WBJEE 2018 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Gujarati

(B) એસિડ વર્ષા મુખ્યત્વે વાતાવરણમાં સલ્ફર અને નાઇટ્રોજનના ઓક્સાઇડની હાજરીને કારણે થાય છે.
તેમાં,સલ્ફરના ઓક્સાઇડ ($SO_2$ અને $SO_3$) મુખ્ય ફાળો આપે છે,જે એસિડિટીના આશરે $60-70\%$ માટે જવાબદાર છે.
આ ઓક્સાઇડ વાતાવરણીય પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ બનાવે છે,જે એસિડ વર્ષામાં સૌથી વધુ પ્રમાણમાં જોવા મળતો એસિડ છે.

(D) $NBS$ $(N-bromosuccinimide)$ મુક્ત મુલક પ્રક્રિયા દ્વારા એલાઈલિક બ્રોમિનેશન કરે છે.
$but-1-ene$ $(CH_3-CH_2-CH=CH_2)$ માટે,એલાઈલિક હાઈડ્રોજન $C-3$ સ્થાન પર છે.
આ હાઈડ્રોજન દૂર થવાથી એલાઈલિક મુક્ત મુલક બને છે: $CH_3-\dot{C}H-CH=CH_2 \leftrightarrow CH_3-CH=CH-\dot{C}H_2$.
આ રેઝોનન્સ-સ્થાયી મુક્ત મુલકની $Br \cdot$ સાથેની પ્રક્રિયાથી બે બંધારણીય સમઘટકો મળે છે:
$1$. $3-bromobut-1-ene$ $(CH_3-CH(Br)-CH=CH_2)$,જેમાં કાઈરલ કેન્દ્ર હોવાથી તે બે પ્રતિબિંબીત સમઘટકો ($d$ અને $l$) તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
$2$. $1-bromobut-2-ene$ $(CH_3-CH=CH-CH_2Br)$,જે ભૌમિતિક સમઘટકતા ($cis$ અને $trans$) દર્શાવે છે.
તેથી,કુલ સંભવિત ઓર્ગેનોબ્રોમિન સંયોજનોની સંખ્યા $2$ (પ્રતિબિંબીત) $2$ (ભૌમિતિક) = $4$ છે.

(A) આપેલ પ્રતિક્રિયા ક્રમ:
$1$. $[P]$ એ ઈથીન $(CH_{2}=CH_{2})$ છે. $Br_{2}$ સાથેની પ્રતિક્રિયા $1,2-\text{ડાયબ્રોમોઈથેન}$ $(CH_{2}Br-CH_{2}Br)$ આપે છે.
$2$. $1,2-\text{ડાયબ્રોમોઈથેન}$ $NaNH_{2}/NH_{3}$ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ઈથાઈન $(HC \equiv CH)$ $[Q]$ તરીકે આપે છે.
$3$. ઈથાઈન $[Q]$ $20 \% H_{2}SO_{4}$ અને $Hg^{2+}$ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ઈથેનાલ $(CH_{3}CHO)$ $[R]$ તરીકે આપે છે.
$4$. ઈથેનાલ $[R]$ ક્લેમેન્સન રિડક્શન $(Zn-Hg/HCl)$ દ્વારા ઈથેન $(CH_{3}CH_{3})$ $[S]$ તરીકે આપે છે.
આમ,$[P]$ = ઈથીન,$[Q]$ = ઈથાઈન,$[R]$ = ઈથેનાલ,$[S]$ = ઈથેન.

(B, C) પેરોક્સાઇડ આયન $(O_{2}^{2-})$ માટે સાચા વિધાનો એ છે કે તે ડાયમેગ્નેટિક છે અને તેનો બોન્ડ ઓર્ડર $1$ છે.
$O_{2}^{2-}$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી: $\sigma 1s^{2}, \sigma^{*} 1s^{2}, \sigma 2s^{2}, \sigma^{*} 2s^{2}, \sigma 2p_{z}^{2}, (\pi 2p_{x}^{2} = \pi 2p_{y}^{2}), (\pi^{*} 2p_{x}^{2} = \pi^{*} 2p_{y}^{2})$ છે.
બોન્ડ ઓર્ડર $= \frac{1}{2} (\text{બોન્ડિંગ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા} - \text{એન્ટિ-બોન્ડિંગ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા})$.
$BO = \frac{10 - 8}{2} = \frac{2}{2} = 1$.
અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $0$ હોવાથી,$O_{2}^{2-}$ પ્રકૃતિમાં ડાયમેગ્નેટિક છે.

