TS EAMCET 2021 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Hindi

(C) आण्विक सूत्र $C_6H_{10}$ $6$ कार्बन परमाणुओं वाले एक आल्काइन के लिए है। शाखित समावयवी वे हैं जिनमें $6$ कार्बन की सीधी श्रृंखला नहीं होती है। संभावित शाखित समावयवी हैं:
$1$. $3-\text{मिथाइल}-1-\text{पेन्टाइन}$ $(CH_3-CH_2-CH(CH_3)-C \equiv CH)$
$2$. $4-\text{मिथाइल}-1-\text{पेन्टाइन}$ $(CH_3-CH(CH_3)-CH_2-C \equiv CH)$
$3$. $3-\text{मिथाइल}-2-\text{पेन्टाइन}$ $(CH_3-CH_2-C(CH_3)-C \equiv C-CH_3)$
$4$. $3,3-\text{डाइमिथाइल}-1-\text{ब्यूटाइन}$ $((CH_3)_2C(C \equiv CH)-CH_3)$
अतः,कुल $4$ संभावित शाखित समावयवी हैं।

(C) अभिक्रिया अनुक्रम इस प्रकार है:
$1$. प्रकाश $(hv)$ की उपस्थिति में प्रोपेन $(CH_3CH_2CH_3)$ का $Cl_2$ के साथ क्लोरीनीकरण करने पर मुख्य उत्पाद के रूप में $1$-क्लोरोप्रोपेन प्राप्त होता है: $CH_3CH_2CH_3 + Cl_2 \xrightarrow{hv} CH_3CH_2CH_2Cl + HCl$.
$2$. $1$-क्लोरोप्रोपेन का अल्कोहलिक $KOH$ के साथ विहाइड्रोहैलोजनीकरण करने पर प्रोपीन प्राप्त होता है: $CH_3CH_2CH_2Cl \xrightarrow{\text{alc. } KOH} CH_3CH=CH_2 + KCl + H_2O$.
$3$. प्रोपीन का उच्च तापमान $(773 \ K)$ पर क्लोरीनीकरण करने से एलिक प्रतिस्थापन होता है,जिससे एलिक क्लोराइड बनता है: $CH_3CH=CH_2 + Cl_2 \xrightarrow{773 \ K} ClCH_2CH=CH_2 + HCl$.
$4$. एलिक क्लोराइड का जलीय $AgOH$ के साथ नाभिकरागी प्रतिस्थापन होने पर $Cl$ परमाणु $OH$ समूह द्वारा प्रतिस्थापित हो जाता है और एलिक अल्कोहल प्राप्त होता है: $ClCH_2CH=CH_2 + AgOH_{(aq)} \longrightarrow HOCH_2CH=CH_2 + AgCl$.

(D) एथेन का इक्लिप्स्ड संरूपण निकटवर्ती कार्बन परमाणुओं पर स्थित हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच प्रतिकर्षण के कारण उत्पन्न मरोड़ी तनाव (torsional strain) के कारण सबसे कम स्थिर होता है।
इसके विपरीत,स्टैगर्ड संरूपण सबसे अधिक स्थिर होता है क्योंकि इसमें हाइड्रोजन परमाणु एक-दूसरे से यथासंभव दूर होते हैं,जिससे प्रतिकर्षण न्यूनतम हो जाता है।
एथेन में $C-C$ एकल बंध के चारों ओर घूर्णन के लिए ऊर्जा अवरोध लगभग $12.5 \ kJ / mol$ $(3 \ kcal / mol)$ है।
अतः,स्टैगर्ड और इक्लिप्स्ड संरूपणों के बीच ऊर्जा का अंतर $12.5 \ kJ / mol$ है।

(D) विकल्प $(a)$ में एल्काइन का उत्प्रेरकीय हाइड्रोजनीकरण है,जो एल्केन देता है।
विकल्प $(b)$ में कोल्बे की विद्युत अपघटनी विधि है,जो एल्केन देती है।
विकल्प $(c)$ में वुर्ट्ज़ अभिक्रिया है,जो एल्केन देती है।
विकल्प $(d)$ में एल्काइल फ्लोराइड $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-F)$ की $Zn/H^{\oplus}$ के साथ अभिक्रिया है। $C-F$ बंध की उच्च ऊर्जा के कारण एल्काइल फ्लोराइड का $Zn/H^{\oplus}$ द्वारा अपचयन नहीं होता है,इसलिए यह अभिक्रिया एल्केन नहीं देती है।

(C) अभिक्रिया $CH_2=CH_2 + H_2 \xrightarrow{Ni, 300^{\circ}C} CH_3-CH_3$ एथीन का एथेन में उत्प्रेरकीय हाइड्रोजनीकरण है।
यह विशिष्ट प्रक्रिया,जिसमें $Ni$,$Pt$ या $Pd$ जैसे धातु उत्प्रेरक का उपयोग करके एल्कीन का एल्केन में अपचयन किया जाता है,सबाथियर-सेंडरेन्स अभिक्रिया कहलाती है।

(B) जब प्रोपाइन $(CH_3-C \equiv CH)$ को $873 \ K$ पर लाल तप्त लोहे की नली से गुजारा जाता है,तो यह चक्रीय ट्राइमेराइजेशन (cyclic trimerization) के माध्यम से मेसिटिलीन ($1,3,5$-ट्राइमिथाइल बेंजीन) नामक एक सुगंधित (aromatic) यौगिक बनाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$3CH_3-C \equiv CH \xrightarrow{\text{Red hot Fe, } 873 \ K} C_9H_{12}$ (मेसिटिलीन)।
मेसिटिलीन का आणविक सूत्र $C_9H_{12}$ है।

(D) आधिक्य $Br_2$ और $CCl_4$ के साथ एल्काइन की अभिक्रिया एक इलेक्ट्रॉनस्नेही योगज अभिक्रिया है।
इस प्रक्रिया के दौरान,ट्रिपल बॉन्ड के दोनों $\pi$-बॉन्ड टूट जाते हैं और ब्रोमीन परमाणुओं के साथ चार नए $\sigma$-बॉन्ड बनते हैं।
Hex$-1-$yne $(CH_3(CH_2)_3C \equiv CH)$ के लिए,यह योग $C-1$ और $C-2$ कार्बन परमाणुओं पर होता है।
अंतिम उत्पाद $1,1,2,2-$टेट्राब्रोमोहेक्सेन है।
$CH_3(CH_2)_3C \equiv CH + 2Br_2 \xrightarrow{CCl_4} CH_3(CH_2)_3C(Br)_2-CH(Br)_2$

(D) फ्यूज्ड रिंग सिस्टम में एल्कीनों की स्थिरता ब्रेड्ट के नियम और द्वि-आबंध पर प्रतिस्थापन की डिग्री द्वारा निर्धारित होती है।
संरचना $III$ एक टेट्रा-प्रतिस्थापित एल्कीन है,जो हाइपरकंजुगेशन और प्रेरक प्रभावों के कारण अत्यधिक स्थिर है।
संरचना $I$ एक ट्राई-प्रतिस्थापित एल्कीन है।
संरचना $II$ एक डाई-प्रतिस्थापित एल्कीन है।
अधिक प्रतिस्थापन का अर्थ है अधिक स्थिरता।
इसलिए,स्थिरता का सही क्रम $III > I > II$ 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।

(B) यह अभिक्रिया फ्रीडल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन के रूप में जानी जाती है। निर्जलीय $AlCl_3$ की उपस्थिति में,$n-$प्रोपाइल क्लोराइड एक एल्काइलेटिंग एजेंट के रूप में कार्य करता है। यह एक इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
चरण $1$: इलेक्ट्रोफाइल का निर्माण:
$CH_3-CH_2-CH_2-Cl + AlCl_3 \rightarrow CH_3-CH_2-CH_2^+ + AlCl_4^-$
चरण $2$: कार्बोकेशन पुनर्विन्यास:
चरण $1$ में निर्मित प्राथमिक कार्बोकेशन $(CH_3-CH_2-CH_2^+)$ $1,2-$हाइड्राइड शिफ्ट के माध्यम से अधिक स्थिर द्वितीयक कार्बोकेशन $(CH_3-CH^+-CH_3)$ बनाने के लिए पुनर्विन्यासित होता है।
चरण $3$: इलेक्ट्रोफिलिक आक्रमण:
यह द्वितीयक कार्बोकेशन बेंजीन रिंग पर आक्रमण करके मध्यवर्ती बनाता है।
चरण $4$: डीप्रोटोनेशन:
अंतिम चरण मध्यवर्ती से एक प्रोटॉन को हटाकर एरोमैटिकता को बहाल करना है,जिससे मुख्य उत्पाद के रूप में आइसोप्रोपाइल बेंजीन (क्यूमीन) प्राप्त होता है।

(A) दी गई अभिक्रियाओं का विश्लेषण इस प्रकार है:
$1.$ $AlCl_3$ की उपस्थिति में $t$-ब्यूटाइल क्लोराइड के साथ बेंजीन का फ्रीडल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन $t$-ब्यूटाइल बेंजीन देता है।
$2.$ बेंजीन $BF_3/HF$ की उपस्थिति में $2$-मिथाइलप्रोपीन के साथ अभिक्रिया करके $t$-ब्यूटाइल बेंजीन बनाता है।
$3.$ बेंजीन $H_2SO_4$ की उपस्थिति में $t$-ब्यूटाइल अल्कोहल के साथ अभिक्रिया करके $t$-ब्यूटाइल बेंजीन बनाता है।
$4.$ बेंजीन ब्यूटेनॉयल क्लोराइड के साथ फ्रीडल-क्राफ्ट्स एसाइलेशन द्वारा $1$-फेनिलब्यूटेन-$1$-ओन बनाता है। इसके बाद क्लेमेंसन अपचयन $(Zn/Hg, HCl)$ द्वारा $n$-ब्यूटाइल-बेंजीन प्राप्त होता है,न कि $t$-ब्यूटाइल बेंजीन।
अतः,अभिक्रियाएं $1, 2$ और $3$ $t$-ब्यूटाइल बेंजीन बनाती हैं।

(B) निर्जलीय $AlCl_3$ की उपस्थिति में बेंजीन और एसिटिल क्लोराइड की अभिक्रिया एक फ्रीडल-क्राफ्ट्स एसाइलेशन अभिक्रिया है,जो मुख्य उत्पाद के रूप में एसिटोफेनोन $(C_6H_5COCH_3)$ देती है।
एसिटोफेनोन की संरचना में:
$1$. बेंजीन वलय में $3$ $\pi$-बंध होते हैं।
$2$. कार्बोनिल समूह $(C=O)$ में $1$ $\pi$-बंध होता है।
$\pi$-बंधों की कुल संख्या = $3 + 1 = 4$ है।
$3$. कार्बोनिल समूह में ऑक्सीजन परमाणु पर $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pairs) होते हैं।
एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की कुल संख्या = $2$ है।
अतः,$\pi$-बंधों और एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या क्रमशः $4$ और $2$ है।

