक्रिया के लिए मानक सेल विभव $0$ होता है।

(A) अभिक्रिया $Fe^{2+} + Ce^{4+} \longrightarrow Fe^{3+} + Ce^{3+}$ है।
$Fe^{3+}/Fe^{2+}$ अर्ध-सेल के लिए नर्न्स्ट समीकरण का उपयोग करने पर: $E = E^{\circ}_{Fe^{3+}/Fe^{2+}} - 0.059 \log \frac{[Fe^{2+}]}{[Fe^{3+}]}$।
चूंकि $80 \%$ $Fe^{2+}$ का $Fe^{3+}$ में रूपांतरण हो रहा है,सांद्रता अनुपात $[Fe^{3+}] = 80$ और $[Fe^{2+}] = 20$ है।
अतः,$E = 0.77 - 0.059 \log \frac{20}{80} = 0.77 - 0.059 \log \frac{1}{4} = 0.77 + 0.059 \log 4$।
दिया गया है $\log 4 = 0.6$,इसलिए $E = 0.77 + 0.059 \times 0.6 = 0.77 + 0.0354 = 0.8054 \ V \approx 0.806 \ V$।

(A) जमा हुए $Cu$ का आयतन $V = {\text{क्षेत्रफल}} \times {\text{मोटाई}} = (20 \times 5) \ cm^2 \times (3.6 \times 10^{-4} \ cm) = 0.036 \ cm^3$ है।
जमा हुए $Cu$ का द्रव्यमान $W = V \times d = 0.036 \ cm^3 \times 8.9 \ g/cm^3 = 0.3204 \ g$ है।
फैराडे के नियम का उपयोग करते हुए,$W = \frac{M \times Q}{n \times F}$,जहाँ $M = 63.5 \ g/mol$,$n = 2$,और $F = 96500 \ C/mol$ है।
$Q = \frac{W \times n \times F}{M} = \frac{0.3204 \times 2 \times 96500}{63.5} \approx 973.81 \ C \approx 974 \ C$.

(B) गैल्वेनिक सेल को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है: $Mg | Mg^{2+} || Cu^{2+} | Cu$.
मानक सेल विभव का सूत्र है: $E^{\circ}_{cell} = E^{\circ}_{cathode} - E^{\circ}_{anode}$.
यहाँ,$E^{\circ}_{cathode} = E^{\circ}_{Cu^{2+}/Cu} = 0.34 \ V$ और $E^{\circ}_{cell} = 2.71 \ V$ है।
इन मानों को प्रतिस्थापित करने पर: $2.71 \ V = 0.34 \ V - E^{\circ}_{Mg^{2+}/Mg}$.
अतः,$E^{\circ}_{Mg^{2+}/Mg} = 0.34 \ V - 2.71 \ V = -2.37 \ V$.

(D) किसी विद्युत अपघट्य विलयन की मोलर चालकता विलयन में प्रति सूत्र इकाई उत्पन्न होने वाले आयनों की संख्या के सीधे समानुपाती होती है।
$(a)$ $[Fe(CO)_5]$ एक उदासीन संकुल है,यह आयनों में वियोजित नहीं होता है।
$(b)$ $[Cr(H_2O)_5Br]Br_2$ का वियोजन $[Cr(H_2O)_5Br]^{2+} + 2Br^-$ के रूप में होता है,जो $3$ आयन प्रदान करता है।
$(c)$ $[Co(NH_3)_4Cl_2]Cl$ का वियोजन $[Co(NH_3)_4Cl_2]^+ + Cl^-$ के रूप में होता है,जो $2$ आयन प्रदान करता है।
$(d)$ $K_4[Fe(CN)_6]$ का वियोजन $4K^+ + [Fe(CN)_6]^{4-}$ के रूप में होता है,जो $5$ आयन प्रदान करता है।
चूंकि $K_4[Fe(CN)_6]$ अधिकतम संख्या में आयन $(5)$ उत्पन्न करता है,इसलिए इसकी मोलर चालकता सबसे अधिक है।
अतः,$(d)$ सही उत्तर है।

(B) प्रतिस्थापित बेन्ज़ोइक अम्लों की अम्लीय सामर्थ्य बेन्ज़ीन वलय से जुड़े प्रतिस्थापियों के इलेक्ट्रॉनिक प्रभावों पर निर्भर करती है।
$1$. $-NO_2$ समूह एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह ($-I$ और $-M$ प्रभाव) है,जो कार्बोक्सिलेट ऋणायन को स्थिर करता है,जिससे अम्लीय सामर्थ्य बढ़ जाती है।
$2$. $-OCH_3$ समूह एक इलेक्ट्रॉन-दाता समूह ($+M$ प्रभाव) है,जो कार्बोक्सिलेट ऋणायन को अस्थिर करता है,जिससे अम्लीय सामर्थ्य कम हो जाती है।
$3$. बेन्ज़ोइक अम्ल $(II)$ संदर्भ यौगिक के रूप में कार्य करता है।
अतः,अम्लीय सामर्थ्य का क्रम $p$-नाइट्रोबेन्ज़ोइक अम्ल $(I)$ > बेन्ज़ोइक अम्ल $(II)$ > $p$-मेथॉक्सीबेन्ज़ोइक अम्ल $(III)$ है।
सही घटता क्रम $I > II > III$ है।

