TS EAMCET 2022 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Hindi

(D) $Wurtz$ अभिक्रिया में,एल्केन को एल्काइल हैलाइड्स की सोडियम धातु $(Na)$ के साथ अभिक्रिया द्वारा तैयार किया जाता है।
चूंकि सोडियम धातु अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होती है,इसलिए उपयोग किया जाने वाला विलायक इसके प्रति निष्क्रिय होना चाहिए।
अभिक्रिया के माध्यम के रूप में एक एप्रोटिक विलायक की आवश्यकता होती है।
शुष्क ईथर इस अभिक्रिया के लिए आमतौर पर उपयोग किया जाने वाला एक उपयुक्त एप्रोटिक विलायक है।

(C) $1$. लिंडलर उत्प्रेरक $(Pd/CaCO_3)$ की उपस्थिति में एल्काइन की $H_2$ के साथ अभिक्रिया syn-addition है,जो मुख्य उत्पाद $P$ के रूप में (cis)-एल्कीन देती है।
$2$. द्रव $NH_3$ में $Na$ के साथ एल्काइन की अभिक्रिया (बर्च अपचयन) anti-addition है,जो मुख्य उत्पाद $Q$ के रूप में (trans)-एल्कीन देती है।
$3$. अतः,$P$ (cis)-एल्कीन है और $Q$ (trans)-एल्कीन है।

(A) एल्कीन में $Br_2/\text{जल}$ का योग एक इलेक्ट्रॉनस्नेही योग अभिक्रिया है। अभिक्रिया की दर निर्धारित करने वाले चरण में कार्बधनायन मध्यवर्ती का निर्माण होता है।
इलेक्ट्रॉन-दाता समूह (जैसे एल्काइल समूह) द्वि-आबंध के इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाते हैं और कार्बधनायन को स्थिर करते हैं,जिससे अभिक्रिया की दर बढ़ जाती है।
इलेक्ट्रॉन-आकर्षी समूह (जैसे $-NO_2$) इलेक्ट्रॉन घनत्व को कम करते हैं और अभिक्रिया की दर को घटाते हैं।
अतः,सही क्रम $C > D > A > B$ है।

(D) $KMnO_4$ (बेयर अभिकर्मक) के ठंडे,तनु,जलीय विलयन के साथ एल्कीन की अभिक्रिया से सिन-डाईहाइड्रॉक्सिलेशन होता है,जिसमें द्वि-आबंध का रूपांतरण विसिनल डाईऑल (द्वि-आबंध पर दो $-OH$ समूह जुड़ते हैं) में हो जाता है।
दिए गए यौगिक $5-$एलाइलसाइक्लोहेक्स$-3-$ईन$-1-$ऑल में दो द्वि-आबंध हैं: एक साइक्लोहेक्सिन वलय में और एक एलाइल पार्श्व श्रृंखला में।
$1$. साइक्लोहेक्सिन वलय में स्थित द्वि-आबंध का डाईहाइड्रॉक्सिलेशन होता है,जिससे दो $-OH$ समूह जुड़ते हैं।
$2$. एलाइल पार्श्व श्रृंखला में स्थित द्वि-आबंध का भी डाईहाइड्रॉक्सिलेशन होता है,जिससे दो और $-OH$ समूह जुड़ते हैं।
$3$. मूल अणु में वलय की $1-$स्थिति पर पहले से ही एक $-OH$ समूह उपस्थित है।
कुल $-OH$ समूह = $1$ (मूल) $+ 2$ (वलय के द्वि-आबंध से) $+ 2$ (पार्श्व श्रृंखला के द्वि-आबंध से) = $5$ हाइड्रॉक्सिल समूह।

(A) अभिक्रिया $(A)$ में,$AlCl_3$ की उपस्थिति में बेंजीन का $n$-प्रोपिल क्लोराइड के साथ फ्रीडल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन एक कार्बोनियम आयन मध्यवर्ती के निर्माण की ओर ले जाता है। प्राथमिक प्रोपिल कार्बोनियम आयन अधिक स्थिर द्वितीयक आइसोप्रोपिल कार्बोनियम आयन में पुनर्व्यवस्थित हो जाता है,जो फिर मुख्य उत्पाद $P$ के रूप में आइसोप्रोपिलबेंजीन बनाने के लिए बेंजीन रिंग पर हमला करता है।
अभिक्रिया $(B)$ में:
$(i)$ $AlCl_3$ की उपस्थिति में बेंजीन का $CH_3Cl$ के साथ फ्रीडल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन करने पर टोल्यूनि प्राप्त होता है।
$(ii)$ $hv$ (प्रकाश) की उपस्थिति में टोल्यूनि का $Br_2$ के साथ मुक्त मूलक हैलोजनीकरण करने पर बेंजिल ब्रोमाइड $(C_6H_5CH_2Br)$ प्राप्त होता है।
$(iii)$ जलीय $KOH$ के साथ बेंजिल ब्रोमाइड का न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन करने पर मुख्य उत्पाद $Q$ के रूप में बेंजिल अल्कोहल $(C_6H_5CH_2OH)$ प्राप्त होता 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।

(D) जब बेंजीन $(C_6H_6)$ की अल्ट्रा-वायलेट प्रकाश की उपस्थिति में क्लोरीन $(Cl_2)$ के साथ अभिक्रिया होती है,तो योगात्मक अभिक्रिया होती है।
इसके परिणामस्वरूप बेंजीन हेक्साक्लोराइड $(C_6H_6Cl_6)$ बनता है,जिसे $BHC$ या गैमेक्सेन के रूप में भी जाना जाता है।
अभिक्रिया: $C_6H_6 + 3Cl_2 \xrightarrow{uv/hv} C_6H_6Cl_6$.

(C) उबालने से केवल जल की अस्थायी कठोरता दूर होती है।
उबालने के दौरान,घुलनशील $Mg(HCO_3)_2$ अघुलनशील मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड में और $Ca(HCO_3)_2$ अघुलनशील कैल्शियम कार्बोनेट में परिवर्तित हो जाता है।
परम्यूटिट प्रक्रिया में हाइड्रेटेड सोडियम एल्युमिनियम सिलिकेट का उपयोग किया जाता है। सरलता के लिए,सोडियम एल्युमिनियम सिलिकेट $(NaAlSiO_4)$ को $NaZ$ के रूप में लिखा जा सकता है। जब इसे कठोर जल में मिलाया जाता है,तो विनिमय अभिक्रियाएं होती हैं:
$2 NaZ_{(s)} + M^{2+}_{(aq)} \rightarrow MZ_{2(s)} + 2 Na^{+}_{(aq)}$ (जहाँ $M = Mg, Ca$ है)।
परम्यूटिट प्रक्रिया में केवल कठोरता उत्पन्न करने वाले धनायन ही हटाए जाते हैं।
आयन-विनिमय प्रक्रिया में,धनायन और ऋणायन विनिमय रेजिन का उपयोग करके जल की स्थायी कठोरता उत्पन्न करने वाले धनायनों और ऋणायनों दोनों को हटाया जा सकता है। इस प्रक्रिया के बाद विखनिजीकृत (demineralized) जल प्राप्त होता है।
अतः,जल की कठोरता दूर करने की सबसे प्रभावी विधि आयन-विनिमय प्रक्रिया है।

(C) $1$. यौगिक '$A$' $Ca(OH)_2$ (बुझा हुआ चूना) है,जिसका उपयोग जल मृदुकरण के लिए किया जाता है।
$2$. $Ca(OH)_2$,$Na_2CO_3$ के साथ अभिक्रिया करके $NaOH$ (यौगिक '$B$') और $CaCO_3$ (अवक्षेप) बनाता है। $NaOH$ एक प्रबल क्षार है जिसका $pH=14$ है।
$Ca(OH)_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 + 2NaOH$
$3$. $Ca(OH)_2$,$CO_2$ के साथ अभिक्रिया करके $CaCO_3$ बनाता है,जो धुंधले अवक्षेप के रूप में दिखाई देता है।
$Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 + H_2O$
$4$. $NaOH$ और $CaO$ के मिश्रण को सोडा लाइम कहा जाता है। यह कार्बनिक अम्लों पर डीकार्बोक्सिलेशन अभिक्रिया करता है। जब $C_6H_5COOH$ (बेंजोइक एसिड,यौगिक '$C$') सोडा लाइम के साथ अभिक्रिया करता है,तो यह बेंजीन $(C_6H_6)$ उत्पन्न करता है।
$C_6H_5COOH + NaOH + CaO \xrightarrow{\Delta} C_6H_6 + Na_2CO_3$
अतः,'$A$' $Ca(OH)_2$ है,'$B$' $NaOH$ है,और '$C$' $C_6H_5COOH$ है।

(D) डीआयोनाइज्ड जल प्राप्त करने के लिए कठोर जल को आयन विनिमय रेजिन की एक श्रृंखला से गुजारा जाता है। पहले,इसे धनायन विनिमय रेजिन (जो $Ca^{2+}$,$Mg^{2+}$ आदि को हटाता है) से और फिर ऋणायन विनिमय रेजिन (जो $Cl^-$,$SO_4^{2-}$ आदि को हटाता है) से गुजारा जाता है। इस प्रकार,धनायन और ऋणायन विनिमय दोनों का उपयोग एक के बाद एक किया जाता है।

(B) भारी जल,जिसे $D_2O$ के रूप में दर्शाया जाता है,के भौतिक गुण सामान्य जल $(H_2O)$ से थोड़े भिन्न होते हैं।
$1 \ atm$ दाब पर भारी जल का हिमांक $3.8 \ ^{\circ}C$ होता है।

(D) कैल्शियम कार्बाइड $(CaC_2)$ की भारी जल $(D_2O)$ के साथ अभिक्रिया एक अम्ल-क्षार प्रकार की अभिक्रिया है,जिसमें कार्बाइड आयन $(C_2^{2-})$ $D_2O$ से $D^+$ आयनों के साथ अभिक्रिया करता है।
$CaC_2 + 2D_2O \rightarrow Ca(OD)_2 + C_2D_2$
अतः,उत्पाद "$P$" $C_2D_2$ (ड्यूटेरोएसिटिलीन) है।