(C) जल की अस्थायी कठोरता को क्लार्क की विधि द्वारा दूर किया जाता है,जिसमें कठोर जल में बुझा हुआ चूना,$Ca(OH)_2$ मिलाया जाता है।
इसमें शामिल रासायनिक अभिक्रियाएँ इस प्रकार हैं:
$Ca(HCO_3)_{2(aq)} + Ca(OH)_{2(aq)} \rightarrow 2CaCO_{3(s)} + 2H_2O_{(l)}$
$Mg(HCO_3)_{2(aq)} + 2Ca(OH)_{2(aq)} \rightarrow 2CaCO_{3(s)} + Mg(OH)_{2(s)} + 2H_2O_{(l)}$
ध्यान दें: मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट के मामले में,उत्पाद मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड,$Mg(OH)_2$ होता है,क्योंकि इसका विलेयता गुणनफल $MgCO_3$ की तुलना में कम होता है।
इस प्रकार,प्राप्त अघुलनशील अवक्षेप $Mg(OH)_2$ और $CaCO_3$ हैं।

(C) $SO_3 + D_2O \rightarrow D_2SO_4$ ($SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$ के समान)
$CaC_2 + 2D_2O \rightarrow Ca(OD)_2 + C_2D_2$ ($CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2$ के समान)
$Al_4C_3 + 12D_2O \rightarrow 4Al(OD)_3 + 3CD_4$ ($Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3 + 3CH_4$ के समान)
अतः,सही मिलान $A-V, B-I, C-II$ है।

(C) मंदक (moderator) वह पदार्थ है जिसका उपयोग परमाणु रिएक्टर में विखंडन से उत्पन्न न्यूट्रॉन की गति को धीमा करने के लिए किया जाता है।
भारी जल $(D_2O)$ का उपयोग परमाणु रिएक्टरों में मंदक के रूप में किया जाता है क्योंकि यह न्यूट्रॉन को प्रभावी ढंग से धीमा करता है और इसमें न्यूट्रॉन अवशोषण की संभावना भी कम होती है।

(C) दुर्बल अम्ल के लिए वियोजन की मात्रा $\alpha$ और वियोजन स्थिरांक $K_a$ तथा सांद्रता $C$ के बीच संबंध: $\alpha = \sqrt{\frac{K_a}{C}}$ है।
दिया गया है: $C = 0.1 \ M$ और $\alpha = 5 \% = 0.05$ है।
सूत्र को $K_a$ के लिए व्यवस्थित करने पर: $K_a = \alpha^2 \times C$ प्राप्त होता है।
मान रखने पर: $K_a = (0.05)^2 \times 0.1$ है।
$K_a = 0.0025 \times 0.1 = 0.00025 = 2.5 \times 10^{-4}$ है।
अतः,$K_c$ का मान $2.5 \times 10^{-4}$ है।

(A) क्षारीय बफर विलयन के लिए,$pOH$ हेंडरसन-हैसेलबैक समीकरण द्वारा दिया जाता है:
$pOH = pK_{b} + \log \frac{[Salt]}{[Base]}$
यह दिया गया है कि क्षार और उसके संयुग्मी अम्ल (लवण) की मोलर सांद्रता समान है,इसलिए $[Salt] = [Base]$ है।
इस मान को समीकरण में रखने पर:
$pOH = pK_{b} + \log(1)$
चूंकि $\log(1) = 0$ होता है,इसलिए:
$pOH = pK_{b}$
अतः,बफर विलयन का $pOH$ क्षार के $pK_{b}$ के समान होता है।

(D) दिए गए अम्लों के लिए अम्ल वियोजन स्थिरांक $(K_a)$ इस प्रकार हैं:
$HCN$: $K_a = 4.9 \times 10^{-10}$ $(III)$
$H_2C_2O_4$ (ऑक्सालिक अम्ल): $K_a = 5.6 \times 10^{-2}$ $(IV)$
$H_2S$: $K_a = 8.9 \times 10^{-8}$ $(II)$
नियासिन (विटामिन $B_3$): $K_a = 1.5 \times 10^{-5}$ $(V)$
अतः,सही मिलान $A-III, B-IV, C-II, D-V$ है।

(D) $H_3PO_4$ जैसे त्रि-क्षारकीय अम्ल के लिए तीन आयनन स्थिरांक होते हैं। कुल आयनन स्थिरांक $(K)$ तीनों चरणों के आयनन स्थिरांकों का गुणनफल होता है।
चरण $1$: $H_3PO_4 \rightleftharpoons H^+ + H_2PO_4^-$; $K_1 = \frac{[H^+][H_2PO_4^-]}{[H_3PO_4]}$ $(i)$
चरण $2$: $H_2PO_4^- \rightleftharpoons H^+ + HPO_4^{2-}$; $K_2 = \frac{[H^+][HPO_4^{2-}]}{[H_2PO_4^-]}$ $(ii)$
चरण $3$: $HPO_4^{2-} \rightleftharpoons H^+ + PO_4^{3-}$; $K_3 = \frac{[H^+][PO_4^{3-}]}{[HPO_4^{2-}]}$ $(iii)$
तीनों समीकरणों को जोड़ने पर कुल अभिक्रिया प्राप्त होती है: $H_3PO_4 \rightleftharpoons 3H^+ + PO_4^{3-}$.
कुल साम्य स्थिरांक $K = \frac{[H^+]^3[PO_4^{3-}]}{[H_3PO_4]}$ है।
तीनों चरणबद्ध साम्य स्थिरांकों को गुणा करने पर:
$K_1 \times K_2 \times K_3 = \frac{[H^+][H_2PO_4^-]}{[H_3PO_4]} \times \frac{[H^+][HPO_4^{2-}]}{[H_2PO_4^-]} \times \frac{[H^+][PO_4^{3-}]}{[HPO_4^{2-}]}$
$K_1 \times K_2 \times K_3 = \frac{[H^+]^3[PO_4^{3-}]}{[H_3PO_4]} = K$
अतः,$K = K_1 \times K_2 \times K_3$.

(A) माना दिक्-कोसाइन $l, m, n$ हैं। दिए गए कोण $\alpha = \frac{\pi}{4}$,$\beta = \frac{\pi}{3}$,और $\gamma = \theta$ हैं।
अतः $l = \cos \frac{\pi}{4} = \frac{1}{\sqrt{2}}$ और $m = \cos \frac{\pi}{3} = \frac{1}{2}$ है।
हम जानते हैं कि $l^2 + m^2 + n^2 = 1$ होता है।
मान रखने पर,$\left(\frac{1}{\sqrt{2}}\right)^2 + \left(\frac{1}{2}\right)^2 + \cos^2 \theta = 1$.
$\frac{1}{2} + \frac{1}{4} + \cos^2 \theta = 1$.
$\frac{3}{4} + \cos^2 \theta = 1$.
$\cos^2 \theta = 1 - \frac{3}{4} = \frac{1}{4}$.
चूंकि $0 < \theta < \frac{\pi}{2}$,$\cos \theta$ धनात्मक होना चाहिए,इसलिए $\cos \theta = \frac{1}{2}$ प्राप्त होता है।
अतः,दिक्-कोसाइन $\frac{1}{\sqrt{2}}, \frac{1}{2}, \frac{1}{2}$ हैं।

(A) बोरॉन का परमाणु क्रमांक $5$ है और इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^2 2s^2 2p^1$ है।
संयोजकता कोश में $d$-कक्षकों की अनुपस्थिति के कारण,बोरॉन अपनी समन्वय संख्या $4$ से अधिक नहीं बढ़ा सकता है।
इसलिए,यह $[B(H_2O)_6]^{3+}$ जैसा हेक्सा-समन्वित संकुल नहीं बना सकता है।
अतः,$[B(H_2O)_6]^{3+}$ संकुल अस्तित्व में नहीं है।

(D) वे ऑक्साइड जो अम्ल और क्षार दोनों के रूप में कार्य कर सकते हैं,उन्हें उभयधर्मी ऑक्साइड कहा जाता है।
$Ga_2O_3$ एक प्रसिद्ध उभयधर्मी ऑक्साइड है।
$As_4O_{10}$ और $Sb_4O_{10}$ भी उभयधर्मी प्रकृति के होते हैं क्योंकि वे प्रबल क्षार के साथ अम्लीय और प्रबल अम्ल के साथ क्षारीय गुण प्रदर्शित करते हैं।
$B_2O_3$ अम्लीय है और $Tl_2O$ क्षारीय है।
अतः,उभयधर्मी ऑक्साइडों का सही समूह $Ga_2O_3, As_4O_{10}, Sb_4O_{10}$ है।

(D) $1$. डाइबोरेन $(B_2H_6)$ एक इलेक्ट्रॉन-न्यून प्रजाति है जो लुईस अम्ल के रूप में कार्य करती है। यह कार्बन मोनोऑक्साइड $(CO)$,जो एक लुईस क्षार है,के साथ अभिक्रिया करके उपसहसंयोजक बंध बनाती है:
$B_2H_6 + 2CO \longrightarrow 2BH_3 \cdot CO$ $(A-II)$
$2$. डाइबोरेन ऑक्सीजन में जलकर बोरॉन ट्राइऑक्साइड $(B_2O_3)$ बनाती है:
$B_2H_6 + 3O_2 \longrightarrow B_2O_3 + 3H_2O$ $(B-I)$
$3$. डाइबोरेन जल के साथ जल-अपघटन करके बोरिक अम्ल $(H_3BO_3)$ देती है:
$B_2H_6 + 6H_2O \longrightarrow 2H_3BO_3 + 6H_2$ $(C-III)$
अतः,सही मिलान $A-II, B-I, C-III$ है।

(A) $Al(OH)_3$ एक क्षार के रूप में कार्य करता है और अम्ल $HCl$ के साथ अभिक्रिया करके लवण और जल देता है:
$Al(OH)_3 + 3HCl \longrightarrow AlCl_3 + 3H_2O$
$Al(OH)_3$ एक अम्ल के रूप में भी कार्य करता है और क्षार $NaOH$ के साथ अभिक्रिया करके लवण और जल देता है:
$Al(OH)_3 + NaOH \longrightarrow Na[Al(OH)_4]$
अतः,$Al(OH)_3$ प्रकृति में उभयधर्मी है।

(D) $7$ न्यूट्रॉन वाला कार्बन का समस्थानिक $_{6}^{13}C$ है,जिसकी प्राकृतिक प्रचुरता $1.1 \%$ है। यह कथन सही है।
$(b)$ $IV$ $A$ (समूह $14$) के तत्वों में,गलनांक आमतौर पर समूह में नीचे जाने पर घटता है। $Sn$ (टिन) का गलनांक $Pb$ (लेड) से कम होता है। यह कथन सही है।
$(c)$ सिलिकॉन पृथ्वी की पपड़ी में द्रव्यमान के अनुसार $2^{nd}$ सबसे प्रचुर तत्व है,जो लगभग $27.7 \%$ है। यह कथन सही है।
$(d)$ तात्विक कार्बन (विशेष रूप से हीरे के रूप में) समूह $14$ के तत्वों में सबसे अधिक विद्युत प्रतिरोधकता दर्शाता है क्योंकि हीरा एक विद्युत कुचालक है। यह कथन सही है।
अतः,सभी कथन सही हैं।

(C) $Diamond$ में,प्रत्येक कार्बन परमाणु $sp^3$ संकरित होता है और एक कठोर,त्रि-आयामी चतुष्फलकीय नेटवर्क में $4$ अन्य कार्बन परमाणुओं से बंधा होता है। यह संरचना परमाणुओं की गति को रोकती है,जिससे यह अत्यधिक कठोर हो जाता है।
$Graphite$ में,प्रत्येक कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित होता है,जो समतलीय षट्कोणीय परतें बनाता है। ये परतें कमजोर $van \ der \ Waals$ बलों द्वारा एक साथ जुड़ी होती हैं,जो परतों को एक-दूसरे पर फिसलने की अनुमति देती हैं,जिससे $graphite$ नरम हो जाता है।