(B) मेटा-निर्देशकारी समूह इलेक्ट्रॉन-आकर्षक (electron-withdrawing) समूह होते हैं जो बेंजीन वलय के इलेक्ट्रॉन घनत्व को कम करते हैं,विशेष रूप से ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर,जिससे आने वाला इलेक्ट्रोफाइल मेटा स्थिति पर निर्देशित होता है।
दिए गए विकल्पों में,$-NO_2, -CHO, -SO_3H, -COR$ का सेट पूरी तरह से इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूहों से बना है जो मेटा-निर्देशकारी हैं।
$-NH_2, -NHR, -OCH_3$ और $-NHCOCH_3$ अपने इलेक्ट्रॉन-दाता अनुनाद प्रभाव (electron-donating resonance effect) के कारण ऑर्थो/पैरा-निर्देशकारी समूह हैं।

(D) $Zone \ refining$ का सिद्धांत यह है कि अशुद्धियाँ ठोस अवस्था की तुलना में पिघली हुई अवस्था में अधिक घुलनशील होती हैं।
$Vapour \ phase \ refining$ विधि अशुद्ध धातु को एक वाष्पशील यौगिक में बदलने के सिद्धांत पर आधारित है,जिसे बाद में शुद्ध धातु प्राप्त करने के लिए विघटित किया जाता है।
$Liquation$ विधि धातु और अशुद्धियों के गलनांक में अंतर पर आधारित है,जहाँ धातु ढलान वाली सतह पर बहती है।
$Chromatographic$ विधि इस सिद्धांत पर आधारित है कि मिश्रण के विभिन्न घटक एक अधिशोषक पर अलग-अलग मात्रा में अधिशोषित होते हैं। अतः,सही विकल्प $D$ है।

(A) आयरन पाइराइट,यानी $FeS_2$,को 'फूल्स गोल्ड' के रूप में भी जाना जाता है।
यह लोहे के निष्कर्षण के लिए अयस्क का एक आदर्श विकल्प नहीं है क्योंकि यह भर्जन प्रक्रिया के दौरान सल्फर युक्त प्रदूषणकारी गैसें,जैसे $SO_2$ और $SO_3$,उत्पन्न करता है।
हालाँकि यह ऊष्मागतिक रूप से संभव और स्थिर है,लेकिन इन गैसों के पर्यावरणीय प्रभाव के कारण इसे अनुपयुक्त माना जाता है।
अतः,विकल्प $(A)$ सही उत्तर है।

(C) कैलेमाइन $(ZnCO_3)$ जिंक $(Zn)$ का अयस्क है,जबकि बाकी सभी लोहे के अयस्क हैं।
हेमेटाइट $(Fe_2O_3)$ है।
मैग्नेटाइट $(Fe_3O_4)$ है।
साइडराइट $(FeCO_3)$ है।

(A) दिए गए अयस्कों का रासायनिक संघटन इस प्रकार है:
$A$. कैलेमाइन: $ZnCO_3$ ($ii$ के साथ मेल खाता है)
$B$. कॉपरपायराइट: $CuFeS_2$ ($i$ के साथ मेल खाता है)
$C$. बॉक्साइट: $Al_2O_3 \cdot 2H_2O$ ($iv$ के साथ मेल खाता है)
$D$. हेमेटाइट: $Fe_2O_3$ ($iii$ के साथ मेल खाता है)
अतः,सही मिलान $A-ii, B-i, C-iv, D-iii$ है।

(C) दिए गए चार तत्वों $C$,$S$,$Fe$ और $Au$ में से,अधातु $C$ और $S$ अपने मूल रूप में अपररूपों के रूप में मौजूद होते हैं।
$Au$ कम सक्रियता वाली एक उत्कृष्ट धातु है,इसलिए यह प्रकृति में अपने मूल रूप में मौजूद होती है,जिसे अक्सर नगेट कहा जाता है।
$Fe$ एक इलेक्ट्रोपॉजिटिव धातु है। इसलिए,यह अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है और पृथ्वी की पपड़ी में केवल संयुक्त अवस्था (यौगिकों के रूप में) में मौजूद होती है,जैसे कि $Fe_2O_3$,$Fe_3O_4$ और $FeS_2$।

(C) एलिंघम आरेख एक ग्राफ है जो यौगिकों,आमतौर पर धातु ऑक्साइड और सल्फाइड की स्थिरता पर तापमान की निर्भरता को दर्शाता है।
यह तापमान $(T)$ के विरुद्ध मानक गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन $(\Delta G^{\circ})$ को आलेखित करता है।
इस आरेख का उपयोग विभिन्न अपचायकों (reducing agents) द्वारा धातु ऑक्साइड के अपचयन की व्यवहार्यता की भविष्यवाणी करने के लिए किया जाता है।