(A) लुईस अवधारणा के अनुसार,एक क्षार वह पदार्थ है जो उपसहसंयोजक बंध बनाने के लिए इलेक्ट्रॉन युग्म का दान कर सकता है।
$NH_3$ अणु में,नाइट्रोजन परमाणु पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) होता है।
चूंकि $NH_3$ इस इलेक्ट्रॉन युग्म को इलेक्ट्रॉन-न्यून प्रजाति को दान कर सकता है,इसलिए यह एक लुईस क्षार के रूप में कार्य करता है।

(D) $25^{\circ} C$ पर,जल का आयनिक गुणनफल $(K_w)$ $1.0 \times 10^{-14}$ होता है।
शुद्ध जल के लिए,$[H^{ }] = [OH^{-}] = \sqrt{K_w} = 10^{-7} \ M$,जिससे $pH = 7$ प्राप्त होता है।
जल का स्वतः-आयनीकरण एक ऊष्माशोषी प्रक्रिया $(\Delta H > 0)$ है।
ला शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार,तापमान में वृद्धि साम्यावस्था को दाईं ओर स्थानांतरित करती है,जिससे $K_w$ का मान बढ़ जाता है।
$80^{\circ} C$ पर,$K_w > 10^{-14}$,जिसका अर्थ है कि $[H^{ }] > 10^{-7} \ M$।
चूंकि $pH = -\log[H^{ }]$,$[H^{ }]$ में वृद्धि होने से $pH$ में कमी आती है।
अतः,$80^{\circ} C$ पर,शुद्ध जल का $pH$ $< 7.0$ होता है।

(A) $AlCl_3$ एक दुर्बल क्षार और प्रबल अम्ल का लवण है; यह धनायनिक जल-अपघटन करता है:
$Al^{3+} + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + 3H^+$
$H^+$ आयन मुक्त होने के कारण विलयन अम्लीय हो जाता है $(A-II)$.
$CH_3COONa$ एक दुर्बल अम्ल और प्रबल क्षार का लवण है; यह ऋणायनिक जल-अपघटन करता है:
$CH_3COO^- + H_2O \rightarrow CH_3COOH + OH^-$
$OH^-$ आयन मुक्त होने के कारण विलयन क्षारीय हो जाता है $(B-I)$.
$KCl$ एक प्रबल विद्युत अपघट्य है,इसलिए इसका जलीय विलयन उच्च चालकता वाला होता है $(C-III)$.
$Al_2O_3$ एक उभयधर्मी ऑक्साइड है क्योंकि यह अम्ल और क्षार दोनों के साथ अभिक्रिया करता है $(D-V)$.
अतः,सही मिलान $A-II, B-I, C-III, D-V$ है।

(B) दिए गए धातु सल्फाइडों के लिए विलेयता गुणनफल $(K_{sp})$ के मान इस प्रकार हैं:
$A$. $PbS$: $8.0 \times 10^{-28}$ $(II)$
$B$. $HgS$: $4.0 \times 10^{-53}$ $(I)$
$C$. $MnS$: $2.5 \times 10^{-13}$ $(IV)$
$D$. $ZnS$: $1.6 \times 10^{-24}$ $(III)$
अतः,सही सुमेलन क्रम $A-II, B-I, C-IV, D-III$ है।

(A) माना $I = \int \sqrt{4 \cos ^2 x - 5 \sin ^2 x} \cos x \, dx$ है।
सर्वसमिका $\cos ^2 x = 1 - \sin ^2 x$ का उपयोग करने पर:
$I = \int \sqrt{4(1 - \sin ^2 x) - 5 \sin ^2 x} \cos x \, dx = \int \sqrt{4 - 9 \sin ^2 x} \cos x \, dx$।
माना $3 \sin x = t$ है। तब $3 \cos x \, dx = dt$,जिसका अर्थ है $\cos x \, dx = \frac{1}{3} dt$।
इन मानों को समाकलन में रखने पर:
$I = \int \sqrt{4 - t^2} \cdot \frac{1}{3} dt = \frac{1}{3} \int \sqrt{2^2 - t^2} dt$।
मानक सूत्र $\int \sqrt{a^2 - x^2} dx = \frac{x}{2} \sqrt{a^2 - x^2} + \frac{a^2}{2} \sin ^{-1}\left(\frac{x}{a}\right) + c$ का उपयोग करने पर:
$I = \frac{1}{3} \left[ \frac{t}{2} \sqrt{4 - t^2} + \frac{4}{2} \sin ^{-1}\left(\frac{t}{2}\right) \right] + c$।
$t = 3 \sin x$ वापस रखने पर:
$I = \frac{1}{3} \left[ \frac{3 \sin x}{2} \sqrt{4 - 9 \sin ^2 x} + 2 \sin ^{-1}\left(\frac{3 \sin x}{2}\right) \right] + c = \frac{1}{2} \sin x \sqrt{4 - 9 \sin ^2 x} + \frac{2}{3} \sin ^{-1}\left(\frac{3 \sin x}{2}\right) + c$।

(C) बोरोन ट्राइहैलाइड्स की लुईस अम्लता हैलोजन परमाणु और बोरोन परमाणु के बीच $p\pi-p\pi$ बैक-बॉन्डिंग की सीमा पर निर्भर करती है।
$BF_3$ में,$F$ परमाणु का आकार छोटा होने के कारण यह प्रभावी $2p-2p$ बैक-बॉन्डिंग बनाता है,जो बोरोन परमाणु की इलेक्ट्रॉन न्यूनता को कम करता है।
जैसे-जैसे हम $F$ से $I$ की ओर बढ़ते हैं,हैलोजन परमाणु का आकार बढ़ता जाता है,जिससे $p\pi-p\pi$ बैक-बॉन्डिंग कम प्रभावी हो जाती है।
इसलिए,बोरोन परमाणु की इलेक्ट्रॉन न्यूनता बढ़ जाती है,जिससे लुईस अम्लीय गुण में वृद्धि होती है।
सही क्रम $BI_3 > BBr_3 > BCl_3 > BF_3$ है।

(D) अभिकथन असत्य है क्योंकि बोरॉन का परमाणु आकार छोटा होता है और इसकी संयोजकता कोश में $d$-कक्षक नहीं होते हैं,जो इसे अपनी समन्वय संख्या को $4$ से अधिक बढ़ाने से रोकते हैं। इसलिए,अष्टफलकीय $[B(OH_2)_6]^{3+}$ संकुल का निर्माण असंभव है।
हालाँकि,कारण सत्य है क्योंकि बोरॉन इलेक्ट्रॉन-न्यून ($sextet$ इलेक्ट्रॉन) है और एक लुईस अम्ल के रूप में कार्य करता है,जो $OH^{-}$ जैसे लुईस बेस के साथ प्रतिक्रिया करके स्थिर चतुष्फलकीय $[B(OH)_4]^{-}$ आयन बनाता है।
अतः,$A$ असत्य है लेकिन $R$ सत्य है।

(A) $ns^2 np^1$ विन्यास वाला तत्व समूह $13$ का सदस्य है।
बोरोन $(B)$ एक काले रंग की अधातु है जो क्रिस्टलीय और अक्रिस्टलीय रूपों में मौजूद होती है।
क्रिस्टलीय बोरोन बहुत कठोर होता है और कमरे के तापमान पर हवा के प्रति अक्रिय होता है।
अक्रिस्टलीय बोरोन हवा में ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके बोरोन ट्राइऑक्साइड $(B_2O_3)$ बनाता है,जो प्रकृति में अम्लीय होता है:
$4B(s) + 3O_2(g) \rightarrow 2B_2O_3(s)$
$B_2O_3$ पानी के साथ आगे प्रतिक्रिया करके बोरिक एसिड बनाता है:
$B_2O_3(s) + 3H_2O(l) \rightarrow 2B(OH)_3(aq)$

(A) एल्युमीनियम धातु जलीय सोडियम हाइड्रॉक्साइड के साथ अभिक्रिया करके सोडियम एल्युमिनेट और हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करती है।
संतुलित रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$2 Al_{(s)} + 2 NaOH_{(aq)} + 6 H_2O_{(l)} \rightarrow 2 Na[Al(OH)_4]_{(aq)} + 3 H_{2(g)}$
हाइड्रोजन गैस के निकलने का परीक्षण अभिक्रिया के पास जलती हुई मोमबत्ती लाकर किया जा सकता है,जिससे एक विशिष्ट 'पॉप' ध्वनि सुनाई देती है।

(C) एल्युमीनियम $(Al)$ की जलीय सोडियम हाइड्रॉक्साइड $(NaOH)$ के आधिक्य के साथ अभिक्रिया एक विशिष्ट अभिक्रिया है जहाँ एल्युमीनियम एक उभयधर्मी धातु के रूप में कार्य करता है।
इस अभिक्रिया के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$2Al(s) + 2NaOH(aq) + 6H_2O(l) \longrightarrow 2Na^{+}[Al(OH)_4]^-(aq) + 3H_2(g)$
इस अभिक्रिया में,$P$ संकुल आयन सोडियम टेट्राहाइड्रॉक्सोएल्युमिनेट$(III)$,$Na^{+}[Al(OH)_4]^-$ है और $Q$ हाइड्रोजन गैस,$H_2$ है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(A) कार्बन $(C)$ का परमाणु आकार छोटा होने के कारण यह अधिकतम श्रृंखलन प्रदर्शित करता है और मजबूत $C-C$ बंध बनाता है।
जर्मेनियम $(Ge)$ पृथ्वी पर सबसे कम प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला तत्व है।
अतः,$X = C$ और $Y = Ge$.