(A) कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन,कार्बन मोनोऑक्साइड और हीमोग्लोबिन का एक स्थिर संकुल है जो कार्बन मोनोऑक्साइड के संपर्क में आने पर लाल रक्त कोशिकाओं में बनता है।
जब रक्त में कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन की सांद्रता $3-4 \%$ तक पहुँच जाती है,तो यह रक्त की ऑक्सीजन ले जाने की क्षमता को कम कर देता है।
यह स्थिति सिरदर्द और हृदय संबंधी समस्याओं का कारण बनती है।
अतः,कथन $(I)$ और $(II)$ सही हैं।

(D) कथन $1$ सही है: चारकोल लकड़ी के विनाशकारी आसवन (हवा की अनुपस्थिति में गर्म करना) द्वारा निर्मित होता है।
कथन $2$ सही है: चारकोल को ग्रेफाइट का अशुद्ध रूप माना जाता है।
कथन $3$ गलत है: ग्रेफाइट कमरे के तापमान और दबाव पर कार्बन का सबसे स्थिर अपरूप है,हीरा नहीं।
कथन $4$ गलत है: लोहे के उसके अयस्कों से निष्कर्षण के दौरान कोक का उपयोग अपचायक (reducing agent) के रूप में किया जाता है,ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में नहीं।
इसलिए,कथन $1$ और $2$ सही हैं।

(C) कार्बन परिवार (समूह $14$) में,समूह में नीचे जाने पर तत्वों का घनत्व बढ़ता है क्योंकि परमाणु द्रव्यमान में वृद्धि परमाणु आयतन में वृद्धि की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण होती है। अतः,दिए गए विकल्पों में $Pb$ का घनत्व सबसे अधिक है।
इसके विपरीत,समूह में नीचे जाने पर क्वथनांक घटता है क्योंकि धात्विक गुण बढ़ता है और परमाणु आकार बढ़ने के साथ अंतर-परमाणु बलों (सहसंयोजक बंधन) की मजबूती कम हो जाती है। इसलिए,$Pb$ का क्वथनांक दिए गए विकल्पों में सबसे कम है।
अतः,$Pb$ सही उत्तर है।

(B) प्रथम आयनन ऊर्जा वह ऊर्जा है जो एक विलगित गैसीय परमाणु से सबसे शिथिल रूप से बंधे इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक होती है।
नाइट्रोजन $(Z = 7)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^2 2s^2 2p^3$ है।
पूर्णतः अर्ध-पूरित $2p$-उपकोश के कारण,नाइट्रोजन अतिरिक्त स्थिरता प्रदर्शित करता है,जिसके परिणामस्वरूप कार्बन $(1086 \ kJ \ mol^{-1})$ और ऑक्सीजन $(1314 \ kJ \ mol^{-1})$ की तुलना में इसकी प्रथम आयनन ऊर्जा अधिक होती है।
दिए गए मानों में से,$1402 \ kJ \ mol^{-1}$ नाइट्रोजन के लिए है,जबकि $1681 \ kJ \ mol^{-1}$ फ्लोरीन के लिए है,जिसका प्रभावी नाभिकीय आवेश अधिक होता है।
अतः,नाइट्रोजन के लिए सही मान $1402 \ kJ \ mol^{-1}$ है।

(B) उदासीन ऑक्साइड वे ऑक्साइड होते हैं जो पानी के साथ प्रतिक्रिया करने पर न तो अम्लीय और न ही क्षारीय गुण प्रदर्शित करते हैं।
उदासीन ऑक्साइड के उदाहरणों में नाइट्रस ऑक्साइड $(N_2O)$,नाइट्रिक ऑक्साइड $(NO)$ और कार्बन मोनोऑक्साइड $(CO)$ शामिल हैं।
$SO_2$ और $CO_2$ अम्लीय ऑक्साइड हैं क्योंकि वे पानी में घुलकर सल्फ्यूरस एसिड $(H_2SO_3)$ और कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ बनाते हैं।
$CaO$ एक धातु ऑक्साइड है और प्रकृति में क्षारीय है,जो पानी के साथ प्रतिक्रिया करके कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड $(Ca(OH)_2)$ बनाता है।

(B) उभयधर्मी ऑक्साइड वे होते हैं जो अम्ल और क्षार दोनों के साथ अभिक्रिया करके लवण और जल बनाते हैं।
$BeO$,$ZnO$,और $Sb_2O_3$ उभयधर्मी ऑक्साइड हैं।
$CO$ उदासीन है।
$CaO$ क्षारीय है।
$SO_2$ और $SO_3$ अम्लीय हैं।
अतः,कुल $3$ उभयधर्मी ऑक्साइड हैं।

(A) सल्फर $(S_8)$ की गर्म जलीय सोडियम हाइड्रॉक्साइड $(NaOH)$ के साथ अभिक्रिया एक असमानुपातन (disproportionation) अभिक्रिया है।
इस अभिक्रिया में,सल्फर का ऑक्सीकरण और अपचयन होकर सोडियम सल्फाइड $(Na_2S)$ और सोडियम थायोसल्फेट $(Na_2S_2O_3)$ बनते हैं।
संतुलित रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$S_8 + 12 NaOH \longrightarrow 4 Na_2S + 2 Na_2S_2O_3 + 6 H_2O$.
अतः,उत्पाद $P$ और $Q$ क्रमशः $Na_2S$ और $Na_2S_2O_3$ हैं।

(B) दिए गए मिलान में:
$A$. $CH_3-C^{+}(CH_3)-CH_3$ एक टर्शरी $(3^\circ)$ कार्बोकेशन है क्योंकि धनात्मक आवेश तीन अन्य कार्बन से जुड़े कार्बन पर है। इसलिए,$A-IV$.
$B$. $CH_3-C^{+}H-CH_3$ एक सेकेंडरी $(2^\circ)$ कार्बोकेशन है क्योंकि धनात्मक आवेश दो अन्य कार्बन से जुड़े कार्बन पर है। इसलिए,$B-I$.
$C$. $CH_3-CH_2^+$ एक प्राइमरी $(1^\circ)$ कार्बोकेशन है क्योंकि धनात्मक आवेश एक अन्य कार्बन से जुड़े कार्बन पर है। इसलिए,$C-III$.
$D$. $CH_3^+$ एक मिथाइल कार्बोकेशन है। इसलिए,$D-II$.
सही क्रम $A-IV, B-I, C-III, D-II$ है।

(B) उत्कृष्ट गैसों की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी उनके स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $(ns^2 np^6)$ के कारण धनात्मक होती है।
दिए गए उत्कृष्ट गैसों में से,$Ne$ की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी सबसे अधिक (सबसे अधिक धनात्मक मान) होती है।
जैसे-जैसे हम समूह में नीचे जाते हैं,परमाणु का आकार बढ़ता है और आने वाले इलेक्ट्रॉन द्वारा अनुभव किया जाने वाला प्रभावी नाभिकीय आवेश कम हो जाता है,जिससे छोटे परमाणुओं की तुलना में इलेक्ट्रॉन जोड़ना अपेक्षाकृत आसान हो जाता है,हालांकि मान धनात्मक ही रहते हैं।
इसलिए,विकल्पों में $Ne$ की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी सबसे अधिक है।

(B) असमानुपातन अभिक्रिया वह रेडॉक्स अभिक्रिया है जिसमें एक ही अभिकारक का तत्व ऑक्सीकृत और अपचयित दोनों होता है।
$(i) \ \stackrel{0}{Cl}_{2} + 2KI \longrightarrow 2KCl + \stackrel{0}{I}_{2}$: यह एक विस्थापन अभिक्रिया है।
$(ii) \ \stackrel{0}{Cl}_{2} + 2OH^{-} \longrightarrow \stackrel{+1}{ClO}^{-} + \stackrel{-1}{Cl}^{-} + H_2O$: यहाँ $Cl$ का ऑक्सीकरण और अपचयन दोनों हो रहा है। यह एक असमानुपातन अभिक्रिया है।
$(iii) \ \stackrel{0}{Mg} + 2\stackrel{+1}{H}Cl \longrightarrow \stackrel{+2}{Mg}Cl_{2} + \stackrel{0}{H}_{2}$: यह एक विस्थापन अभिक्रिया है।
$(iv) \ 2H_2\stackrel{-1}{O}_{2} \longrightarrow 2H_2\stackrel{-2}{O} + \stackrel{0}{O}_{2}$: यहाँ $O$ का ऑक्सीकरण और अपचयन दोनों हो रहा है। यह एक असमानुपातन अभिक्रिया है।
अतः,अभिक्रिया $(ii)$ और $(iv)$ असमानुपातन अभिक्रियाएँ हैं।

(B) असमानुपातन अभिक्रिया एक ऐसी रेडॉक्स अभिक्रिया है जिसमें एक ही तत्व का एक साथ ऑक्सीकरण और अपचयन होता है,जिसके परिणामस्वरूप अभिकारक की तुलना में उच्च और निम्न ऑक्सीकरण अवस्था वाले उत्पाद प्राप्त होते हैं।
विकल्प $A$ में,$Cl_2$ $(0)$ से $ClO^-$ $(+1)$ और $Cl^-$ $(-1)$ बनता है,जो एक असमानुपातन अभिक्रिया है।
विकल्प $B$ में,$F_2$ $(0)$ की $OH^-$ के साथ अभिक्रिया से $OF_2$ और $F^-$ बनते हैं। $OF_2$ में $F$ की ऑक्सीकरण अवस्था $-1$ है और $F^-$ में भी $-1$ है। ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था $OH^-$ में $-2$ से बदलकर $OF_2$ में $+2$ हो जाती है और $H_2O$ में $-2$ ही रहती है। चूंकि फ्लोरीन की ऑक्सीकरण अवस्था केवल घटती है,इसलिए यह असमानुपातन अभिक्रिया नहीं है।
विकल्प $C$ में,$ClO_3^-$ $(+5)$ से $Cl^-$ $(-1)$ और $ClO_4^-$ $(+7)$ बनता है,जो एक असमानुपातन अभिक्रिया है।
विकल्प $D$ में,$ClO^-$ $(+1)$ से $Cl^-$ $(-1)$ और $ClO_3^-$ $(+5)$ बनता है,जो एक असमानुपातन अभिक्रिया है।

(C) $Pb_3O_4$ एक मिश्रित ऑक्साइड है,जिसे $2PbO \cdot PbO_2$ के रूप में दर्शाया जा सकता है।
$PbO$ में,$Pb$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ है।
$PbO_2$ में,$Pb$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ है।
$PbO$ के लिए गणना: $x + (-2) = 0 \Rightarrow x = +2$।
$PbO_2$ के लिए गणना: $x + 2(-2) = 0$ $\Rightarrow x - 4 = 0$ $\Rightarrow x = +4$।
अतः,$Pb_3O_4$ में $Pb$ की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ $+2$ और $+4$ हैं।