(C) હાઇડ્રોજન બંધની મજબૂતી તેમાં સામેલ પરમાણુઓની વિદ્યુતઋણતા પર આધાર રાખે છે. હાઇડ્રોજન પરમાણુ અને તેની સાથે જોડાયેલા પરમાણુ વચ્ચેની વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત જેટલો વધારે,તેટલો હાઇડ્રોજન બંધ વધુ મજબૂત હશે.
ફ્લોરિન $(F)$ એ આવર્ત કોષ્ટકમાં સૌથી વધુ વિદ્યુતઋણ તત્વ છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાં $F-H...F$ બંધ સૌથી મજબૂત છે કારણ કે ઓક્સિજન $(O)$ અને સલ્ફર $(S)$ ની સરખામણીમાં ફ્લોરિનની વિદ્યુતઋણતા સૌથી વધુ છે.
વિદ્યુતઋણતાનો ક્રમ $F > O > S$ છે.

(B) લક્ષ્ય પ્રક્રિયા $2 \text{ mol } NH_{3}$ નું $NO$ માં ઓક્સિડેશન છે:
$2 NH_{3} + \frac{5}{2} O_{2} \rightleftharpoons 2 NO + 3 H_{2} O$
આપેલ સમીકરણો:
$(i) N_{2} + 3 H_{2} \rightleftharpoons 2 NH_{3} ; K_{1}$
$(ii) N_{2} + O_{2} \rightleftharpoons 2 NO ; K_{2}$
$(iii) H_{2} + \frac{1}{2} O_{2} \rightleftharpoons H_{2} O ; K_{3}$
લક્ષ્ય પ્રક્રિયા મેળવવા માટે:
$1$. સમીકરણ $(i)$ ને ઉલટાવો: $2 NH_{3} \rightleftharpoons N_{2} + 3 H_{2} ; K' = \frac{1}{K_{1}}$
$2$. સમીકરણ $(ii)$ ને એમ જ રાખો: $N_{2} + O_{2} \rightleftharpoons 2 NO ; K_{2}$
$3$. સમીકરણ $(iii)$ ને $3$ વડે ગુણો: $3 H_{2} + \frac{3}{2} O_{2} \rightleftharpoons 3 H_{2} O ; K'' = K_{3}^{3}$
આ ત્રણેય સમીકરણોનો સરવાળો કરતા:
$2 NH_{3} + \frac{5}{2} O_{2} \rightleftharpoons 2 NO + 3 H_{2} O$
સંતુલન અચળાંક $K = K' \cdot K_{2} \cdot K'' = K_{2} \cdot \frac{K_{3}^{3}}{K_{1}}$

(B) 'એસિડ વર્ષા' માં $H_{2}SO_{4}$ (સલ્ફ્યુરિક એસિડ) સૌથી વધુ પ્રમાણમાં હોય છે.
ઉદ્યોગો,વાહનો અને થર્મલ પાવર પ્લાન્ટમાંથી વાતાવરણમાં મુક્ત થતા નાઇટ્રોજન અને સલ્ફરના ઓક્સાઇડ એ એસિડ વર્ષાના મુખ્ય સ્ત્રોત છે.
આ ઓક્સાઇડનું ઓક્સિડેશન અને ત્યારબાદ જળવિભાજન થવાથી સલ્ફ્યુરિક એસિડ અને નાઇટ્રિક એસિડ બને છે,જે $HCl$ સાથે મળીને વરસાદની એસિડિટી માટે જવાબદાર છે.
ઓક્સિડેશનની પ્રક્રિયા પ્રદૂષિત વાતાવરણમાં રહેલા રજકણો દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે.
$2SO_{2(g)} + O_{2(g)} + 2H_{2}O_{(l)} \longrightarrow 2H_{2}SO_{4(aq)}$
$4NO_{2(g)} + O_{2(g)} + 2H_{2}O_{(l)} \longrightarrow 4HNO_{3(aq)}$