(C) कार्बन के सबसे स्थिर अपररूप के रूप में ग्रेफाइट $(II)$ की मानक संभवन एन्थैल्पी $\Delta_{f} H^{\circ}$ का मान $0 \ kJ/mol$ लिया जाता है।
हीरे $(I)$ का $\Delta_{f} H^{\circ} \approx 1.90 \ kJ/mol$ होता है।
फुलरीन $(III)$ का $\Delta_{f} H^{\circ} \approx 38.1 \ kJ/mol$ होता है।
अतः,$\Delta_{f} H^{\circ}$ मानों का सही क्रम $III > I > II$ है।

(B) समूह $14$ में,$Si$ से $Pb$ की ओर नीचे जाने पर ऑक्साइड का अम्लीय गुण घटता है।
$SiO_2$ एक ज्ञात अम्लीय ऑक्साइड है।
$SnO_2$ और $PbO_2$ उभयधर्मी (amphoteric) प्रकृति के होते हैं।
$SnO$ भी उभयधर्मी है।
अतः,$SiO_2$ सही अम्लीय ऑक्साइड है।

(D) श्रृंखलन (catenation) किसी तत्व की उसी तत्व के अन्य परमाणुओं के साथ स्थिर बंध बनाकर लंबी श्रृंखलाएं या वलय बनाने की क्षमता है।
समूह $14$ में नीचे जाने पर यह गुण घटता है क्योंकि परमाणु आकार बढ़ने के साथ $M-M$ बंध की बंध ऊर्जा कम हो जाती है।
$C$ सबसे अधिक श्रृंखलन दर्शाता है।
$Pb$ (लेड) एक धातु है और अपने बड़े परमाणु आकार और कमजोर $Pb-Pb$ बंध ऊर्जा के कारण श्रृंखलन नहीं दर्शाता है।

(D) समूह $16$ के सभी तत्व $H_2E$ प्रकार के हाइड्राइड बनाते हैं (जहाँ $E = O, S, Se, Te, Po$ है)।
क्वथनांक आणविक द्रव्यमान और अंतर-आणविक बलों पर निर्भर करता है।
जैसे-जैसे केंद्रीय परमाणु का आकार बढ़ता है,वैन डेर वाल्स बल बढ़ते हैं,जिससे सामान्यतः $H_2S$ से $H_2Te$ तक क्वथनांक में वृद्धि होती है।
हालाँकि,$H_2O$ में मजबूत अंतर-आणविक हाइड्रोजन बंधन की उपस्थिति के कारण इसका क्वथनांक असाधारण रूप से उच्च होता है।
इसलिए,क्वथनांक का सही क्रम $H_2O > H_2Te > H_2Se > H_2S$ है।

(A) असमानुपातन (disproportionation) अभिक्रिया एक ऐसी रेडॉक्स अभिक्रिया है जिसमें एक ही तत्व का एक साथ ऑक्सीकरण और अपचयन होता है।
$1. 2 H_2\stackrel{-1}{O_2} \rightarrow 2 H_2\stackrel{-2}{O} + \stackrel{0}{O_2}$
यहाँ,ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था $-1$ से $-2$ (अपचयन) और $-1$ से $0$ (ऑक्सीकरण) में बदलती है।
$2. \stackrel{0}{Cl_2} + 2 OH^{-} \rightarrow \stackrel{-1}{Cl^{-}} + \stackrel{+1}{ClO^{-}} + H_2O$
यहाँ,क्लोरीन की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ से $-1$ (अपचयन) और $0$ से $+1$ (ऑक्सीकरण) में बदलती है।
दोनों अभिक्रियाओं में एक ही तत्व का ऑक्सीकरण और अपचयन हो रहा है,इसलिए ये असमानुपातन अभिक्रियाएँ हैं।

(C) $Se_2Cl_2$ की असमानुपातन अभिक्रिया में,$+1$ ऑक्सीकरण अवस्था वाला सेलेनियम $+4$ और $0$ ऑक्सीकरण अवस्थाओं में परिवर्तित हो जाता है।
संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$2Se_2Cl_2 \rightarrow SeCl_4 + 3Se$
अतः,$P$ का मान $SeCl_4$ है और $Q$ का मान $Se$ है।

(A) असमानुपातन अभिक्रिया एक रेडॉक्स अभिक्रिया है जिसमें एक ही तत्व का एक साथ ऑक्सीकरण और अपचयन होता है।
$(A)$ $Cl_2 + 2 NaOH \rightarrow NaCl + NaOCl + H_2O$: $Cl$ की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ से $-1$ (अपचयन) और $0$ से $+1$ (ऑक्सीकरण) में बदलती है। यह एक असमानुपातन अभिक्रिया है।
$(B)$ $2 H_2O_2 \rightarrow 2 H_2O + O_2$: $H_2O_2$ में $O$ की ऑक्सीकरण अवस्था $-1$ है। यह $H_2O$ में $-2$ (अपचयन) और $O_2$ में $0$ (ऑक्सीकरण) में बदल जाती है। यह एक असमानुपातन अभिक्रिया है।
$(C)$ $2 KMnO_4 \rightarrow K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2$: $Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+7$ से $+6$ और $+4$ में बदलती है (दोनों अपचयन)। यह असमानुपातन अभिक्रिया नहीं है।
$(D)$ $3 MnO_4^{2-} + 4 H^+ \rightarrow 2 MnO_4^- + MnO_2 + 2 H_2O$: $Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+6$ से $+7$ (ऑक्सीकरण) और $+6$ से $+4$ (अपचयन) में बदलती है। यह एक असमानुपातन अभिक्रिया है।
अतः,अभिक्रियाएँ $(A)$,$(B)$ और $(D)$ असमानुपातन अभिक्रियाएँ हैं।

(D) दी गई असंतुलित अभिक्रिया है: $aKNO_3 + 5C_{12}H_{22}O_{11} \rightarrow bN_2 + cCO_2 + dH_2O + eK_2CO_3$.
समीकरण को संतुलित करने के लिए,हम दोनों पक्षों पर प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या को बराबर करते हैं:
$K$ के लिए: $a = 2e$
$N$ के लिए: $a = 2b$
$C$ के लिए: $5 \times 12 = c + e \Rightarrow 60 = c + e$
$H$ के लिए: $5 \times 22 = 2d$ $\Rightarrow 110 = 2d$ $\Rightarrow d = 55$
$O$ के लिए: $3a + 5 \times 11 = 2c + d + 3e$ $\Rightarrow 3a + 55 = 2c + 55 + 3e$ $\Rightarrow 3a = 2c + 3e$
$e = 24$ रखने पर,हमें $a = 48$ प्राप्त होता है।
चूंकि $a = 2b$,इसलिए $b = 24$ है।
चूंकि $c + e = 60$,इसलिए $c = 60 - 24 = 36$ है।
अतः,संतुलित समीकरण है: $48KNO_3 + 5C_{12}H_{22}O_{11} \rightarrow 24N_2 + 36CO_2 + 55H_2O + 24K_2CO_3$.
मान $A=48, B=24, C=36, D=55, E=24$ हैं।

(C) द्विप्रोटिक अम्ल वह अम्ल है जो प्रति अणु दो प्रोटॉन ($H^+$ आयन) दान कर सकता है।
$1$. साइट्रिक अम्ल $(C_6H_8O_7)$ एक त्रिप्रोटिक अम्ल है।
$2$. क्रोमिक अम्ल $(H_2CrO_4)$ एक द्विप्रोटिक अम्ल है।
$3$. ऑक्सेलिक अम्ल $(H_2C_2O_4)$ एक द्विप्रोटिक अम्ल है।
$4$. पाइरोसल्फ्यूरिक अम्ल $(H_2S_2O_7)$ एक द्विप्रोटिक अम्ल है।
$5$. सल्फ्यूरस अम्ल $(H_2SO_3)$ एक द्विप्रोटिक अम्ल है।
अतः,दी गई सूची में $4$ द्विप्रोटिक अम्ल हैं।

(D) अम्लीय माध्यम में पोटेशियम परमैंगनेट $(KMnO_4)$ और फेरस ऑक्सालेट $(FeC_2O_4)$ के बीच संतुलित रेडॉक्स अभिक्रिया है:
$3MnO_4^- + 5FeC_2O_4 + 24H^+ \rightarrow 3Mn^{2+} + 5Fe^{3+} + 10CO_2 + 12H_2O$
संतुलित समीकरण की रससमीकरणमिति (stoichiometry) से,$3$ मोल $MnO_4^-$ अभिक्रिया करते हैं $5$ मोल $FeC_2O_4$ के साथ।
इसलिए,$1$ मोल $MnO_4^-$ अभिक्रिया करेगा $\frac{5}{3}$ मोल $FeC_2O_4$ के साथ।

(B) लिथियम नाइट्रेट $(LiNO_3)$ को गर्म करने पर इसका अपघटन होता है,जिससे लिथियम ऑक्साइड $(Li_2O)$,नाइट्रोजन डाइऑक्साइड $(NO_2)$ और ऑक्सीजन गैस $(O_2)$ प्राप्त होती है।
संतुलित रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$4LiNO_3(s) \xrightarrow{\Delta} 2Li_2O(s) + 4NO_2(g) + O_2(g)$

(A) आयनिक यौगिकों का गलनांक क्रिस्टल जालक की जालक ऊर्जा पर निर्भर करता है।
जालक ऊर्जा अंतर-आयनिक दूरी के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
जैसे-जैसे ऋणायन का आकार $F^{-}$ से $Cl^{-}$ और $I^{-}$ तक बढ़ता है,अंतर-आयनिक दूरी बढ़ती है,जिससे जालक ऊर्जा में कमी आती है।
इसलिए,गलनांक $LiF > LiCl > LiI$ के क्रम में घटता है।
यह क्रम $I > II > III$ के अनुरूप है।

(C) समान आवर्त में,क्षारीय मृदा धातुओं $(Group \ 2)$ का नाभिकीय आवेश क्षारीय धातुओं $(Group \ 1)$ की तुलना में अधिक होता है।
अधिक नाभिकीय आवेश के कारण,क्षारीय मृदा धातुओं में इलेक्ट्रॉन नाभिक की ओर अधिक मजबूती से खिंचे होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप क्षारीय धातुओं की तुलना में उनकी आयनिक त्रिज्या छोटी होती है।
इसलिए,कथन सत्य है।
हालाँकि,कारण में कहा गया है कि क्षारीय धातुओं का नाभिकीय आवेश क्षारीय मृदा धातुओं से अधिक होता है,जो गलत है; क्षारीय धातुओं का नाभिकीय आवेश कम होता है।
अतः,$(A)$ सत्य है लेकिन $(R)$ असत्य है।

(C) पोटेशियम सुपरऑक्साइड $(KO_{2})$ जल के साथ अभिक्रिया करके पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड,हाइड्रोजन पेरोक्साइड और ऑक्सीजन गैस देता है।
जल-अपघटन के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$2KO_{2} + 2H_{2}O \rightarrow 2K^{+} + 2OH^{-} + H_{2}O_{2} + O_{2}$