(B) दी गई रासायनिक समीकरण है: $aCaCO_3 + bH_3PO_4 \rightarrow pCa_3(PO_4)_2 + qCO_2 + rH_2O$
समीकरण को संतुलित करने के लिए,पहले $Ca$ और $PO_4$ समूहों को संतुलित करें: $3CaCO_3 + 2H_3PO_4 \rightarrow 1Ca_3(PO_4)_2 + qCO_2 + rH_2O$
इसके बाद,कार्बन परमाणुओं को संतुलित करें: $3CaCO_3 + 2H_3PO_4 \rightarrow 1Ca_3(PO_4)_2 + 3CO_2 + rH_2O$
अंत में,हाइड्रोजन और ऑक्सीजन परमाणुओं को संतुलित करें: $3CaCO_3 + 2H_3PO_4 \rightarrow 1Ca_3(PO_4)_2 + 3CO_2 + 3H_2O$
दी गई समीकरण के साथ तुलना करने पर,हमें $a = 3$ और $b = 2$ प्राप्त होता है।
अतः,$a / b$ का अनुपात $3 / 2$ है।

(A) $KMnO_4$ अम्लीय माध्यम में ऑक्जेलिक एसिड को कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत करता है। संतुलित रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$2 KMnO_4 + 5 H_2 C_2 O_4 + 3 H_2 SO_4 \rightarrow 2 MnSO_4 + 10 CO_2 + 8 H_2 O + K_2 SO_4$
संतुलित समीकरण के अनुसार,$2 \text{ मोल}$ $KMnO_4$,$10 \text{ मोल}$ $CO_2$ उत्पन्न करता है।
अतः,$KMnO_4$ के प्रति मोल उत्पन्न होने वाले $CO_2$ के मोलों की संख्या $\frac{10}{2} = 5$ है।

(A) जलीय विलयन में आयनों की विद्युत चालकता उनकी आयनिक गतिशीलता पर निर्भर करती है।
आयनिक गतिशीलता जलयोजित आयन के आकार के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
छोटे आयनों का आवेश घनत्व अधिक होता है,जिससे उनका जलयोजन अधिक होता है।
इसलिए,जलयोजित आयनिक आकार का क्रम $Li^{+} > Na^{+} > K^{+} > Cs^{+}$ है।
परिणामस्वरूप,आयनिक गतिशीलता और विद्युत चालकता का क्रम $Cs^{+} > K^{+} > Na^{+} > Li^{+}$ है।

(C) जब $Na$ तरल अमोनिया $(NH_{3(l)})$ में घुलता है,तो यह अमोनियेटेड इलेक्ट्रॉनों $(e^-(NH_3)_x)$ की उपस्थिति के कारण गहरे नीले रंग का विलयन बनाता है।
अभिक्रिया है: $Na + (x+y)NH_3 \longrightarrow [Na(NH_3)_x]^+ + [e(NH_3)_y]^-$.
स्थिर रखने पर,यह विलयन सोडियम एमाइड $(NaNH_2)$ और हाइड्रोजन गैस $(H_2)$ बनाने के लिए अभिक्रिया करता है:
$Na + NH_3 \longrightarrow NaNH_2 + \frac{1}{2} H_2$.
अतः,विलयन नीला है,$X = NaNH_2$ है,और $Y = \frac{1}{2} H_2$ है।

(A) बेरिलियम समूह $2$ (क्षारीय मृदा धातु) का एक सदस्य है। जब पाउडर के रूप में बेरिलियम को हवा में गर्म किया जाता है,तो यह हवा में मौजूद ऑक्सीजन $(O_2)$ और नाइट्रोजन $(N_2)$ दोनों के साथ प्रतिक्रिया करता है।
अभिक्रियाएँ इस प्रकार हैं:
$2Be(s) + O_2(g) \rightarrow 2BeO(s)$
$3Be(s) + N_2(g) \rightarrow Be_3N_2(s)$
इस प्रकार,प्राप्त उत्पाद बेरिलियम ऑक्साइड $(BeO)$ और बेरिलियम नाइट्राइड $(Be_3N_2)$ हैं।

(B) कथन $(A)$ सत्य है क्योंकि $LiCl$ और $MgCl_2$ छोटे $Li^+$ और $Mg^{2+}$ आयनों की उच्च ध्रुवण क्षमता के कारण महत्वपूर्ण सहसंयोजक गुण प्रदर्शित करते हैं (फजान का नियम),जो उन्हें इथेनॉल जैसे कार्बनिक विलायकों में घुलनशील बनाता है।
कारण $(R)$ सत्य है क्योंकि लिथियम और मैग्नीशियम अपने छोटे परमाणु आकार और मजबूत धात्विक बंधन के कारण अपने संबंधित समूह के अन्य तत्वों की तुलना में अधिक कठोर होते हैं।
हालाँकि,धातुओं की कठोरता इथेनॉल में उनके क्लोराइड की घुलनशीलता का कारण नहीं है; घुलनशीलता यौगिकों की सहसंयोजक प्रकृति के कारण है।
इसलिए,दोनों कथन सत्य हैं,लेकिन कारण कथन की सही व्याख्या नहीं है।

(D) $I$. $Li^+$ और $F^-$ दोनों आयनों के छोटे आकार के कारण $LiF$ की जालक एन्थैल्पी बहुत अधिक होती है,जो इसे पानी में कम घुलनशील बनाती है। यह कथन सही है।
$II$. $LiBr$ अपने सहसंयोजक स्वभाव (फजान के नियम) के कारण एसीटोन में घुलनशील है,इसलिए यह कथन गलत है।
$III$. $LiCl$ अपने सहसंयोजक स्वभाव के कारण पाइरीडीन में घुलनशील है,इसलिए यह कथन सही है।
$IV$. क्षार धातु हैलाइडों का गलनांक $MF > MCl > MBr > MI$ के क्रम का पालन करता है क्योंकि हैलाइड आयन का आकार बढ़ने पर जालक ऊर्जा कम हो जाती है। यह कथन सही है।
अतः,कथन $I$,$III$ और $IV$ सही हैं।

(A) वर्णित गुण बेरिलियम $(Be)$ के हैं।
$1$. $BeSO_4$ पानी में घुलनशील है।
$2$. $BeO$ प्रकृति में उभयधर्मी है (अम्ल और क्षार दोनों के साथ प्रतिक्रिया करता है)।
$3$. $Be(OH)_2$ पानी में अघुलनशील है लेकिन $NaOH$ के घोल में घुलकर बेरिलेट,$Na_2[Be(OH)_4]$ बनाता है,जो इसकी उभयधर्मी प्रकृति के कारण है।
अतः,धातु $M$,$Be$ है।

(A) क्षारीय मृदा धातु सल्फेट्स की घुलनशीलता समूह में $Be$ से $Ba$ की ओर नीचे जाने पर घटती है।
इसका कारण यह है कि जैसे-जैसे धनायन का आकार बढ़ता है,जालक ऊर्जा की तुलना में जलयोजन एन्थैल्पी अधिक तेजी से घटती है।
$BeSO_4$ के लिए,जलयोजन एन्थैल्पी उसकी जालक ऊर्जा से काफी अधिक होती है,जिससे यह पानी में अत्यधिक घुलनशील हो जाता है।
अतः,सही विकल्प $BeSO_4$ है।

(C) जो ऑक्साइड एसिड और बेस दोनों के साथ प्रतिक्रिया करता है,उसे उभयधर्मी (amphoteric) ऑक्साइड कहा जाता है।
$Al_2O_3$ एक उभयधर्मी ऑक्साइड है।
यह हाइड्रोक्लोरिक एसिड $(HCl)$ के साथ प्रतिक्रिया करके एल्युमिनियम क्लोराइड बनाता है:
$Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$.
यह सोडियम हाइड्रोक्साइड $(NaOH)$ के साथ भी प्रतिक्रिया करके सोडियम एल्युमिनेट बनाता है:
$Al_2O_3 + 2NaOH \rightarrow 2NaAlO_2 + H_2O$.

(A) सही मिलान इस प्रकार है:
$A$. $H_3BO_3$ (बोरिक एसिड) अपनी ठोस अवस्था में अंतर-आणविक हाइड्रोजन बॉन्डिंग प्रदर्शित करता है। अतः,$A-3$.
$B$. $AlCl_3$ वाष्प अवस्था या अध्रुवीय विलायकों में द्विलक $(Al_2Cl_6)$ के रूप में मौजूद होता है। अतः,$B-1$.
$C$. $B_3N_3H_6$ (बोराज़ीन) को बेंजीन के साथ अपनी संरचनात्मक समानता के कारण अकार्बनिक बेंजीन कहा जाता है। अतः,$C-4$.
$D$. $BF_3$ में फ्लोरीन के एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म और बोरॉन के रिक्त p-कक्षक के बीच बैक बॉन्डिंग होती है। अतः,$D-2$.
इसलिए,सही क्रम $A-3, B-1, C-4, D-2$ है।

(B) तत्वों के परमाणु द्रव्यमान हैं: $Na = 23 \ g/mol$,$S = 32 \ g/mol$,$O = 16 \ g/mol$,$H = 1 \ g/mol$.
$Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$ का आणविक द्रव्यमान $= (2 \times 23) + 32 + (4 \times 16) + (10 \times 18) = 322 \ g/mol$.
$Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$ का दिया गया द्रव्यमान $= 32.2 \ g$.
$Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$ के मोल $= \frac{32.2 \ g}{322 \ g/mol} = 0.1 \ mol$.
$Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$ के एक मोल में,$Na_2SO_4$ में $4$ ऑक्सीजन परमाणु और $10H_2O$ में $10$ ऑक्सीजन परमाणु होते हैं,जो कुल $14$ ऑक्सीजन परमाणु हैं।
ऑक्सीजन परमाणुओं के मोल $= 0.1 \ mol \times 14 = 1.4 \ mol$.
ऑक्सीजन का द्रव्यमान $= 1.4 \ mol \times 16 \ g/mol = 22.4 \ g$.

(B) दी गई अभिक्रिया का अनुक्रम $A$ $\xrightarrow{k_1} X$ $\xrightarrow{k_2} Y$ $\xrightarrow{k_3} Z$ है।
क्रमिक अभिक्रियाओं के अनुक्रम में,सबसे धीमा पद ही अभिक्रिया का वेग निर्धारित करने वाला पद होता है।
किसी पद का वेग उसके वेग स्थिरांक $k$ के सीधे समानुपाती होता है।
चूंकि $k_3 > k_2 > k_1$ दिया गया है,इसलिए सबसे कम वेग स्थिरांक $k_1$ वाला पद सबसे धीमा है।
अतः,$A \longrightarrow X$ अभिक्रिया का वेग निर्धारित करने वाला पद है।

(D) दर नियम समीकरण $\text{Rate} = k[A]^\alpha[B]^\beta$ है।
एंट्री $1$ और $2$ से,$[A]$ स्थिर है। अनुपात लेने पर:
$\frac{4 \times 10^{-2}}{2 \times 10^{-2}} = \frac{k[0.02]^\alpha[0.04]^\beta}{k[0.02]^\alpha[0.02]^\beta}$
$2 = [2]^\beta \Rightarrow \beta = 1$.
एंट्री $2$ और $3$ से,$[B]$ स्थिर है। अनुपात लेने पर:
$\frac{8 \times 10^{-2}}{4 \times 10^{-2}} = \frac{k[0.04]^\alpha[0.04]^\beta}{k[0.02]^\alpha[0.04]^\beta}$
$2 = [2]^\alpha \Rightarrow \alpha = 1$.
$\alpha = 1$ और $\beta = 1$ का मान एंट्री $1$ में रखने पर:
$2 \times 10^{-2} = k[0.02]^1[0.02]^1$
$k = \frac{2 \times 10^{-2}}{4 \times 10^{-4}} = \frac{200}{4} = 50 \text{ } M^{-1}s^{-1}$.