(C) . यह सिद्धांत चुंबकीय पृथक्करण के लिए मान्य है।
$B$. यह सिद्धांत गुरुत्व पृथक्करण के लिए मान्य है।
$D$. तेल और पानी के अनुपात को समायोजित करके या अवनमकों (depressants) का उपयोग करके दो सल्फाइड अयस्कों को अलग करना संभव है।
$C$. फेन प्लवन प्रक्रिया में,खनिज कणों को प्राथमिकता से तेल द्वारा गीला किया जाता है,जबकि गैंग कण पानी द्वारा गीले होते हैं। अतः,विकल्प $C$ सही कथन है।

(B) $Zone \ refining$ का सिद्धांत यह है कि अशुद्धियाँ धातु की ठोस अवस्था की तुलना में पिघली हुई अवस्था में अधिक घुलनशील होती हैं।
जैसे-जैसे हीटर आगे बढ़ता है,शुद्ध धातु पिघले हुए मिश्रण से क्रिस्टलीकृत हो जाती है,जबकि अशुद्धियाँ आसन्न पिघले हुए क्षेत्र में चली जाती हैं।
यह विधि $Ge$,$Si$,$Ga$ जैसे अर्धचालकों के उत्पादन और $Boron$ $(B)$ जैसे तत्वों के शुद्धिकरण के लिए विशेष रूप से उपयोगी है।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(C) अभिक्रिया इस प्रकार आगे बढ़ती है:
$1$. पहला चरण पेरोक्साइड,$(C_6H_5CO)_2O_2$ की उपस्थिति में मिथाइलीनसाइक्लोहेक्सेन के साथ $HBr$ का एंटी-मार्कोवनिकोव योग है। यह (साइक्लोहेक्सिलमिथाइल) ब्रोमाइड,$C_6H_{11}CH_2Br$ देता है।
$2$. दूसरा चरण $KCN$ के साथ न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है,जहाँ ब्रोमाइड आयन को साइनाइड समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है,जिससे साइक्लोहेक्सिलएसिटोनाइट्राइल,$C_6H_{11}CH_2CN$ प्राप्त होता है।
$3$. तीसरा चरण नाइट्राइल समूह का अम्ल-उत्प्रेरित जलअपघटन है और उसके बाद गर्म करने पर,यह $-CN$ समूह को कार्बोक्सिलिक एसिड समूह,$-COOH$ में परिवर्तित कर देता है। अंतिम उत्पाद साइक्लोहेक्सिलएसिटिक एसिड,$C_6H_{11}CH_2COOH$ है।

(D) $SN^1$ अभिक्रिया की दर दर-निर्धारक चरण में बनने वाले कार्बोकेशन मध्यवर्ती के स्थायित्व पर निर्भर करती है।
$1$. $A$ एक द्वितीयक कार्बोकेशन बनाता है।
$2$. $B$ एक एलिलिक द्वितीयक कार्बोकेशन बनाता है,जो अनुनाद (resonance) द्वारा स्थिर होता है।
$3$. $C$ एक तृतीयक कार्बोकेशन बनाता है।
$4$. $D$ एक एलिलिक तृतीयक कार्बोकेशन बनाता है,जो तृतीयक प्रकृति और अनुनाद स्थिरीकरण दोनों के कारण सबसे अधिक स्थिर है।
इसलिए,$D$ $SN^1$ अभिक्रिया के लिए सबसे अधिक अभिक्रियाशील है।

(D) $S_{N}1$ अभिक्रिया की दर दर-निर्धारक चरण में बनने वाले कार्बोकेशन मध्यवर्ती की स्थिरता पर निर्भर करती है। कार्बोकेशन जितना अधिक स्थिर होगा,$S_{N}1$ अभिक्रिया उतनी ही तेज़ होगी।
दिए गए सबस्ट्रेट्स से बनने वाले कार्बोकेशन की तुलना:
$A$: बेंजाइल कार्बोकेशन $(C_6H_5CH_2^+)$ - एक फेनिल रिंग के साथ अनुनाद (resonance) द्वारा स्थिर।
$B$: $1-$फेनिलएथिल कार्बोकेशन $(C_6H_5CH^+CH_3)$ - अनुनाद और मिथाइल समूह के प्रेरणिक प्रभाव (inductive effect) द्वारा स्थिर।
$C$: $2-$फेनिलप्रोपेन$-2-$इल कार्बोकेशन $(C_6H_5C^+(CH_3)_2)$ - अनुनाद और दो मिथाइल समूहों द्वारा स्थिर।
$D$: $1,1-$डाइफेनिलएथिल कार्बोकेशन $(C_6H_5C^+(CH_3)C_6H_5)$ - दो फेनिल रिंगों के साथ अनुनाद और एक मिथाइल समूह के प्रेरणिक प्रभाव द्वारा स्थिर।
चूंकि विकल्प $D$ में कार्बोकेशन दो फेनिल रिंगों के साथ अनुनाद द्वारा सबसे अधिक स्थिर है,इसलिए यह सबसे तेज़ $S_{N}1$ अभिक्रिया देगा।