(D) $BeH_2$ और $MgH_2$ इलेक्ट्रॉन-न्यून यौगिक हैं और ठोस अवस्था में बहुलकीय संरचनाओं के रूप में मौजूद होते हैं। यह कथन सही है।
$(B)$ $LiH$ मध्यम तापमान पर ऑक्सीजन के प्रति अक्रिय होता है,जबकि यह उच्च तापमान पर प्रतिक्रिया करता है। यह कथन सही है।
$(C)$ $Be^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों के छोटे आकार और उच्च ध्रुवीकरण शक्ति के कारण,$BeH_2$ और $MgH_2$ में महत्वपूर्ण सहसंयोजक गुण होता है। यह कथन सही है।
$(D)$ क्षार धातु हाइड्राइडों की स्थिरता समूह में नीचे जाने पर क्षार धातु धनायन का आकार बढ़ने के साथ घटती है। इसलिए,सही क्रम $LiH > NaH > KH > RbH > CsH$ है। यह कथन गलत है।
अतः,सही कथन $(A)$,$(B)$,और $(C)$ हैं।

(B) यह परिपथ दो $NOT$ गेट (जो $NOR$ गेट के इनपुट को शॉर्ट करके बनाए गए हैं) और उसके बाद एक $NOR$ गेट से मिलकर बना है।
$1$. इनपुट $A$ एक ऐसे $NOR$ गेट से गुजरता है जिसके इनपुट शॉर्ट किए गए हैं,जो एक $NOT$ गेट के रूप में कार्य करता है और आउटपुट $\bar{A}$ देता है।
$2$. इसी प्रकार,इनपुट $B$ भी शॉर्ट किए गए इनपुट वाले $NOR$ गेट से गुजरता है और आउटपुट $\bar{B}$ देता है।
$3$. इन दोनों आउटपुट $\bar{A}$ और $\bar{B}$ को अंतिम $NOR$ गेट के इनपुट के रूप में दिया जाता है।
$4$. अंतिम $NOR$ गेट का आउटपुट $Y = \overline{\bar{A} + \bar{B}}$ द्वारा प्राप्त होता है।
$5$. डी मॉर्गन के प्रमेय का उपयोग करते हुए,$\overline{\bar{A} + \bar{B}} = \overline{\bar{A}} \cdot \overline{\bar{B}} = A \cdot B$.
$6$. अतः,$Y = A \cdot B$,जो कि एक $AND$ गेट के लिए बूलियन व्यंजक है।

(A) ओलियम की प्रतिशत लेबलिंग को $100 + x$ के रूप में परिभाषित किया गया है,जहाँ $x$ ओलियम के $100 \ g$ में मौजूद सभी $SO_3$ को $H_2SO_4$ में बदलने के लिए आवश्यक पानी का द्रव्यमान है।
$118\%$ ओलियम के लिए,$x = 18 \ g$ $H_2O$.
अभिक्रिया: $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$.
$18 \ g$ $H_2O$ का अर्थ है $1 \ mol$,जो $1 \ mol$ $SO_3$ $(80 \ g)$ के साथ अभिक्रिया करता है।
इस प्रकार,$100 \ g$ ओलियम में $80 \ g$ $SO_3$ और $20 \ g$ $H_2SO_4$ है।
$SO_3$ के मोल $= \frac{80 \ g}{80 \ g/mol} = 1 \ mol$.
$H_2SO_4$ के मोल $= \frac{20 \ g}{98 \ g/mol} \approx 0.204 \ mol$.
उदासीनीकरण अभिक्रियाएँ:
$SO_3 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O$ ($1 \ mol$ $SO_3$ के लिए $2 \ mol$ $NaOH$)
$H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$ ($1 \ mol$ $H_2SO_4$ के लिए $2 \ mol$ $NaOH$)
कुल $NaOH$ मोल $= 2(1) + 2(0.204) = 2.408 \ mol \approx 2.4 \ mol$.

(D) एवोगाद्रो के नियम के अनुसार,समान तापमान और दबाव की परिस्थितियों में गैसों का आयतन अनुपात उनके मोल अनुपात के बराबर होता है।
माना हाइड्रोकार्बन $C_xH_y$ है।
दहन अभिक्रिया: $C_xH_y + (x + y/4) O_2 \rightarrow x CO_2 + (y/2) H_2O$.
दिया गया आयतन अनुपात: $V(C_xH_y) : V(CO_2) : V(H_2O) = 10 : 40 : 50 = 1 : 4 : 5$.
स्टोइकोमेट्री के अनुसार,$x = 4$ ($CO_2$ के मोल)।
इसी प्रकार,$y/2 = 5$,जिसका अर्थ है $y = 10$.
अतः,आणविक सूत्र $C_4H_{10}$ है।

(D) मैग्नेटाइट $(Fe_3O_4)$ के अपचयन के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$Fe_3O_4 + 4CO \rightarrow 3Fe + 4CO_2$
$Fe_3O_4$ का मोलर द्रव्यमान = $(3 \times 56) + (4 \times 16) = 232 \ g/mol$।
स्टोइकोमेट्री के अनुसार,$100 \%$ दक्षता पर $232 \ g$ $Fe_3O_4$ से $3 \times 56 = 168 \ g$ $Fe$ प्राप्त होता है।
चूंकि प्रक्रिया $80 \%$ कुशल है,इसलिए $232 \ g$ $Fe_3O_4$ से प्राप्त वास्तविक $Fe$ = $168 \times 0.8 = 134.4 \ g$ है।
$4 \ kg$ $(4000 \ g)$ $Fe$ प्राप्त करने के लिए आवश्यक $Fe_3O_4$ का द्रव्यमान:
$\text{द्रव्यमान} = \frac{232 \times 4000}{134.4} \approx 6904.76 \ g \approx 6.9 \ kg$।

(B) संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + CO_2 + H_2O$
$CaCO_3$ का मोलर द्रव्यमान $= 100 \ g/mol$.
$CaCO_3$ के मोल $= \frac{200 \ g}{100 \ g/mol} = 2 \ mol$.
स्टोइकोमेट्री के अनुसार,$1 \ mol$ $CaCO_3$ को $2 \ mol$ $HCl$ की आवश्यकता होती है।
इसलिए,$2 \ mol$ $CaCO_3$ के लिए $4 \ mol$ $HCl$ आवश्यक है।
$HCl$ का मोलर द्रव्यमान $= 36.5 \ g/mol$.
आवश्यक शुद्ध $HCl$ का द्रव्यमान $= 4 \ mol \times 36.5 \ g/mol = 146 \ g$.
यह दिया गया है कि घोल $50\% \ (w/w)$ है,जिसका अर्थ है कि $50 \ g$ $HCl$,$100 \ g$ घोल में मौजूद है।
घोल का द्रव्यमान $= \frac{146 \ g}{0.50} = 292 \ g$.

(D) औसत आणविक भार की गणना घटकों के आयतन प्रतिशत के आधार पर उनके मोलर द्रव्यमान के भारित औसत को लेकर की जाती है।
औसत आणविक भार $= (\% O_2 \times O_2 \text{ का मोलर द्रव्यमान}) + (\% N_2 \times N_2 \text{ का मोलर द्रव्यमान})$
औसत आणविक भार $= (\frac{21}{100} \times 32) + (\frac{79}{100} \times 28)$
औसत आणविक भार $= 6.72 + 22.12 = 28.8 \text{ g/mol}$

(D) सार्थक अंकों के नियमों के अनुसार:
$1$. सभी गैर-शून्य अंक सार्थक होते हैं।
$2$. दशमलव बिंदु वाली संख्या में अंत में आने वाले शून्य सार्थक होते हैं।
संख्या $2.0400$ में,$2, 0, 4, 0, 0$ सभी अंक सार्थक हैं।
अतः,सार्थक अंकों की कुल संख्या $5$ है।

(C) $234555359$ को $3$ सार्थक अंकों तक पूर्णांकित करने के लिए,हम पहले तीन अंकों को देखते हैं: $2, 3, 4$।
अगला अंक $5$ है।
पूर्णांकन के नियमों के अनुसार,यदि अंतिम सार्थक अंक के बाद वाला अंक $5$ हो और उसके बाद शून्यतर (non-zero) अंक हों,तो हम मान को बढ़ा देते हैं।
अतः,$234555359$ का $3$ सार्थक अंकों में पूर्णांकन $235000000$ होगा।

(A) चरण $1$: प्रत्येक गैस के मोलों की संख्या की गणना करें।
$n_{CH_4} = \frac{4 \ g}{16 \ g/mol} = 0.25 \ mol$
$n_{CO_2} = \frac{4.4 \ g}{44 \ g/mol} = 0.1 \ mol$
चरण $2$: कुल मोलों की संख्या $(n_T)$ की गणना करें।
$n_T = 0.25 \ mol + 0.1 \ mol = 0.35 \ mol$
चरण $3$: दबाव ज्ञात करने के लिए आदर्श गैस समीकरण $PV = nRT$ का उपयोग करें।
दिया गया है: $V = 1 \ L$,$T = 27 + 273 = 300 \ K$,$R = 0.082 \ L \ atm \ K^{-1} \ mol^{-1}$.
$P = \frac{n_T RT}{V} = \frac{0.35 \times 0.082 \times 300}{1} = 8.61 \ atm \approx 8.6 \ atm$.

(B) डाल्टन के आंशिक दाब के नियम के अनुसार,किसी गैस का आंशिक दाब उसके मोल अंश और मिश्रण के कुल दाब के गुणनफल के बराबर होता है।
$P_C = \chi_C \times P_{\text{total}}$
जहाँ $\chi_C$ गैस $C$ का मोल अंश है।
कुल मोल $= 2 + 3 + 5 + 10 = 20 \ \text{moles}$.
$C$ के मोल $= 5 \ \text{moles}$.
$C$ का मोल अंश $(\chi_C)$ $= \frac{5}{20} = 0.25$.
दिया गया है $P_C = 1.5 \ atm$.
$1.5 = 0.25 \times P_{\text{total}}$.
$P_{\text{total}} = \frac{1.5}{0.25} = 6 \ atm$.