(A) प्रथम कोटि की अभिक्रिया के लिए,दर स्थिरांक $k$ और अर्ध-आयु $t_{1/2}$ के बीच संबंध इस प्रकार है:
$k = \frac{0.693}{t_{1/2}}$
यहाँ $t_{1/2} = 1200 \ s$ दिया गया है।
मान रखने पर:
$k = \frac{0.693}{1200} \ s^{-1}$
$k = 0.0005775 \ s^{-1}$
दो सार्थक अंकों तक पूर्णांकित करने पर:
$k \approx 5.8 \times 10^{-4} \ s^{-1}$

(A) तापमान और सक्रियण ऊर्जा के बीच संबंध आरेनियस समीकरण द्वारा दिया जाता है: $\ln \left(\frac{k_2}{k_1}\right) = \frac{E_a}{R} \left(\frac{1}{T_1} - \frac{1}{T_2}\right)$.
दिया गया है: $k_2 = 2k_1$,$T_1 = 300 \ K$,$T_2 = 600 \ K$,$R = 8.314 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$.
मान रखने पर: $\log(2) = \frac{E_a}{2.303 \times 8.314} \left(\frac{1}{300} - \frac{1}{600}\right)$.
$0.3010 = \frac{E_a}{19.147} \left(\frac{1}{600}\right)$.
$E_a = 0.3010 \times 19.147 \times 600 \approx 3458 \ J / mol = 3.46 \ kJ / mol$.

(B) टेट्राक्लोरोएथीन $(Cl_2C=CCl_2)$ का उपयोग ड्राई क्लीनिंग प्रक्रिया में विलायक के रूप में किया जाता है।
तरल कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ का उपयोग कपड़ों की सफाई के लिए किया जाता है।
हाइड्रोजन पेरोक्साइड $(H_2O_2)$ का उपयोग ब्लीचिंग प्रक्रिया में किया जाता है।
इसलिए,केवल $a, b$ और $c$ ड्राई क्लीनिंग एजेंट हैं।

(C) $[Pt(NH_3)_2Cl(NO_2)]$ के लिए:
माना $Pt$ की ऑक्सीकरण संख्या $= x$ है।
$NH_3$ एक उदासीन लिगेंड है $(0)$,$Cl^-$ का $-1$ और $NO_2^-$ का $-1$ है।
$x + 2(0) + (-1) + (-1) = 0$
$x - 2 = 0 \implies x = +2$।
$[CoCl_2(en)_2]^{\oplus}$ के लिए:
माना $Co$ की ऑक्सीकरण संख्या $= y$ है।
$en$ (एथिलीनडायएमीन) एक उदासीन लिगेंड है $(0)$ और $Cl^-$ का $-1$ है।
$y + 2(-1) + 2(0) = +1$
$y - 2 = +1 \implies y = +3$।
अतः,ऑक्सीकरण अवस्थाएँ क्रमशः $+2$ और $+3$ हैं।

(D) $Fe_2(CO)_9$ में $3$ सेतुबद्ध (bridging) $CO$ लिगेंड और $6$ टर्मिनल $CO$ लिगेंड होते हैं।
$Co_2(CO)_8$ में $2$ सेतुबद्ध (bridging) $CO$ लिगेंड और $6$ टर्मिनल $CO$ लिगेंड होते हैं।
अतः,$Fe_2(CO)_9$ और $Co_2(CO)_8$ में सेतुबद्ध $CO$ लिगेंडों की संख्या क्रमशः $3$ और $2$ है।

(B) विल्किंसन उत्प्रेरक रोडियम का एक प्रसिद्ध ऑर्गेनोमेटेलिक समन्वय संकुल है।
इसका रासायनिक सूत्र $[RhCl(PPh_3)_3]$ है,जहाँ $PPh_3$ ट्राइफेनिलफॉस्फीन को दर्शाता है।
इसका उपयोग एल्कीन के हाइड्रोजनीकरण के लिए उत्प्रेरक के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(C) $[Ni(CN)_4]^{2-}$: $Ni^{2+}$ का विन्यास $3d^8$ है। $CN^-$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो इलेक्ट्रॉनों का युग्मन करता है। संकरण $dsp^2$ है,जिससे वर्ग समतलीय और प्रतिचुंबकीय संकुल प्राप्त होता है। यह $III$ से मेल खाता है।
$[Ni(CO)_4]$: $Ni$ का विन्यास $3d^8 4s^2$ है। $CO$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो इलेक्ट्रॉनों का युग्मन करता है। संकरण $sp^3$ है,जिससे चतुष्फलकीय और प्रतिचुंबकीय संकुल प्राप्त होता है। यह $II$ से मेल खाता है।
$[NiCl_4]^{2-}$: $Ni^{2+}$ का विन्यास $3d^8$ है। $Cl^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,युग्मन नहीं होता है। संकरण $sp^3$ है,जिससे चतुष्फलकीय और अनुचुंबकीय संकुल प्राप्त होता है। यह $I$ से मेल खाता है।
अतः,सही मिलान $A-III, B-II, C-I$ है।

(C) $[MnCl_6]^{3-}$ में $Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ है। $Mn^{3+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^4$ है। चूंकि $Cl^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,इसलिए युग्मन नहीं होता है,जिसके परिणामस्वरूप $4$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।
$[Fe(CN)_6]^{3-}$ में $Fe$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ है। $Fe^{3+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^5$ है। चूंकि $CN^-$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,इसलिए युग्मन होता है,जिससे $1$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन शेष रहता है।
$[Co(C_2O_4)_3]^{3-}$ में $Co$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ है। $Co^{3+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^6$ है। चूंकि $C_2O_4^{2-}$,$Co^{3+}$ के साथ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड के रूप में कार्य करता है,इसलिए सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित हो जाते हैं और $0$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन शेष रहते हैं।

(C) स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रेणी के अनुसार,लिगेंड्स को उनकी क्रिस्टल फील्ड स्प्लिटिंग स्ट्रेंथ के बढ़ते क्रम में व्यवस्थित किया जाता है।
दिए गए लिगेंड्स के लिए फील्ड स्ट्रेंथ का सही क्रम $CO > NH_3 > C_2O_4^{2-} > N^{3-}$ है।
$CO$ एक प्रबल फील्ड लिगेंड है,जबकि $N^{3-}$ एक दुर्बल फील्ड लिगेंड है।

(C) चुंबकीय आघूर्ण का सूत्र $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ है,जहाँ $n$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या है।
दिया गया है $\mu = 5.92 \ BM$,इसलिए $\sqrt{n(n+2)} = 5.92$।
$n$ के लिए हल करने पर,$n(n+2) \approx 35$ प्राप्त होता है,जिसका अर्थ है $n = 5$।
$5$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों वाले हाई स्पिन अष्टफलकीय (octahedral) कॉम्प्लेक्स के लिए,इलेक्ट्रॉन हुंड के नियम के अनुसार $t_{2g}$ और $e_g$ कक्षकों में भरते हैं।
अतः इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $t_{2g}^3 e_g^2$ है।

(A) $[Ni(H_2O)_6]^{2+}$ की $en$ के साथ अभिक्रिया चरणों में होती है:
$1$. $1:1$ अनुपात के लिए: $[Ni(H_2O)_6]^{2+} + en \rightarrow [Ni(H_2O)_4(en)]^{2+} + 2H_2O$. उत्पाद हल्का नीला $(I)$ होता है।
$2$. $1:2$ अनुपात के लिए: $[Ni(H_2O)_6]^{2+} + 2en \rightarrow [Ni(H_2O)_2(en)_2]^{2+} + 4H_2O$. उत्पाद नीला/बैंगनी $(II)$ होता है।
$3$. $1:3$ अनुपात के लिए: $[Ni(H_2O)_6]^{2+} + 3en \rightarrow [Ni(en)_3]^{2+} + 6H_2O$. उत्पाद बैंगनी $(III)$ होता है।
अतः,सही मिलान $A-I, B-II, C-III$ है।

(B) अभिक्रिया $4FeCl_3 + 3K_4[Fe(CN)_6] \rightarrow Fe_4[Fe(CN)_6]_3 + 12KCl$ प्रशियन ब्लू देती है,जो $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ $(I)$ है।
जिंक क्लोराइड सोडियम हाइड्रॉक्साइड के साथ अभिक्रिया करके सोडियम जिंकेट बनाता है: $ZnCl_2 + 4NaOH \rightarrow Na_2ZnO_2 + 2NaCl + 2H_2O$ $(V)$।
फेरिक क्लोराइड हाइड्रोजन सल्फाइड द्वारा फेरस क्लोराइड में अपचयित हो जाता है: $2FeCl_3 + H_2S \rightarrow 2FeCl_2 + 2HCl + S$ $(II)$।
अतः,सही मिलान $A-I, B-V, C-II$ है।

(B) $Co$ का परमाणु क्रमांक $27$ है।
$Co$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^7 4s^2$ है।
जब $Co$,$Co^{2+}$ बनाता है,तो यह $4s$ कक्षक से दो इलेक्ट्रॉन खो देता है।
$Co^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^7 4s^0$ है।
$3d^7$ विन्यास में $5$ कक्षक होते हैं,जिनमें हुंड के नियम के अनुसार इलेक्ट्रॉन भरे जाते हैं: दो कक्षक पूर्णतः भरे हुए (युग्मित) होते हैं और तीन कक्षकों में एक-एक इलेक्ट्रॉन (अयुग्मित) होता है।
अतः,अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या $3$ है।

(C) कॉपर एक संक्रमण धातु है। सांद्र नाइट्रिक अम्ल $(HNO_3)$ एक प्रबल ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है। जब कॉपर सांद्र $HNO_3$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो यह कॉपर$(II)$ नाइट्रेट में ऑक्सीकृत हो जाता है और नाइट्रिक अम्ल का नाइट्रोजन डाइऑक्साइड $(NO_2)$ गैस में अपचयन हो जाता है।
इस अभिक्रिया के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$Cu(s) + 4HNO_3(conc.) \rightarrow Cu(NO_3)_2(aq) + 2NO_2(g) + 2H_2O(l)$
अतः,बनने वाले मुख्य उत्पाद कॉपर$(II)$ नाइट्रेट $(Cu(NO_3)_2)$ और नाइट्रोजन डाइऑक्साइड $(NO_2)$ हैं।

(B) लैंथेनाइड हाइड्रॉक्साइड की क्षारीयता परमाणु क्रमांक बढ़ने के साथ आयनिक त्रिज्या घटने के कारण कम हो जाती है (लैंथेनाइड संकुचन)।
इसलिए,क्षारीयता का क्रम इस प्रकार है: $La(OH)_3 > Ce(OH)_3 > ... > Lu(OH)_3$।
$Ce(OH)_3$ और $Ce(OH)_4$ की तुलना करने पर,धातु की कम ऑक्सीकरण अवस्था $(Ce^{3+})$ वाला हाइड्रॉक्साइड उच्च ऑक्सीकरण अवस्था $(Ce^{4+})$ वाले की तुलना में अधिक क्षारीय होता है क्योंकि $Ce^{4+}$ का उच्च आवेश घनत्व $Ce-OH$ बंध के सहसंयोजक गुण को बढ़ाता है।
अतः,दिए गए विकल्पों में से $Ce(OH)_3$ सबसे अधिक क्षारीय है।