(B) આ પ્રક્રિયા હાઇડ્રોબોરેશન-ઓક્સિડેશન છે,જે દ્વિબંધ પર પાણીના એન્ટી-માર્કોવનીકોવ ઉમેરણને અનુસરે છે.
$2-butanol$ $(CH_{3}CH(OH)CH_{2}CH_{3})$ મેળવવા માટે,પ્રારંભિક આલ્કીન $1-butene$ અથવા $2-butene$ હોવું જોઈએ.
$1-butene$ માટે: $H_{2}O$ નું એન્ટી-માર્કોવનીકોવ ઉમેરણ $1-butanol$ આપે છે.
$2-butene$ ($cis$ અથવા $trans$) માટે: $H_{2}O$ નું એન્ટી-માર્કોવનીકોવ ઉમેરણ $2-butanol$ આપે છે કારણ કે દ્વિબંધના બંને કાર્બન સમાન છે.
આમ,માત્ર $2-butene$ (બંને $cis$ અને $trans$ સમઘટકો) $2-butanol$ નીપજ તરીકે આપે છે.
તેથી,આવા આલ્કીનની સંખ્યા $2$ છે.

(A) આલ્કીનની $Br_2$ સાથેની પ્રક્રિયા ચક્રીય બ્રોમોનિયમ આયન મધ્યવર્તી દ્વારા થાય છે. ત્યારબાદ $Br^-$ આયન બ્રોમોનિયમ આયન પર બ્રિજ્ડ બ્રોમીન પરમાણુની વિરુદ્ધ બાજુથી હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે એન્ટી-એડિશન (anti-addition) થાય છે. આપેલ આલ્કીન,$CH_3-CH=CH-C_2H_5$ (પેન્ટ$-2-$ઈન) માટે,$Br_2$ નું એન્ટી-એડિશન મુખ્ય નીપજ તરીકે એનાન્શિયોમર્સની જોડી બનાવે છે.

(D) $CH_{3}C \equiv CMgBr$ એ ટર્મિનલ આલ્કાઈનમાંથી મેળવેલ ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક છે.
તે પ્રોપાઈન $(CH_{3}C \equiv CH)$ અને મિથાઈલ મેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ $(CH_{3}MgBr)$ વચ્ચેની એસિડ-બેઝ પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવી શકાય છે.
આલ્કાઈનનો ટર્મિનલ હાઈડ્રોજન એસિડિક હોય છે અને તે બેઝિક ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક સાથે પ્રક્રિયા કરીને આલ્કાઈનિલ મેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ અને મિથેન વાયુ બનાવે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$CH_{3}C \equiv CH + CH_{3}MgBr \longrightarrow CH_{3}C \equiv CMgBr + CH_{4}$

(B) બેઝિક,ઉભયગુણી અને એસિડિકના યોગ્ય ક્રમમાં ગોઠવાયેલ ઓક્સાઇડનો સાચો સમૂહ $BaO, Al_{2}O_{3}, SO_{2}$ છે.
$BaO$ એ આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુનો ઓક્સાઇડ છે,જે પ્રબળ બેઝિક છે.
$Al_{2}O_{3}$ એ જાણીતો ઉભયગુણી ઓક્સાઇડ છે,જે એસિડ અને બેઝ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
$SO_{2}$ એ અધાતુનો ઓક્સાઇડ છે,જે સ્વભાવે એસિડિક છે.

(D) $CCl_{4}$ ની તુલનામાં $SiCl_{4}$ સરળતાથી જળવિભાજન પામે છે તેનું મુખ્ય કારણ એ છે કે સિલિકોન $(Si)$ પાસે ખાલી $3d$-કક્ષકો હોય છે,જે તેને તેનો સવર્ગ આંક ચારથી વધારવાની મંજૂરી આપે છે.
પાણીના અણુઓ $SiCl_{4}$ માં રહેલા $Si$ પરમાણુની ખાલી $d$-કક્ષકો સાથે સવર્ગ બંધ બનાવી શકે છે,જે જળવિભાજનની પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે.
તેનાથી વિપરીત,કાર્બન $(C)$ પાસે $d$-કક્ષકો હોતી નથી અને તે તેનો સવર્ગ આંક ચારથી વધારી શકતું નથી,તેથી $CCl_{4}$ પાણી દ્વારા જળવિભાજન પામતું નથી.