(A) ग्राहम के विसरण नियम के अनुसार,विसरण की दर $(r)$ गैस के घनत्व $(\rho)$ के वर्गमूल के व्युत्क्रमानुपाती होती है: $r \propto \frac{1}{\sqrt{\rho}}$.
आदर्श गैस समीकरण $PV = nRT = \frac{m}{MW} RT$ से,जहाँ $m$ द्रव्यमान है और $MW$ आणविक द्रव्यमान है।
पुनर्व्यवस्थित करने पर $\frac{m}{V} = \rho = \frac{P \times MW}{RT}$ प्राप्त होता है।
चूँकि $T$ स्थिर है,$\rho \propto P \times MW$.
इसलिए,विसरण की दर $r \propto \frac{1}{\sqrt{P \times MW}}$ है।
दो गैसों के लिए,$\frac{r_{CH_4}}{r_X} = \sqrt{\frac{P_X \times (MW)_X}{P_{CH_4} \times (MW)_{CH_4}}}$.
दिया गया है $r_{CH_4} = 2r_X$,$P_{CH_4} = 1.0 \ atm$,$P_X = 1.45 \ atm$,और $(MW)_{CH_4} = 16 \ g/mol$:
$2 = \sqrt{\frac{1.45 \times (MW)_X}{1.0 \times 16}}$.
दोनों पक्षों का वर्ग करने पर: $4 = \frac{1.45 \times (MW)_X}{16}$.
$(MW)_X = \frac{4 \times 16}{1.45} = \frac{64}{1.45} \approx 44.13 \approx 44$.

(C) गैसों के गतिज आणविक सिद्धांत के अनुसार:
$a$) अणुओं का वास्तविक आयतन उनके बीच के खाली स्थान की तुलना में नगण्य होता है। इसका अर्थ है कि कण का आकार बिंदु द्रव्यमान (point mass) माना जाता है।
$b$) गैस के अणुओं की टक्करें पूर्णतः प्रत्यास्थ (elastic) होती हैं,अप्रत्यास्थ नहीं। अतः,कथन $b$ गलत है।
$c$) किसी भी विशेष समय पर,गैस में विभिन्न कणों की गति और गतिज ऊर्जा अलग-अलग होती है। केवल औसत गतिज ऊर्जा एक निश्चित तापमान पर स्थिर रहती है। अतः,कथन $c$ गलत है।
$d$) पात्र की दीवारों के साथ कणों की टक्कर के परिणामस्वरूप गैस द्वारा दबाव डाला जाता है। यह कथन सही है।
इसलिए,कथन $a$ और $d$ सही हैं।

(C) वेग स्थिरांक $k$ की इकाई $s^{-1}$ है,जो इंगित करती है कि यह $1^{st}$ कोटि की अभिक्रिया है।
$1^{st}$ कोटि की अभिक्रिया के लिए,समाकलित वेग समीकरण $\ln [A] = \ln [A]_0 - kt$ है।
इसे एक सीधी रेखा के समीकरण $y = mx + c$ के साथ तुलना करने पर,जहाँ $y = \ln [A]$,$x = t$,$m = -k$ (ढाल) और $c = \ln [A]_0$ (अंतःखंड) है।
इसलिए,$\ln [A]$ बनाम $t$ का आलेख $-k$ के बराबर ऋणात्मक ढाल के साथ एक सीधी रेखा होगी।

(D) अभिक्रिया $H_2 + Cl_2 \xrightarrow{hv} 2 \ HCl$ एक प्रकाश-रासायनिक (photochemical) अभिक्रिया है।
प्रकाश के अवशोषण से जुड़ी प्रकाश-रासायनिक अभिक्रियाएँ आमतौर पर शून्य कोटि की अभिक्रियाएँ होती हैं क्योंकि अभिक्रिया की दर अभिकारकों की सांद्रता के बजाय अवशोषित प्रकाश की तीव्रता पर निर्भर करती है।

(B) दिया गया है,$T_1 = 27 + 273 = 300 \ K$ और $T_2 = 37 + 273 = 310 \ K$।
अभिक्रिया का तापमान गुणांक $10 \ K$ के अंतर वाले तापमानों पर दर स्थिरांकों का अनुपात है,जो आमतौर पर $2$ होता है।
मान लीजिए $K_1 = k$ और $K_2 = 2k$।
आरेनियस समीकरण का उपयोग करते हुए: $\log \frac{K_2}{K_1} = \frac{E_a}{2.303 \ R} \left( \frac{T_2 - T_1}{T_1 \ T_2} \right)$।
मान रखने पर: $\log 2 = \frac{E_a}{2.303 \times 8.314 \times 10^{-3}} \times \left( \frac{310 - 300}{310 \times 300} \right)$।
$0.3010 = \frac{E_a}{0.019147} \times \frac{10}{93000}$।
$E_a = \frac{0.3010 \times 0.019147 \times 93000}{10} \approx 53.5 \ kJ \cdot mol^{-1}$।

(C) आरेनियस समीकरण के अनुसार,$k = Ae^{-E_a / RT}$ है।
माना $E_{a_1}$ प्रारंभिक सक्रियण ऊर्जा है और $E_{a_2}$ उत्प्रेरक मिलाने के बाद की सक्रियण ऊर्जा है।
$k_1 = Ae^{-E_{a_1} / RT} \dots (1)$
$k_2 = 4k_1 = Ae^{-E_{a_2} / RT} \dots (2)$
समीकरण $(2)$ को $(1)$ से विभाजित करने पर:
$4 = e^{(E_{a_1} - E_{a_2}) / RT}$
दोनों पक्षों का प्राकृतिक लघुगणक लेने पर:
$\ln 4 = \frac{E_{a_1} - E_{a_2}}{RT}$
$E_{a_2} - E_{a_1} = -RT \ln 4$
यहाँ $T = 27 + 273 = 300 \ K$ और $\ln 4 = 1.386$ दिया गया है।
$\Delta E_a = E_{a_2} - E_{a_1} = -(8.314 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1} \times 300 \ K \times 1.386)$
$\Delta E_a = -3457.3 \ J / mol \approx -3.45 \ kJ / mol$.

(A) देहली ऊर्जा $(E_T)$,सक्रियण ऊर्जा $(E_a)$ और अभिकारकों की ऊर्जा $(E_R)$ के बीच संबंध इस प्रकार है:
$E_T = E_a + E_R$
दिया गया है:
$E_T = 75 \ kJ/mol$
$E_R = 20 \ kJ/mol$
मान रखने पर:
$75 = E_a + 20$
$E_a = 75 - 20 = 55 \ kJ/mol$
अतः,सक्रियण ऊर्जा $55 \ kJ/mol$ है।

(D) समूह $16$ के तत्वों को कैल्कोजन्स कहा जाता है क्योंकि वे अयस्क बनाने वाले तत्व हैं।

(C) दिए गए धातु कार्बोनिल की संरचनाएं इस प्रकार हैं:
$I. [Co_2(CO)_8]$: यह ठोस अवस्था में सेतु रूप में मौजूद होता है,जिसमें दो $CO$ सेतु होते हैं।
$II. [Fe_3(CO)_{12}]$: इसकी संरचना में दो $CO$ सेतु होते हैं।
$III. [Mn_2(CO)_{10}]$: इसमें एक सीधा $Mn-Mn$ बंध होता है और कोई $CO$ सेतु नहीं होता है।
$IV. [Fe_2(CO)_9]$: इसमें तीन $CO$ सेतु होते हैं।
अतः,$CO$ सेतु वाले संकुल $I, II$ और $IV$ हैं।

(C) चुंबकीय आघूर्ण (केवल चक्रण) $\mu = \sqrt{n(n+2)} \text{ BM}$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $n$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या है।
$1. [CoCl_4]^{2-}: Co^{2+} (d^7)$ एक चतुष्फलकीय संकुल है। विन्यास $e^4 t_2^3$ है,अतः $n = 3$.
$2. [Fe(H_2O)_6]^{2+}: Fe^{2+} (d^6)$ एक अष्टफलकीय संकुल है। विन्यास $t_{2g}^4 e_g^2$ है,अतः $n = 4$.
$3. [Mn(H_2O)_6]^{2+}: Mn^{2+} (d^5)$ एक अष्टफलकीय संकुल है। विन्यास $t_{2g}^3 e_g^2$ है,अतः $n = 5$.
$4. [Cr(H_2O)_6]^{2+}: Cr^{2+} (d^4)$ एक अष्टफलकीय संकुल है। विन्यास $t_{2g}^3 e_g^1$ है,अतः $n = 4$.
अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या की तुलना करने पर,$[Fe(H_2O)_6]^{2+}$ और $[Cr(H_2O)_6]^{2+}$ दोनों में $n = 4$ है,इसलिए उनका चुंबकीय आघूर्ण समान है।

(D) धातु संकुल की द्वितीयक संयोजकता उसकी समन्वय संख्या ($C$.$N$.) के बराबर होती है,जो केंद्रीय धातु आयन से सीधे जुड़े लिगेंड दाता परमाणुओं की कुल संख्या है।
$1$. $(I) \ CoCl_3 \cdot 6 H_2O$ के लिए:
चूंकि $3$ मोल $AgCl$ अवक्षेपित होते हैं,इसलिए तीनों $Cl^-$ आयन समन्वय क्षेत्र के बाहर हैं। सूत्र $[Co(H_2O)_6]Cl_3$ है। समन्वय संख्या $6$ है (छह $H_2O$ लिगेंड)।
$2$. $(II) \ NiCl_3 \cdot 6 H_2O$ के लिए:
चूंकि $2$ मोल $AgCl$ अवक्षेपित होते हैं,इसलिए दो $Cl^-$ आयन समन्वय क्षेत्र के बाहर हैं। सूत्र $[Ni(H_2O)_5Cl]Cl_2 \cdot H_2O$ है। समन्वय संख्या $6$ है (पांच $H_2O$ और एक $Cl^-$ लिगेंड)।
$3$. $(III) \ Co(SO_4)Br \cdot 5 NH_3$ के लिए:
चूंकि $1$ मोल $AgBr$ अवक्षेपित होता है,इसलिए $Br^-$ आयन समन्वय क्षेत्र के बाहर है। सूत्र $[Co(NH_3)_5(SO_4)]Br$ है। समन्वय संख्या $6$ है (पांच $NH_3$ और एक $SO_4^{2-}$ लिगेंड)।
अतः,$(I), (II),$ और $(III)$ के लिए द्वितीयक संयोजकता क्रमशः $6, 6, 6$ है।