(C) फैराडे के विद्युत अपघटन के नियम के अनुसार,जमा हुए पदार्थ का द्रव्यमान $m = \frac{M \times Q}{n \times F}$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $M$ मोलर द्रव्यमान है,$n$ संयोजकता कारक है और $Q$ प्रवाहित आवेश है।
चूंकि $Q$ स्थिर है,जमा हुआ द्रव्यमान तुल्यांकी द्रव्यमान $(\frac{M}{n})$ के समानुपाती होता है।
$Zn^{2+}$ $(ZnSO_4)$ के लिए: तुल्यांकी द्रव्यमान = $\frac{65.4}{2} = 32.7 \ g$.
$Fe^{3+}$ $(FeCl_3)$ के लिए: तुल्यांकी द्रव्यमान = $\frac{56}{3} \approx 18.67 \ g$.
$Ag^+$ $(AgNO_3)$ के लिए: तुल्यांकी द्रव्यमान = $\frac{108}{1} = 108 \ g$.
$Ni^{2+}$ $(NiCl_2)$ के लिए: तुल्यांकी द्रव्यमान = $\frac{58.7}{2} = 29.35 \ g$.
तुल्यांकी द्रव्यमानों की तुलना करने पर,$Ag$ का मान सबसे अधिक $(108 \ g)$ है।
इसलिए,$Ag$ धातु अधिकतम मात्रा में जमा होगी।

(D) विद्युत रासायनिक श्रेणी में,$Cu$ हाइड्रोजन के नीचे स्थित है। अतः,इसका मानक अपचयन विभव $(E^{\circ}_{M^{2+}/M})$ धनात्मक होता है।
दिए गए तत्वों के लिए मानक अपचयन विभव इस प्रकार हैं:
$Ti (Z=21) \Rightarrow -1.63 \ V$
$Cr (Z=24) \Rightarrow -0.90 \ V$
$Ni (Z=28) \Rightarrow -0.257 \ V$
$Cu (Z=29) \Rightarrow +0.337 \ V$
इन मानों की तुलना करने पर,$Cu$ का अपचयन विभव उच्चतम है क्योंकि इसका मान धनात्मक है,जबकि $Ni$,$Cr$ और $Ti$ के अपचयन विभव के मान ऋणात्मक हैं।

(D) यह सेल एक सांद्रता सेल है: $Cu(s) | Cu^{2+}(0.1 \ M) || Cu^{2+}(1.0 \ M) | Cu(s)$.
सांद्रता सेल के लिए,मानक सेल विभव $E^{\circ}_{cell} = E^{\circ}_{cathode} - E^{\circ}_{anode} = 0.34 \ V - 0.34 \ V = 0 \ V$ होता है।
नेर्न्स्ट समीकरण के अनुसार: $E_{cell} = E^{\circ}_{cell} - \frac{0.0591}{n} \log \frac{[Cu^{2+}]_{anode}}{[Cu^{2+}]_{cathode}}$.
यहाँ,$n = 2$,$[Cu^{2+}]_{anode} = 0.1 \ M$,और $[Cu^{2+}]_{cathode} = 1.0 \ M$ है।
मान रखने पर: $E_{cell} = 0 - \frac{0.0591}{2} \log \left( \frac{0.1}{1.0} \right)$.
$E_{cell} = -0.02955 \times \log(10^{-1}) = -0.02955 \times (-1) = 0.02955 \ V \approx 0.029 \ V$.

(C) फैराडे के विद्युत अपघटन के दूसरे नियम के अनुसार,समान विद्युत मात्रा द्वारा जमा किए गए विभिन्न पदार्थों का द्रव्यमान उनके तुल्यांकी द्रव्यमान $(E)$ के समानुपाती होता है।
$W \propto E = \frac{\text{परमाणु भार}}{\text{संयोजकता}}$
$n_A : n_B : n_C = \frac{8}{2.4} : \frac{18}{1.8} : \frac{50}{7.5}$
$n_A : n_B : n_C = 3.33 : 10 : 6.66$
$3.33$ से विभाजित करने पर:
$n_A : n_B : n_C = 1 : 3 : 2$
अतः,संयोजकताएँ $1, 3$ और $2$ हैं।

(B) यह प्रश्न कोहलराश के आयनों के स्वतंत्र अभिगमन के नियम पर आधारित है।
इस नियम के अनुसार,अनंत तनुता पर,किसी विद्युत अपघट्य की मोलर चालकता उसके घटक आयनों की मोलर चालकताओं के योग के बराबर होती है।
$\lambda^{\circ}_{MgSO_4} = \lambda^{\circ}_{Mg^{2+}} + \lambda^{\circ}_{SO_4^{2-}}$
दिए गए मानों को प्रतिस्थापित करने पर:
$\lambda^{\circ}_{MgSO_4} = 106 \ S \ cm^2 \ mole^{-1} + 160 \ S \ cm^2 \ mole^{-1} = 266 \ S \ cm^2 \ mole^{-1}$

(B) चरण $I$: जमा किए जाने वाले $Cu$ का कुल आयतन ज्ञात करें।
$V = \text{क्षेत्रफल} \times \text{मोटाई} \times 2 \text{ (दोनों तरफ के लिए)}$
$V = (1 \times 2 \ cm^2) \times 0.01 \ cm \times 2 = 0.04 \ cm^3$
चरण $II$: जमा हुए $Cu$ का द्रव्यमान ज्ञात करें।
$m = \text{आयतन} \times \text{घनत्व}$
$m = 0.04 \ cm^3 \times 9 \ g/cm^3 = 0.36 \ g$
चरण $III$: समय $t$ ज्ञात करने के लिए फैराडे के विद्युत अपघटन के नियम का उपयोग करें।
$m = Z \times i \times t$
$0.36 \ g = 0.0003 \ g/C \times 1.5 \ A \times t$
$t = \frac{0.36}{0.0003 \times 1.5} = 800 \ s$

(C) रासायनिक ऑक्सीजन मांग $(COD)$ के निर्धारण में,जल के नमूने के एक ज्ञात आयतन को सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड $(H_2SO_4)$ की उपस्थिति में पोटेशियम डाइक्रोमेट $(K_2Cr_2O_7)$ की ज्ञात अधिकता के साथ रिफ्लक्स किया जाता है।
अभिक्रिया के बाद,अनभिकृत अतिरिक्त डाइक्रोमेट को फेरस अमोनियम सल्फेट $(FAS)$ के मानक विलयन के विरुद्ध बैक-अनुमापन (back-titration) किया जाता है।
इस अनुमापन के दौरान,$1,10$-फेनेंथ्रोलीन फेरस सल्फेट,जिसे सामान्यतः $Ferroin$ के रूप में जाना जाता है,का उपयोग रेडॉक्स सूचक के रूप में किया जाता है।
अंतिम बिंदु नीले-हरे से लाल-भूरे रंग में स्पष्ट परिवर्तन द्वारा चिह्नित होता है।

(D) ज़्विटर आयन एक द्विध्रुवीय आयन है जिसमें एक ही अणु के भीतर धनात्मक और ऋणात्मक आवेशित समूह दोनों होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप शुद्ध आवेश शून्य होता है।
अमीनो एसिड में,अमीनो समूह $(-NH_2)$ एक क्षार के रूप में कार्य करता है और प्रोटॉन स्वीकार करके $-NH_3^+$ बन जाता है,जबकि कार्बोक्सिलिक एसिड समूह $(-COOH)$ एक अम्ल के रूप में कार्य करता है और प्रोटॉन दान करके $-COO^-$ बन जाता है।
अतः,संरचना $R-CH(NH_3^+)-COO^-$ अमीनो एसिड के ज़्विटर आयन रूप को दर्शाती है।

(A) $I$. पिपेरिडिन सबसे अधिक क्षारीय है। $N$ पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म $sp^3$ संकरित कक्षक में है,इसमें कोई अनुनाद नहीं है और जुड़े हुए एल्काइल समूह के $+I$ प्रभाव के कारण,यह $sp^3$ संकरित अमोनिया से अधिक क्षारीय हो जाता है।
$II$. पिरिडीन में,एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म $sp^2$ संकरित कक्षक में होता है। $sp^2$ संकरित कक्षक $sp^3$ से छोटा होता है,इसलिए नाभिक के साथ मजबूत आकर्षण होता है,जिससे यह कम क्षारीय हो जाता है।
$III$. $NH_3$ एनिलीन से अधिक क्षारीय है क्योंकि अमोनिया में,एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म स्थानीयकृत होता है और दान के लिए आसानी से उपलब्ध होता है।
$IV$. एनिलीन की क्षारीयता अमोनिया से कम होती है क्योंकि एनिलीन में,$N$ पर मौजूद इलेक्ट्रॉन युग्म बेंजीन वलय के साथ अनुनाद में भाग लेते हैं।
अतः,क्षारीय प्रबलता का सही क्रम $I > III > II > IV$ 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।

(B) $PBr_3$ इथेनॉल को एथिल ब्रोमाइड में परिवर्तित करता है। यौगिक $X$ $CH_3CH_2Br$ है।
अल्कोहलिक $KOH$ एथिल ब्रोमाइड का विहाइड्रोहैलोजनीकरण करके एथीन बनाता है। यौगिक $Y$ $CH_2=CH_2$ है।
एथीन ठंडे सांद्र $H_2SO_4$ के साथ अभिक्रिया करके और बाद में जल-अपघटन द्वारा इथेनॉल बनाता है। यौगिक $Z$ $CH_3CH_2OH$ है।
अभिक्रिया:
$CH_3CH_2OH$ $\xrightarrow{PBr_3} (X) CH_3CH_2Br$ $\xrightarrow{alc. KOH} (Y) CH_2=CH_2$ $\xrightarrow[{(ii) H_2O, \text{heat}}]{{(i) H_2SO_4, \text{RT}}} (Z) CH_3CH_2OH$
अतः,दी गई अभिक्रिया में यौगिक $Z$ $CH_3CH_2OH$ है।

(A) न्युक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया की दर न्युक्लियोफाइल $Nu^{\Theta}$ की न्युक्लियोफिलिसिटी पर निर्भर करती है।
प्रबल न्युक्लियोफाइल तेजी से अभिक्रिया करते हैं।
क्षारीयता और न्युक्लियोफिलिसिटी की तुलना करने पर:
$CH_3$ समूह के $+I$ प्रभाव के कारण $CH_3O^{\Theta}$,$OH^{\Theta}$ की तुलना में एक प्रबल क्षार और न्युक्लियोफाइल है।
$OH^{\Theta}$,$PhO^{\Theta}$ की तुलना में एक प्रबल न्युक्लियोफाइल है क्योंकि $PhO^{\Theta}$ में ऋण आवेश बेंजीन रिंग पर विस्थानीकृत (delocalized) होता है।
$PhO^{\Theta}$,$CH_3COO^{\Theta}$ की तुलना में एक प्रबल न्युक्लियोफाइल है क्योंकि $CH_3COO^{\Theta}$ में ऋण आवेश दो ऑक्सीजन परमाणुओं पर विस्थानीकृत होता है।
अतः,न्युक्लियोफिलिसिटी का क्रम $(IV) CH_3O^{\Theta} > (III) OH^{\Theta} > (I) PhO^{\Theta} > (II) CH_3COO^{\Theta}$ है।

(C) विहाइड्रोहैलोजनीकरण में अल्कोहलिक $KOH$ जैसे प्रबल क्षार की उपस्थिति में एल्कीन बनाने के लिए निकटवर्ती कार्बन परमाणुओं से एक हाइड्रोजन और एक हैलोजन परमाणु का निष्कासन होता है।
समान एल्काइल समूह वाले एल्काइल हैलाइडों की श्रृंखला के लिए,विहाइड्रोहैलोजनीकरण की दर मुख्य रूप से $C-X$ बंध की मजबूती और हैलाइड आयन की लीविंग ग्रुप क्षमता पर निर्भर करती है।
लीविंग ग्रुप क्षमता का क्रम इस प्रकार है: $I^- > Br^- > Cl^- > F^-$।
चूंकि आयोडाइड आयन $(I^-)$ दिए गए हैलाइडों में सबसे अच्छा लीविंग ग्रुप है,इसलिए एल्काइल आयोडाइड $(III)$ सबसे तेजी से विहाइड्रोहैलोजनीकरण करेगा।
क्लोराइड आयन $(Cl^-)$ तीनों में सबसे कमजोर लीविंग ग्रुप है,इसलिए एल्काइल क्लोराइड $(II)$ सबसे धीमी गति से अभिक्रिया करेगा।
अतः,विहाइड्रोहैलोजनीकरण की दर का सही क्रम $(III) > (I) > (II)$ है।

(A) $SN^1$ अभिक्रिया की दर लिविंग ग्रुप $(Cl^-)$ के निकलने के बाद बनने वाले कार्बोनियम आयन (कार्बोकेशन) मध्यवर्ती की स्थिरता पर निर्भर करती है। कार्बोकेशन जितना अधिक स्थिर होगा,$SN^1$ अभिक्रिया उतनी ही तेज होगी।
$(I)$ दो $p$-मेथॉक्सीफेनिल समूहों द्वारा अनुनाद (resonance) स्थिरीकरण के कारण अत्यधिक स्थिर कार्बोकेशन बनाता है। मेथॉक्सी समूह का $+R$ प्रभाव धनात्मक आवेश को काफी स्थिर करता है।
$(IV)$ $tert$-ब्यूटाइल क्लोराइड है,जो एक स्थिर तृतीयक कार्बोकेशन बनाता है।
$(VI)$ $2$-क्लोरो-$2$-फेनिलप्रोपेन है,जो फेनिल रिंग के साथ अनुनाद और मिथाइल समूहों के $+I$ प्रभाव द्वारा स्थिर तृतीयक कार्बोकेशन बनाता है।
$(II)$ एक प्राथमिक अल्काइल हैलाइड है (अस्थिर कार्बोकेशन)।
$(III)$ एक प्राथमिक बेंजाइलिक हैलाइड है जिसमें एक मजबूत इलेक्ट्रॉन-आकर्षक $-NO_2$ समूह होता है,जो कार्बोकेशन को अस्थिर करता है।
$(V)$ क्लोरोबेंजीन है,जो $C-Cl$ बंध की आंशिक द्वि-बंध प्रकृति और फेनिल धनायन की अस्थिरता के कारण आसानी से $SN^1$ अभिक्रिया नहीं देता है।
अतः,$(I), (IV)$ और $(VI)$ $SN^1$ अभिक्रिया के प्रति सबसे अधिक अभिक्रियाशील हैं।

(B) स्वार्ट्स अभिक्रिया का उपयोग एल्किल क्लोराइड या एल्किल ब्रोमाइड से एल्किल फ्लुओराइड प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
यह एल्किल क्लोराइड/ब्रोमाइड को भारी धातुओं के फ्लुओराइड की उपस्थिति में गर्म करके किया जाता है।
उदाहरण के लिए:
$CH_3-Br + AgF \rightarrow CH_3F + AgBr$
अतः,स्वार्ट्स अभिक्रिया फ्लुओरोहाइड्रोकार्बन उत्पन्न करती है।

(B) प्रोपीन में $HI$ का योग मार्कोवनिकोव नियम का पालन करता है,जो $2^{\circ}$ कार्बोकेशन के निर्माण के माध्यम से आगे बढ़ता है,जो $1^{\circ}$ कार्बोकेशन से अधिक स्थिर होता है। मुख्य उत्पाद $2\text{-iodopropane}$ $(III)$ है।
$(B)$ एथिलबेंजीन $(C_6H_5CH_2CH_3)$ की $Br_2$ के साथ गर्म $(\Delta)$ करने पर अभिक्रिया बेंजिलिक स्थिति पर मुक्त मूलक प्रतिस्थापन है। $1\text{-phenylethyl}$ मूलक अनुनाद द्वारा स्थिर होता है,जिससे $1\text{-bromo-}1\text{-phenylethane}$ $(IV)$ बनता है।
$(C)$ स्टाइरीन $(C_6H_5CH=CH_2)$ में $HBr$ का योग मार्कोवनिकोव नियम का पालन करता है। $H $ का इलेक्ट्रोफिलिक योग एक स्थिर बेंजिलिक कार्बोकेशन $(C_6H_5CH^ CH_3)$ बनाता है,जो फिर $Br^-$ के साथ अभिक्रिया करके $1\text{-bromo-}1\text{-phenylethane}$ $(IV)$ बनाता है।
अतः,सही मिलान $A-III, B-IV, C-IV$ है।

(A) अभिक्रिया इस प्रकार होती है:
$(i)$ $CH_3OH$,$KI$ के साथ अभिक्रिया करके $CH_3I$ बनाता है।
(ii) $CH_3I$,शुष्क ईथर में $Mg$ के साथ अभिक्रिया करके ग्रिगनार्ड अभिकर्मक $CH_3MgI$ बनाता है।
(iii) $CH_3MgI$,$1$-इंडेनोन ($2,3$-डाईहाइड्रो-$1H$-इंडन-$1$-ओन) के कार्बोनिल समूह पर न्यूक्लियोफिलिक योगात्मक अभिक्रिया करता है।
(iv) इसके बाद $H_2O$ के साथ जल-अपघटन करने पर $1$-मिथाइल-$2,3$-डाईहाइड्रो-$1H$-इंडन-$1$-ऑल प्राप्त होता है।
$(v)$ $358 \ K$ पर $20\% H_3PO_4$ का उपयोग करके अल्कोहल का निर्जलीकरण करने पर अधिक स्थिर संयुग्मित एल्कीन,$1$-मिथाइल-$1H$-इंडीन मुख्य उत्पाद के रूप में प्राप्त होता है।

(C) अभिक्रिया अनुक्रम इस प्रकार है:
$1$. टोल्यूइन $UV$ प्रकाश की उपस्थिति में $Br_2$ के साथ अभिक्रिया करके बेंजिलिक स्थिति पर मुक्त-मूलक प्रतिस्थापन करता है,जिससे बेंजिल ब्रोमाइड $(C_6H_5CH_2Br)$ बनता है।
$2$. बेंजिल ब्रोमाइड शुष्क ईथर में $Mg$ के साथ अभिक्रिया करके ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक,बेंजिलमैग्नीशियम ब्रोमाइड $(C_6H_5CH_2MgBr)$ बनाता है।
$3$. ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक फॉर्मेल्डिहाइड $(CH_2O)$ के साथ अभिक्रिया करता है और उसके बाद अम्लीय जल-अपघटन $(H_3O^+)$ द्वारा $2$-फेनिलएथेनॉल $(C_6H_5CH_2CH_2OH)$ बनाता है।
$4$. अंत में,$2$-फेनिलएथेनॉल $PBr_3$ के साथ अभिक्रिया करके हाइड्रॉक्सिल समूह को ब्रोमीन परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित करता है,जिससे $(2$-ब्रोमोएथिल$)$बेंजीन $(C_6H_5CH_2CH_2Br)$ प्राप्त होता है।

(B) अभिक्रिया इस प्रकार होती है:
$1$. ब्रोमोसाइक्लोहेक्सेन शुष्क ईथर में $Mg$ के साथ अभिक्रिया करके साइक्लोहेक्सिलमैग्नीशियम ब्रोमाइड (एक ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक) बनाता है।
$2$. ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $CO_2$ के साथ अभिक्रिया करता है और उसके बाद अम्लीय कार्य (acidic workup) $(H_3O^+)$ द्वारा साइक्लोहेक्सेनकार्बोक्सिलिक एसिड बनाता है।
$3$. साइक्लोहेक्सेनकार्बोक्सिलिक एसिड $SOCl_2$ के साथ अभिक्रिया करके साइक्लोहेक्सेनकार्बोनिल क्लोराइड बनाता है।
$4$. अंत में,साइक्लोहेक्सेनकार्बोनिल क्लोराइड की डाइमिथाइलकैडमियम,$(CH_3)_2Cd$ के साथ अभिक्रिया से मुख्य उत्पाद के रूप में साइक्लोहेक्सिल मिथाइल कीटोन प्राप्त होता है। यह एसिड क्लोराइड से कीटोन बनाने की एक मानक विधि है।

(D) चरण $1$: टोल्यूनि का $(P)$ में रूपांतरण। टोल्यूनि $KMnO_4 / KOH$ और उसके बाद $H_3O^+$ के साथ अभिक्रिया करके $p$-मिथाइलबेन्ज़ोइक अम्ल बनाता है। यह अम्ल फिर $PCl_5$ के साथ अभिक्रिया करके $p$-मिथाइलबेन्ज़ोयल क्लोराइड बनाता है,जो $(P)$ है।
चरण $2$: ब्रोमोबेन्ज़ीन का $(Q)$ में रूपांतरण। ब्रोमोबेन्ज़ीन $Mg$ के साथ अभिक्रिया करके फिनाइलमैग्नीशियम ब्रोमाइड बनाता है,जो फिर $CdCl_2$ के साथ अभिक्रिया करके डाइफिनाइलकैडमियम बनाता है। यह ऑर्गेनोकैडमियम यौगिक $(P)$ ($p$-मिथाइलबेन्ज़ोयल क्लोराइड) के साथ अभिक्रिया करके अंतिम उत्पाद $(Q)$ बनाता है,जो $4$-मिथाइलबेन्ज़ोफेनोन है।

(A) $1$. टाल्यूइन $Fe$ (अंधेरे में) की उपस्थिति में $Br_2$ के साथ इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया द्वारा $o$-ब्रोमोटोल्यूइन $(P)$ और $p$-ब्रोमोटोल्यूइन $(Q)$ का मिश्रण बनाता है।
$2$. ये आइसोमर्स शुष्क ईथर में $Mg$ के साथ अभिक्रिया करके संबंधित ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक बनाते हैं: $o$-टोलिलमैग्नीशियम ब्रोमाइड और $p$-टोलिलमैग्नीशियम ब्रोमाइड।
$3$. ये ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक फॉर्मेल्डिहाइड $(HCHO)$ के साथ अभिक्रिया करते हैं और उसके बाद अम्लीय जल-अपघटन $(H_2O)$ द्वारा प्राथमिक अल्कोहल बनाते हैं।
$4$. अंतिम उत्पाद $R$ और $S$ क्रमशः $o$-मिथाइलबेन्जिल अल्कोहल और $p$-मिथाइलबेन्जिल अल्कोहल हैं।

(B) क्लोरोबेंजीन सांद्र $HNO_3$ और सांद्र $H_2SO_4$ के साथ इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन (नाइट्रेशन) अभिक्रिया करके मुख्य उत्पाद के रूप में $p$-नाइट्रोक्लोरोबेंजीन $(P)$ और गौण उत्पाद के रूप में $o$-नाइट्रोक्लोरोबेंजीन $(Q)$ देता है।
अगले चरण में,$p$-नाइट्रोक्लोरोबेंजीन $(P)$ $443 \ K$ पर $NaOH$ के साथ अभिक्रिया करता है और उसके बाद अम्लीकरण $(H^+)$ किया जाता है। पैरा स्थिति पर इलेक्ट्रॉन-आकर्षक $-NO_2$ समूह की उपस्थिति रिंग को न्यूक्लियोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन के लिए सक्रिय करती है,जिससे $-Cl$ परमाणु $-OH$ समूह द्वारा प्रतिस्थापित होकर $p$-नाइट्रोफिनोल $(R)$ बनाता है।