(C) क्रिस्टल फील्ड स्प्लिटिंग,$\Delta_0$,लिगेंड द्वारा उत्पन्न क्षेत्र और धातु आयन पर आवेश पर निर्भर करती है। लिगेंड्स को उनकी क्षेत्र प्रबलता के आधार पर स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला में व्यवस्थित किया जाता है। बढ़ती हुई क्षेत्र प्रबलता का क्रम इस प्रकार है:
$I^{-} < Br^{-} < SCN^{-} < Cl^{-} < S^{2-} < F^{-} < OH^{-} < C_2O_4^{2-} < H_2O < NCS^{-} < edta^{4-} < NH_3 < en < CN^{-} < CO$
दिए गए लिगेंड्स की तुलना करने पर:
$III$ $(en)$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है।
$I$ $(NCS^{-})$ $IV$ $(SCN^{-})$ से अधिक प्रबल है।
$II$ $(S^{2-})$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है।
अतः,क्षेत्र प्रबलता का घटता क्रम $III > I > IV > II$ है।

(D) कलर व्हील (colour wheel) के अनुसार,देखा गया रंग अवशोषित प्रकाश का पूरक रंग होता है।
जब एक धातु संकुल नारंगी प्रकाश को अवशोषित करता है,तो यह अपने पूरक रंग में दिखाई देता है,जो कि नीला है।

(A) संक्रमण धातुएं ($Zn$,$Cd$,और $Hg$ के अपवाद के साथ) बहुत कठोर होती हैं और उनकी वाष्पशीलता कम होती है।
उनके गलनांक और क्वथनांक उच्च होते हैं।
इन धातुओं के उच्च गलनांक का कारण अंतर-परमाण्विक धात्विक बंधन में $ns$ इलेक्ट्रॉनों के अतिरिक्त $(n-1)d$ कक्षकों के अधिक संख्या में इलेक्ट्रॉनों की भागीदारी है।
चूंकि अधिक इलेक्ट्रॉन धात्विक बंधन में भाग लेते हैं,इसलिए धात्विक बंधन की मजबूती बढ़ जाती है,जिससे गलनांक उच्च हो जाते हैं।
अतः,कथन सत्य है और कारण कथन की सही व्याख्या है।

(C) लैंथेनाइड संकुचन के कारण त्रिसंयोजक लैंथेनाइड आयनों ($La^{3+}$ से $Lu^{3+}$) की आयनिक त्रिज्या घटती है।
$La^{3+}$ $(Z=57)$ की त्रिज्या सबसे बड़ी है,जबकि लैंथेनाइड्स में $Lu^{3+}$ $(Z=71)$ की त्रिज्या सबसे छोटी है।
$Y^{3+}$ $(Z=39)$ एक $4d$ संक्रमण धातु आयन है और यह $4f$ लैंथेनाइड आयनों की तुलना में काफी छोटा होता है।
अतः,आयनिक त्रिज्या का सही क्रम $Y^{3+} < Lu^{3+} < Eu^{3+} < La^{3+}$ है।

(D) समूह $12$ के तत्वों का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $(n-1)d^{10} ns^2$ होता है।
जब ये तत्व $+2$ ऑक्सीकरण अवस्था वाले आयन बनाते हैं,तो वे $ns$ कक्षक से दो इलेक्ट्रॉन खो देते हैं।
अतः,$Zn^{2+}$,$Cd^{2+}$ और $Hg^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $(n-1)d^{10} ns^0$ हो जाता है,जो पूर्णतः भरे हुए $d$-उपकोश को दर्शाता है।

(B) $Fe^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^6$ है और $Fe^{3+}$ का $[Ar] 3d^5$ है।
$Fe^{3+}$ में,$d$-कक्षक ठीक आधा भरा हुआ $(d^5)$ होता है।
हुंड के नियम के अनुसार,आधे भरे हुए और पूरी तरह भरे हुए कक्षक अधिकतम विनिमय ऊर्जा और इलेक्ट्रॉनों के सममित वितरण के कारण अतिरिक्त स्थिरता रखते हैं।
इसलिए,$Fe^{3+}$,$Fe^{2+}$ से अधिक स्थिर है।

(C) $FeCl_3$ की $NH_3$ के साथ अभिक्रिया से $Fe(OH)_3$ प्राप्त होता है जो भूरा अवक्षेप है। अतः,$(A)$ का मिलान $(III)$ से होता है।
$AgCl$ की $NH_3$ के साथ अभिक्रिया से $[Ag(NH_3)_2]Cl$ प्राप्त होता है जो एक रंगहीन विलयन है। अतः,$(B)$ का मिलान $(IV)$ से होता है।
इसलिए,सही क्रम $(A-III, B-IV)$ है।

(C) पोटेशियम परमैंगनेट $(KMnO_4)$ का $513 \ K$ पर तापीय अपघटन निम्नलिखित अभिक्रिया द्वारा होता है:
$2KMnO_4 \xrightarrow{\Delta} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2 \uparrow$
उत्पादों में मैंगनीज की ऑक्सीकरण अवस्थाएं हैं:
$K_2MnO_4$: $Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+6$ है।
$MnO_2$: $Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ है।
उच्च ऑक्सीकरण अवस्था वाला उत्पाद $K_2MnO_4$ $(Mn^{+6})$ है।
$Mn^{+6}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^1 4s^0$ है।
चूंकि इसमें एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन है,इसलिए यह अनुचुंबकीय (paramagnetic) है।
$K_2MnO_4$ का रंग हरा होता है।
अतः,उच्च ऑक्सीकरण अवस्था $(Mn^{+6})$ वाला उत्पाद अनुचुंबकीय और हरा है।

(B) लैंथेनाइड संकुचन के कारण,आयनिक त्रिज्या $La^{3+}$ से $Lu^{3+}$ तक घटती है।
जैसे-जैसे आकार घटता है,धातु आयन की ध्रुवण क्षमता बढ़ती है,जिससे $M-OH$ बंध का सहसंयोजक गुण बढ़ जाता है। परिणामस्वरूप,क्षारीय सामर्थ्य $La(OH)_3$ से $Lu(OH)_3$ तक घटती है।
आयनन ऊर्जा में वृद्धि और आकार में कमी के कारण रासायनिक अभिक्रियाशीलता $La$ से $Lu$ तक घटती है।
लैंथेनाइड संकुचन के कारण $Zr$ और $Hf$ समान परमाणु त्रिज्या प्रदर्शित करते हैं,जिससे उनके रासायनिक गुण बहुत समान हो जाते हैं।
लैंथेनाइड्स का पृथक्करण कठिन है क्योंकि आयनिक त्रिज्या में बहुत कम परिवर्तन के कारण उनके रासायनिक गुण बहुत समान होते हैं।
इसलिए,कथन $A, B, C,$ और $D$ सही हैं।

(B) फैराडे के विद्युत अपघटन के प्रथम नियम के अनुसार,जमा हुए पदार्थ का द्रव्यमान $(W)$ सूत्र $W = \frac{E \times i \times t}{96500}$ द्वारा दिया जाता है।
यहाँ,$W = 0.96 \ g$,$i = 1.2 \ A$,और $t = 40 \ min = 40 \times 60 \ s = 2400 \ s$ है।
सूत्र में मान रखने पर:
$0.96 = \frac{E \times 1.2 \times 2400}{96500}$.
$E = \frac{0.96 \times 96500}{1.2 \times 2400}$.
$E = \frac{92640}{2880} = 32.16 \ g$ (लगभग $31.75 \ g$)।
अतः,कॉपर का तुल्यांकी भार $31.75 \ g$ है।

(C) अर्ध-सेल अभिक्रियाएं इस प्रकार हैं:
$(1)$ $Mn^{7+} + 5e^- \rightarrow Mn^{2+}$,$\Delta G^{\circ}_1 = -5FE^{\circ}_{Mn^{7+}/Mn^{2+}}$
$(2)$ $Mn^{4+} + 2e^- \rightarrow Mn^{2+}$,$\Delta G^{\circ}_2 = -2FE^{\circ}_{Mn^{4+}/Mn^{2+}}$
$(3)$ $Mn^{7+} + 3e^- \rightarrow Mn^{4+}$,$\Delta G^{\circ}_3 = -3FE^{\circ}_{Mn^{7+}/Mn^{4+}}$
चूंकि अभिक्रिया $(3)$ = $(1)$ - $(2)$,इसलिए $\Delta G^{\circ}_3 = \Delta G^{\circ}_1 - \Delta G^{\circ}_2$ होगा।
मान रखने पर: $-3FE^{\circ}_3 = -5F(1.51) - (-2F(1.23))$.
$3E^{\circ}_3 = 5(1.51) - 2(1.23) = 7.55 - 2.46 = 5.09$.
$E^{\circ}_3 = 5.09 / 3 = 1.696 \ V \approx 1.70 \ V$.

(C) फैराडे के विद्युत अपघटन के दूसरे नियम के अनुसार,जब विभिन्न विद्युत अपघट्यों से समान मात्रा में विद्युत प्रवाहित की जाती है,तो जमा हुए पदार्थों का द्रव्यमान उनके तुल्यांकी भार के समानुपाती होता है: $\frac{m_{Ag}}{m_{Au}} = \frac{E_{Ag}}{E_{Au}}$.
दिया गया है $m_{Ag} = 2.15 \ g$,$m_{Au} = 1.31 \ g$,और $E_{Ag} = \frac{107.9}{1} = 107.9$.
मान रखने पर: $\frac{2.15}{1.31} = \frac{107.9}{E_{Au}}$.
$E_{Au} = \frac{107.9 \times 1.31}{2.15} \approx 65.7$.
चूंकि $\text{तुल्यांकी भार} = \frac{\text{परमाणु द्रव्यमान}}{\text{संयोजकता}}$,इसलिए $\text{संयोजकता} = \frac{197}{65.7} \approx 3$.