(D) अभिक्रिया क्रम इस प्रकार है:
$1$. $h\nu$ की उपस्थिति में $Br_2$ के साथ साइक्लोहेक्सिन का एलाइलिक ब्रोमीनीकरण $3$-ब्रोमोसाइक्लोहेक्सिन देता है।
$2$. ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक का निर्माण: $3$-ब्रोमोसाइक्लोहेक्सिन शुष्क ईथर में $Mg$ के साथ अभिक्रिया करके $3$-साइक्लोहेक्सिनाइल मैग्नीशियम ब्रोमाइड बनाता है।
$3$. $CdCl_2$ के साथ अभिक्रिया: ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $CdCl_2$ के साथ अभिक्रिया करके एक ऑर्गेनोकैडमियम यौगिक $(C_6H_9)_2Cd$ बनाता है।
$4$. $CH_3COCl$ के साथ अभिक्रिया: ऑर्गेनोकैडमियम यौगिक एसिटिल क्लोराइड $(CH_3COCl)$ के साथ अभिक्रिया करके कीटोन,$1$-(साइक्लोहेक्स-$2$-ईन-$1$-इल)इथेनोन बनाता है।
अतः,अंतिम उत्पाद $1$-(साइक्लोहेक्स-$2$-ईन-$1$-इल)इथेनोन है।

(B) मस्टर्ड गैस,जिसे सल्फर मस्टर्ड के रूप में भी जाना जाता है,साइटोटॉक्सिक और छाले पैदा करने वाले रासायनिक युद्ध एजेंटों के परिवार से संबंधित एक रासायनिक यौगिक है।
मस्टर्ड गैस का रासायनिक सूत्र $C_4H_8Cl_2S$ है और इसका संरचनात्मक सूत्र $ClCH_2CH_2SCH_2CH_2Cl$ है।
इसे एथिलीन की सल्फर डाइक्लोराइड के साथ अभिक्रिया द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है:
$2C_2H_4 + SCl_2 \rightarrow (ClCH_2CH_2)_2S$

(B) चरण $(i)$: बेंजीन निर्जलीय $FeBr_3$ की उपस्थिति में $Br_2$ के साथ अभिक्रिया करके इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन द्वारा ब्रोमोबेंजीन बनाता है।
चरण (ii): ब्रोमोबेंजीन $CH_3Cl$ और निर्जलीय $AlCl_3$ के साथ फ्रीडल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन अभिक्रिया करता है। चूंकि $-Br$ समूह ऑर्थो/पैरा निर्देशक है,इसलिए मुख्य उत्पाद $p$-ब्रोमोटोल्यूइन प्राप्त होता है।
चरण (iii): $p$-ब्रोमोटोल्यूइन शुष्क ईथर में $Mg$ के साथ अभिक्रिया करके ग्रिगनार्ड अभिकर्मक,$p$-टोलिलमैग्नीशियम ब्रोमाइड $(CH_3-C_6H_4-MgBr)$ बनाता है।
चरण (iv) और $(v)$: ग्रिगनार्ड अभिकर्मक एसीटैल्डिहाइड $(CH_3CHO)$ के साथ अभिक्रिया करता है और उसके बाद जल-अपघटन $(H_2O)$ द्वारा द्वितीयक अल्कोहल बनाता है। ग्रिगनार्ड अभिकर्मक का न्यूक्लियोफिलिक कार्बन एसीटैल्डिहाइड के कार्बोनिल कार्बन पर आक्रमण करता है,जिसके परिणामस्वरूप $1-(4-\text{methylphenyl})\text{ethanol}$ प्राप्त होता है।

(D) चरण $1$: फिनोल जिंक डस्ट $(Zn)$ के साथ गर्म $(\Delta)$ करने पर अपचयन (reduction) अभिक्रिया करता है,जिससे बेंजीन का निर्माण होता है।
$C_6H_5OH Zn \xrightarrow{\Delta} C_6H_6 ZnO$
चरण $2$: इसके बाद बेंजीन निर्जलीय फेरिक क्लोराइड $(FeCl_3)$ और क्लोरीन $(Cl_2)$ की उपस्थिति में इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन (क्लोरीनीकरण) द्वारा क्लोरोबेंजीन बनाता है।
$C_6H_6 Cl_2 \xrightarrow{\text{anhyd. } FeCl_3} C_6H_5Cl HCl$
अतः,मुख्य उत्पाद क्लोरोबेंजीन है।

(A) अभिक्रिया इस प्रकार होती है:
$1$. मिथाइलीनसाइक्लोपेंटेन का $(i) B_2H_6$ और $(ii) H_2O_2/NaOH$ के साथ हाइड्रोबोरेशन-ऑक्सीकरण करने पर साइक्लोपेंटाइलमेथेनॉल प्राप्त होता है।
$2$. प्राथमिक अल्कोहल का $PCC$ (पिरिडिनियम क्लोरोक्रोमेट) के साथ ऑक्सीकरण करने पर साइक्लोपेंटेनकार्बाल्डिहाइड प्राप्त होता है।
$3$. एल्डिहाइड में ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $PhMgBr$ का नाभिकरागी योग और उसके बाद $(v) H_2O$ के साथ जल-अपघटन करने पर द्वितीयक अल्कोहल,साइक्लोपेंटाइलफेनिलमेथेनॉल प्राप्त होता है।

(A) अभिक्रिया इस प्रकार आगे बढ़ती है:
$(i)$ फिनोल $NaOH$ और $CH_3I$ के साथ अभिक्रिया करके विलियमसन ईथर संश्लेषण के माध्यम से एनिसोल (मेथॉक्सीबेंजीन) बनाता है।
(ii) एनिसोल निर्जलीय $AlCl_3$ की उपस्थिति में प्रोपियोनिल क्लोराइड $(CH_3CH_2COCl)$ के साथ फ्रीडल-क्राफ्ट्स एसाइलेशन अभिक्रिया करता है। चूंकि $-OCH_3$ समूह ऑर्थो/पैरा-निर्देशी है,और पैरा-स्थान त्रिविम रूप से कम बाधित है,इसलिए मुख्य उत्पाद $p-\text{methoxypropiophenone}$ बनता है।
(iii) $NaBH_4$ के साथ कीटोन समूह का अपचयन करने पर संगत द्वितीयक अल्कोहल,$1-(4-\text{methoxyphenyl})\text{propan}-1-\text{ol}$ प्राप्त होता है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(C) अभिक्रिया इस प्रकार होती है:
$(i)$ $Sn/HCl$,$-NO_2$ समूह को $-NH_2$ समूह में अपचयित (reduce) करता है,जिससे $p$-टोलुइडिन बनता है।
(ii) $-NH_2$ समूह की उपस्थिति में $Br_2$ $(1 \ eq.)$ ऑर्थो-स्थान पर ब्रोमीनीकरण करता है,जिससे $2$-ब्रोमो-$4$-मिथाइलएनिलिन प्राप्त होता है।
(iii) $NaNO_2/HCl$ $(273-278 \ K)$ पर $-NH_2$ समूह को डायज़ोनियम लवण $(-N_2^+Cl^-)$ में परिवर्तित करता है।
(iv) $Cu_2Br_2/HBr$ (सैंडमेयर अभिक्रिया) डायज़ोनियम समूह को $-Br$ परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित करता है,जिसके परिणामस्वरूप $1,2$-डाइब्रोमो-$4$-मिथाइलबेंजीन प्राप्त होता है।

(C) किसी ऋणायन (anion) की क्षारीय सामर्थ्य उसके संयुग्मी अम्ल (conjugate acid) की अम्लीय सामर्थ्य के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
सबसे पहले,दिए गए क्षारों के संयुग्मी अम्ल पहचानें:
$CH_{3}^{-}$ का संयुग्मी अम्ल $CH_{4}$ $(pKa \approx 50)$ है।
$NH_{2}^{-}$ का संयुग्मी अम्ल $NH_{3}$ $(pKa \approx 38)$ है।
$CN^{-}$ का संयुग्मी अम्ल $HCN$ $(pKa \approx 9.2)$ है।
$HS^{-}$ का संयुग्मी अम्ल $H_{2}S$ $(pKa \approx 7)$ है।
चूंकि अम्लीय सामर्थ्य का क्रम $CH_{4} < NH_{3} < HCN < H_{2}S$ है,इसलिए उनके संयुग्मी क्षारों की क्षारीय सामर्थ्य का क्रम इसका उल्टा होगा: $CH_{3}^{-} > NH_{2}^{-} > CN^{-} > HS^{-}$।

(A) समूह $15$ के तत्वों के हाइड्राइडों का अपचायक गुण हाइड्राइडों की तापीय स्थिरता पर निर्भर करता है।
समूह में नीचे जाने पर,केंद्रीय परमाणु का आकार बढ़ने के कारण बंध वियोजन ऊर्जा कम हो जाती है,जिससे हाइड्राइडों की स्थिरता घट जाती है।
परिणामस्वरूप,हाइड्रोजन परमाणुओं को मुक्त करने की क्षमता बढ़ जाती है,जिससे समूह में नीचे जाने पर अपचायक गुण बढ़ता है।
अतः,अपचायक क्षमता का सही क्रम $BiH_3 > SbH_3 > PH_3 > NH_3$ है।

(B) एल्युमिनियम उच्च तापमान $(1073 \ K - 1473 \ K)$ पर नाइट्रोजन के साथ अभिक्रिया करके एल्युमिनियम नाइट्राइड $(AlN)$ बनाता है:
$2 \ Al + N_2 \rightarrow 2 \ AlN$
एल्युमिनियम नाइट्राइड $(AlN)$ पानी के साथ अभिक्रिया करके अवक्षेप के रूप में एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड $(Al(OH)_3)$ और अमोनिया गैस $(NH_3)$ उत्पन्न करता है:
$AlN + 3 \ H_2O \rightarrow Al(OH)_3 (ppt) + NH_3 (g)$
अतः,यौगिक $C$ अमोनिया $(NH_3)$ है।

(A) $(A)\ NO + NO_2 \xrightarrow{< 250 K} N_2O_3$. $N_2O_3$ द्रव या ठोस अवस्था में नीला होता है $(P = \text{नीला})$.
$(B)\ 2 NO_2 \longleftrightarrow N_2O_4$. $N_2O_4$ एक रंगहीन गैस/द्रव है $(Q = \text{रंगहीन})$.
$(C)\ 2 Pb(NO_3)_2 \xrightarrow{673 K} 4 NO_2 + 2 PbO + O_2$. $NO_2$ एक लाल-भूरे रंग की गैस है $(R = \text{भूरा})$.
$(D)\ 4 HNO_3 + P_4O_{10} \longrightarrow 2 N_2O_5 + 4 HPO_3$. $N_2O_5$ एक रंगहीन क्रिस्टलीय ठोस है $(S = \text{रंगहीन})$.
अतः,सही क्रम $P$: नीला,$Q$: रंगहीन,$R$: भूरा,$S$: रंगहीन है।