(C) एनोड पर होने वाली रासायनिक अभिक्रिया:
$2H_2O(l) \rightarrow O_2(g) + 4H^+(aq) + 4e^-$
प्रवाहित कुल आवेश $Q = I \times t = 3 \ A \times (10 \times 60 \ s) = 1800 \ C$ है।
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$4 \ mol$ इलेक्ट्रॉन $1 \ mol$ $O_2$ गैस उत्पन्न करते हैं।
$4 \times 96500 \ C$ आवेश $STP$ पर $22.4 \ L$ $O_2$ उत्पन्न करता है।
अतः,$1800 \ C$ आवेश द्वारा उत्पन्न आयतन $V = \frac{22.4 \times 1800}{4 \times 96500} \approx 0.1045 \ L$ है।
निकटतम मान $0.1 \ L$ है।

(B) अभिक्रिया है: $Fe^{3+} + Ce^{3+} \rightarrow Fe^{2+} + Ce^{4+}$
यहाँ,$Fe^{3+}$ का $Fe^{2+}$ में अपचयन होता है (कैथोड) और $Ce^{3+}$ का $Ce^{4+}$ में ऑक्सीकरण होता है (एनोड)।
$E^{\circ}_{cell} = E^{\circ}_{cathode} - E^{\circ}_{anode}$
$E^{\circ}_{cell} = E^{\circ}_{Fe^{3+}/Fe^{2+}} - E^{\circ}_{Ce^{4+}/Ce^{3+}}$
$E^{\circ}_{cell} = 0.77 \ V - 1.6 \ V = -0.83 \ V$

(D) किसी पदार्थ के $1$ तुल्यांक के निक्षेपण के लिए आवश्यक विद्युत आवेश $1 \ Faraday$ के बराबर होता है।
फैराडे के विद्युत अपघटन के नियमों के अनुसार,किसी भी पदार्थ के $1$ तुल्यांक को जमा करने के लिए $1 \ mol$ इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है।
$1 \ mol$ इलेक्ट्रॉनों द्वारा वहन किया गया आवेश इस प्रकार है:
आवेश $= N_A \times e^-$
आवेश $= (6.022 \times 10^{23} \ mol^{-1}) \times (1.602 \times 10^{-19} \ C)$
आवेश $\approx 96500 \ C \ mol^{-1} = 1 \ Faraday$।
अतः,यह आवेश $1 \ mol$ इलेक्ट्रॉनों पर आवेश के बराबर है।

(B) एसिटिक एसिड $(CH_3COOH)$ एक दुर्बल विद्युत अपघट्य है।
दुर्बल विद्युत अपघट्यों के लिए,तनुकरण के साथ वियोजन की मात्रा बढ़ती है (सांद्रता में कमी)।
परिणामस्वरूप,जैसे-जैसे सांद्रता $(C)$ शून्य के करीब पहुंचती है,मोलर चालकता $(\lambda_{m})$ तेजी से बढ़ती है।
दुर्बल विद्युत अपघट्य के लिए $\lambda_{m}$ बनाम $\sqrt{C}$ का ग्राफ यह दर्शाता है कि जैसे-जैसे $\sqrt{C}$ घटता है,$\lambda_{m}$ में तीव्र वृद्धि होती है,और यह निश्चित सांद्रता पर y-अक्ष को नहीं काटता है।
ग्राफ $B$ इस व्यवहार को सही ढंग से दर्शाता है,जहाँ $\sqrt{C}$ के घटने पर $\lambda_{m}$ बढ़ता है।

(C) दिया गया यौगिक एक तृतीयक एमाइन है जिसमें एक नाइट्रोजन परमाणु एक बेंजीन वलय,एक मिथाइल समूह $(-CH_3)$ और एक एथिल समूह $(-CH_2CH_3)$ से जुड़ा है।
$N$-प्रतिस्थापित एमाइन के लिए $IUPAC$ नामकरण नियमों के अनुसार,मुख्य श्रृंखला बेंजीन वलय (बेन्जेनामाइन) है।
नाइट्रोजन परमाणु पर प्रतिस्थापियों को वर्णानुक्रम (alphabetical order) में सूचीबद्ध किया जाता है।
चूंकि 'एथिल' वर्णानुक्रम में 'मिथाइल' से पहले आता है,इसलिए नाम $N$-एथिल-$N$-मिथाइलबेन्जेनामाइन है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(C) $NaHCO_3$ एक मृदु क्षार है और केवल कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ से अधिक अम्लीय यौगिक ही इसके साथ अभिक्रिया करके $CO_2$ गैस मुक्त कर सकते हैं।
कार्बोक्सिलिक एसिड,फिनोल और एमाइन की तुलना में अधिक अम्लीय होते हैं।
यौगिक $(III)$ बेंजोइक एसिड है और यौगिक $(IV)$ $p$-नाइट्रोबेंजोइक एसिड है।
दोनों $(III)$ और $(IV)$ कार्बोक्सिलिक एसिड हैं और $NaHCO_3$ के साथ अभिक्रिया करने के लिए पर्याप्त प्रबल हैं।
यौगिक $(I)$ एक एमाइन-प्रतिस्थापित फिनोल है और यौगिक $(II)$ फिनोल है; दोनों $H_2CO_3$ से कम अम्लीय हैं और $NaHCO_3$ के साथ अभिक्रिया नहीं करते हैं।
अतः,केवल $(III)$ और $(IV)$ $NaHCO_3$ के साथ अभिक्रिया करते हैं।

(A) फिनोल की अम्लता उनके $pK_{a}$ मानों के व्युत्क्रमानुपाती होती है $(Acidity \propto \frac{1}{pK_{a}})$।
इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह (जैसे $-NO_{2}$) $-I$ और $-M$ प्रभावों के माध्यम से फिनोक्साइड आयन को स्थिर करके फिनोल की अम्लता को बढ़ाते हैं।
$1$. फिनोल $(A)$ में कोई इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह नहीं है,इसलिए यह सबसे कम अम्लीय है (सबसे अधिक $pK_{a}$)।
$2$. मेटा-नाइट्रोफिनोल $(C)$ केवल $-I$ प्रभाव प्रदर्शित करता है,जो इसे फिनोल से अधिक अम्लीय बनाता है लेकिन ऑर्थो और पैरा आइसोमर्स से कम अम्लीय है।
$3$. ऑर्थो-नाइट्रोफिनोल $(B)$ और पैरा-नाइट्रोफिनोल $(D)$ दोनों $-I$ और $-M$ प्रभाव प्रदर्शित करते हैं। पैरा-नाइट्रोफिनोल $(D)$ पैरा स्थिति पर $-NO_{2}$ समूह के मजबूत $-M$ प्रभाव के कारण सबसे अधिक अम्लीय है।
ऑर्थो-नाइट्रोफिनोल $(B)$ इंट्रा-मॉलिक्यूलर हाइड्रोजन बॉन्डिंग के कारण पैरा-नाइट्रोफिनोल $(D)$ से कम अम्लीय है,जो अविभाजित अणु को स्थिर करता है।
इस प्रकार,अम्लता का क्रम है: $D > B > C > A$।
चूंकि $pK_{a}$ अम्लता के व्युत्क्रमानुपाती होता है,इसलिए $pK_{a}$ का घटता क्रम है: $A > C > B > D$।

(D) कार्बोक्सिलिक एसिड की अम्लता उनके संयुग्मी बेस (conjugate base) की स्थिरता के सीधे आनुपातिक होती है,जो इलेक्ट्रॉन-विथड्रॉइंग समूह ($-I$ प्रभाव) द्वारा बढ़ जाती है।
$pK_a$,अम्लता के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
यौगिकों की तुलना:
$II. CF_3COOH$ (तीन अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक $F$ परमाणुओं के कारण सबसे प्रबल एसिड)
$I. CCl_3COOH$ (प्रबल एसिड,लेकिन $Cl$,$F$ से कम विद्युत ऋणात्मक है)
$III. NO_2CH_2COOH$ ($IV$ से अधिक प्रबल एसिड क्योंकि $-NO_2$,$-CN$ की तुलना में अधिक मजबूत इलेक्ट्रॉन-विथड्रॉइंग समूह है)
$IV. NCCH_2COOH$
अम्लता का क्रम: $II > I > III > IV$
चूंकि $pK_a = -\log(K_a)$,इसलिए $pK_a$ का क्रम अम्लता के क्रम का उल्टा है:
$pK_a$ का क्रम: $IV > III > I > II$
यह $(II) < (I) < (III) < (IV)$ के अनुरूप है।

(D) $SN_1$ अभिक्रिया की दर दर-निर्धारक चरण में बनने वाले कार्बोनियम आयन (कार्बोकेशन) की स्थिरता पर निर्भर करती है।
बनने वाले कार्बोकेशन हैं:
$I$. $CH_3CH_2CH_2CH_2^+$ (प्राथमिक)
$II$. $CH_3CH_2CH^+CH_3$ (द्वितीयक)
$III$. $(CH_3)_2CHCH_2^+$ (प्राथमिक,लेकिन शाखित)
$IV$. $(CH_3)_3C^+$ (तृतीयक)
तृतीयक कार्बोकेशन द्वितीयक से और द्वितीयक प्राथमिक कार्बोकेशन से अधिक स्थिर होते हैं।
प्राथमिक कार्बोकेशन के बीच,मिथाइल समूह के प्रेरणिक प्रभाव (inductive effect) के कारण $III$,$I$ से अधिक स्थिर है।
इसलिए,स्थिरता का क्रम $I < III < II < IV$ है।
अतः,$SN_1$ अभिक्रिया की अभिक्रियाशीलता का क्रम $I < III < II < IV$ है।

(B) अभिक्रिया $1$: सोडियम $t-butoxide$ $((CH_3)_3CONa)$ एक प्रबल क्षार और भारी नाभिकरागी (nucleophile) है। यह $S_N2$ क्रियाविधि के माध्यम से मिथाइल ब्रोमाइड $(CH_3Br)$ के साथ अभिक्रिया करके मुख्य उत्पाद $(P)$ के रूप में $t-butyl$ मिथाइल ईथर $(CH_3-O-C(CH_3)_3)$ बनाता है।
अभिक्रिया $2$: सोडियम मेथॉक्साइड $(CH_3ONa)$ एक प्रबल क्षार है। जब यह $t-butyl$ ब्रोमाइड $((CH_3)_3CBr)$ जैसे टर्शियरी सबस्ट्रेट के साथ अभिक्रिया करता है,तो त्रिविम बाधा (steric hindrance) के कारण $S_N2$ प्रतिस्थापन नहीं हो पाता है। इसके बजाय,$E2$ विलोपन अभिक्रिया होती है,जिससे मुख्य उत्पाद $(Q)$ के रूप में $2-methylpropene$ $((CH_3)_2C=CH_2)$ प्राप्त होता 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।

(A) अभिक्रिया $(A)$: $CH_3CH_2CH_2I$ एक प्राथमिक एल्काइल हैलाइड है। जलीय $KOH$ (एक प्रबल न्यूक्लियोफाइल) की उपस्थिति में,यह प्रोपेन$-1-$ऑल बनाने के लिए द्वि-आण्विक न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन $(S_N2)$ अभिक्रिया से गुजरता है।
अभिक्रिया $(B)$: $(CH_3)_3CCl$ एक तृतीयक एल्काइल हैलाइड है। पानी (ध्रुवीय प्रोटिक विलायक) की उपस्थिति में,यह टर्ट-ब्यूटाइल अल्कोहल बनाने के लिए एक-आण्विक न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन $(S_N1)$ अभिक्रिया से गुजरता है।
अतः,सही मिलान $A-III$ और $B-I$ है।

(A) एल्किल हैलाइड की $Zn$ और तनु $HCl$ के साथ अभिक्रिया एक अपचयन (reduction) अभिक्रिया है।
इस अभिक्रिया में,हैलोजन परमाणु को हाइड्रोजन परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है,जिससे संगत एल्केन प्राप्त होता है।
रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$(CH_3)_2CH-CH_2-CH_2Cl + [H] \xrightarrow{Zn/dil.HCl} (CH_3)_2CH-CH_2-CH_3 + HCl$
यहाँ,$1-$क्लोरो$-3-$मिथाइल ब्यूटेन का अपचयन होकर $2-$मिथाइल ब्यूटेन प्राप्त होता 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।

(A) दी गई अभिक्रिया $Wolff-Kishner$ अपचयन का एक उदाहरण है।
इस अभिक्रिया में कार्बोनिल समूह $(C=O)$ का मेथिलीन समूह $(CH_2)$ में अपचयन शामिल है।
सबसे पहले,कीटोन हाइड्राज़ीन $(NH_2NH_2)$ के साथ अभिक्रिया करके एक हाइड्राज़ोन मध्यवर्ती बनाता है।
फिर,$KOH$ जैसे प्रबल क्षार और एथिलीन ग्लाइकॉल जैसे उच्च क्वथनांक वाले विलायक की उपस्थिति में,हाइड्राज़ोन का क्षार-उत्प्रेरित अपघटन होता है,जिससे नाइट्रोजन गैस $(N_2)$ निकलती है और संगत एल्केन बनता है।
इस विशिष्ट मामले में,$3,3-$डाइमिथाइलसाइक्लोपेंटेनोन का अपचयन होकर $3,3-$डाइमिथाइलसाइक्लोपेंटेन प्राप्त होता है।

(A) $1$. प्रोपीन पेरोक्साइड की उपस्थिति में $HBr$ के साथ एंटी-मार्कोवनिकोव योग अभिक्रिया करके $1-$ब्रोमोप्रोपेन बनाता है: $CH_3-CH=CH_2 + HBr \xrightarrow{\text{peroxide}} CH_3-CH_2-CH_2Br$.
$2$. $1-$ब्रोमोप्रोपेन शुष्क ईथर की उपस्थिति में $Mg$ के साथ अभिक्रिया करके ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक,प्रोपाइलमैग्नीशियम ब्रोमाइड बनाता है: $CH_3-CH_2-CH_2Br + Mg \xrightarrow{\text{dry ether}} CH_3-CH_2-CH_2MgBr$.
$3$. प्रोपेनल $(CH_3-CH_2-CHO)$ प्रोपाइलमैग्नीशियम ब्रोमाइड के साथ न्यूक्लियोफिलिक योग अभिक्रिया और उसके बाद जल-अपघटन द्वारा हेक्सेन$-3-$ऑल बनाता है: $CH_3-CH_2-CHO + CH_3-CH_2-CH_2MgBr \rightarrow CH_3-CH_2-CH(OH)-CH_2-CH_2-CH_3$.
$4$. हेक्सेन$-3-$ऑल का $CrO_3$ द्वारा ऑक्सीकरण करने पर हेक्सेन$-3-$ओन प्राप्त होता है: $CH_3-CH_2-CH(OH)-CH_2-CH_2-CH_3 \xrightarrow{CrO_3} CH_3-CH_2-CO-CH_2-CH_2-CH_3$.

(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 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) जब एल्युमिनियम क्लोराइड $(AlCl_3)$ को पानी में घोला जाता है,तो यह जलयोजन (hydration) के माध्यम से अष्टफलकीय संकुल आयन $[Al(H_2O)_6]^{3+}$ बनाता है और क्लोराइड आयन $(Cl^-)$ मुक्त करता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $AlCl_3 + 6H_2O \rightarrow [Al(H_2O)_6]^{3+} + 3Cl^-$.
इस संकुल में,$Al^{3+}$ आयन छह पानी के अणुओं से जुड़ा होता है और $Al$ का संकरण $sp^3d^2$ होता है।

(A) उत्कृष्ट गैसें (noble gases) एकपरमाणुक होती हैं और अपने संबंधित आवर्तों में सबसे बड़ी परमाणु त्रिज्या रखती हैं।
उत्कृष्ट गैसों का परमाणु आकार समूह में $He$ से $Rn$ तक जाने पर नई कोशों के जुड़ने के कारण बढ़ता है।
उत्कृष्ट गैसों में,$He$ का परमाणु आकार सबसे छोटा होता है।
अपने अत्यंत छोटे आकार के कारण,$He$ परमाणु सिलिका ग्लास के छिद्रों से आसानी से विसरित हो सकते हैं।
उत्कृष्ट गैसों की परमाणु त्रिज्या को वान डर वाल्स त्रिज्या कहा जाता है।

(C) $(A)\ NO_2^-(aq) + NH_4^+(s) \xrightarrow{\Delta} N_{2(g)} + 2H_2O$. इस अभिक्रिया में $N_2$ गैस मुक्त होती है।
$(B)\ CO(NH_2)_{2(s)} + 2HNO_{2(l)} \longrightarrow 2N_{2(g)} + CO_2 + 3H_2O$. इस अभिक्रिया में $N_2$ गैस मुक्त होती है।
$(C)\ 2NH_{3(g)} + 3NaOCl_{(aq)} \xrightarrow{\text{gelatine}} N_2H_4 + 3NaCl + H_2O$. इस अभिक्रिया में हाइड्राजीन $(N_2H_4)$ बनता है और $N_2$ गैस मुक्त नहीं होती है।
$(D)\ (NH_4)_2Cr_2O_{7(s)} \xrightarrow{\Delta} Cr_2O_3 + N_{2(g)} + 4H_2O$. इस अभिक्रिया में $N_2$ गैस मुक्त होती है।

(D) अभिक्रिया $(A): NH_4 NO_3 \xrightarrow{\Delta} N_2 O + 2 H_2 O$. $N_2 O$ प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) है।
अभिक्रिया $(B): 2 NaNO_2 + H_2 SO_4 \rightarrow Na_2 SO_4 + H_2 O + NO_2 + NO$. ($NO$ और $NO_2$ दोनों अनुचुंबकीय हैं)।
अभिक्रिया $(C): 2 Pb(NO_3)_2 \xrightarrow{673 \ K} 2 PbO + 4 NO_2 + O_2$. $NO_2$ और $O_2$ अनुचुंबकीय हैं।
अनुचुंबकीय गैसीय उत्पाद $NO$,$NO_2$ और $O_2$ हैं।
कुल संख्या $3$ है।

(B) वर्णित अभिक्रिया ब्राउन रिंग टेस्ट है,जिसका उपयोग घोल में नाइट्रेट आयनों $(NO_3^-)$ की उपस्थिति का पता लगाने के लिए किया जाता है।
जब नाइट्रेट आयनों वाले घोल में तनु $FeSO_4$ मिलाया जाता है,और उसके बाद सांद्र $H_2SO_4$ को सावधानीपूर्वक मिलाया जाता है,तो निम्नलिखित अभिक्रिया होती है:
$2NO_3^- + 3Fe^{2+} + 4H^+ \rightarrow 2NO + 3Fe^{3+} + 2H_2O$
"in situ" बनने वाला नाइट्रोजन ऑक्साइड नाइट्रिक ऑक्साइड $(NO)$ है।
यह $NO$ फिर जलयोजित फेरस सल्फेट कॉम्प्लेक्स के साथ अभिक्रिया करके भूरे रंग का कॉम्प्लेक्स $[Fe(H_2O)_5(NO)]SO_4$ बनाता है।

(A) $N_2$ और $O_2$ के बीच की अभिक्रिया अत्यधिक ऊष्माशोषी होती है और इसे आगे बढ़ने के लिए बहुत उच्च तापमान की आवश्यकता होती है।
यह अभिक्रिया बर्कलैंड-आइड (Birkeland-Eyde) प्रक्रिया का हिस्सा है,जो $N_2$ और $O_2$ से $NO$ के निर्माण को सुविधाजनक बनाने के लिए $3000 \ K$ से अधिक तापमान प्रदान करने हेतु इलेक्ट्रिक आर्क भट्टी का उपयोग करती है।

(A) फास्फोरस अम्ल $(H_3PO_3)$ में दो $P-OH$ बंध होते हैं,जो इसे द्विभास्मिक (dibasic) अम्ल बनाते हैं।
फास्फोरिक अम्ल $(H_3PO_4)$ में तीन $P-OH$ बंध होते हैं,जो इसे त्रिभास्मिक (tribasic) अम्ल बनाते हैं।
अतः,वे क्रमशः द्विभास्मिक और त्रिभास्मिक अम्ल हैं।