(D) આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓના કાર્બોનેટની ઉષ્મીય સ્થિરતા સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં વધે છે કારણ કે ધાતુનું વિદ્યુત-ધન લક્ષણ વધે છે.
ઉષ્મીય સ્થિરતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $BeCO_3 < MgCO_3 < CaCO_3 < SrCO_3 < BaCO_3$
$BeCO_3$ સૌથી ઓછું ઉષ્મીય રીતે સ્થાયી છે કારણ કે $Be^{2+}$ આયનનું કદ નાનું હોવાથી તે કાર્બોનેટ આયનનું વધુ ધ્રુવીભવન કરે છે,જે તેને અસ્થિર બનાવે છે.
તે એટલું અસ્થિર છે કે તેને વિઘટન અટકાવવા માટે $CO_2$ ના વાતાવરણમાં રાખવું પડે છે: $BeCO_3 \rightarrow BeO + CO_2$.

(D) ધારો કે ઇથેન $(C_2H_6)$ અને હાઇડ્રોજન $(H_2)$ બંનેનું વજન $W \ g$ છે.
$C_2H_6$ ના મોલની સંખ્યા $(n_{C_2H_6})$ = $\frac{W}{30}$.
$H_2$ ના મોલની સંખ્યા $(n_{H_2})$ = $\frac{W}{2}$.
ડાલ્ટનના આંશિક દબાણના નિયમ મુજબ, વાયુ દ્વારા લાગતા કુલ દબાણનો અંશ તેના મોલ અંશ $(\chi)$ જેટલો હોય છે.
$\chi_{H_2} = \frac{n_{H_2}}{n_{H_2} + n_{C_2H_6}} = \frac{\frac{W}{2}}{\frac{W}{2} + \frac{W}{30}}$.
$\chi_{H_2} = \frac{\frac{W}{2}}{\frac{15W + W}{30}} = \frac{W}{2} \times \frac{30}{16W} = \frac{15}{16}$.
આમ, હાઇડ્રોજન દ્વારા લાગતા કુલ દબાણનો અંશ $\frac{15}{16}$ અથવા $15: 16$ છે.

(D) એક ઇલેક્ટ્રોનનું દળ = $9.108 \times 10^{-31} \ kg$.
$1 \ mole$ માં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = $6.023 \times 10^{23}$.
$1 \ mole$ ઇલેક્ટ્રોનનું દળ = $(9.108 \times 10^{-31}) \times (6.023 \times 10^{23}) \ kg = 9.108 \times 6.023 \times 10^{-8} \ kg$.
$1 \ kg$ વજન ધરાવતા મોલની સંખ્યા = $\frac{1}{9.108 \times 6.023 \times 10^{-8}} = \frac{1}{9.108 \times 6.023} \times 10^8 \ moles$.

(B) ડ્યુલોંગ-પેટિટના નિયમ મુજબ,ધાતુનું આશરે પરમાણ્વીય દળ $\approx \frac{6.4}{\text{Specific heat}} = \frac{6.4}{0.16} = 40 \ g \ mol^{-1}$ છે.
ધાતુના ક્લોરાઇડમાં,ક્લોરિનની ટકાવારી $65\%$ છે,તેથી ધાતુ $M$ ની ટકાવારી $35\%$ છે.
ધાતુનું તુલ્ય વજન $\frac{\text{Mass of metal}}{\text{Mass of chlorine}} \times 35.5 = \frac{35}{65} \times 35.5 \approx 19.11$ છે.
સંયોજકતા $n = \frac{\text{Approximate atomic mass}}{\text{Equivalent weight}} = \frac{40}{19.11} \approx 2.09 \approx 2$ છે.
આમ,ધાતુના ક્લોરાઇડનું અણુસૂત્ર $MCl_2$ છે.

(C) $n$ ના આપેલ મૂલ્ય માટે,એઝિમુથલ ક્વોન્ટમ આંક $l$ ના મૂલ્યો $0$ થી $n-1$ સુધી હોઈ શકે છે.
$l$ ના આપેલ મૂલ્ય માટે,ચુંબકીય ક્વોન્ટમ આંક $m$ ના મૂલ્યો $-l$ થી $+l$ સુધી (શૂન્ય સહિત) હોઈ શકે છે.
વિકલ્પ $C$ માં,$n=2$ અને $l=0$ છે.
$l=0$ માટે,$m$ નું એકમાત્ર શક્ય મૂલ્ય $0$ છે.
તેથી,$l=0$ માટે $m=-1$ શક્ય નથી.

(B) $Ni$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $28$ છે.
તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^8$ છે.
$3d$ પેટાકોષમાં $8$ ઇલેક્ટ્રોન છે.
હુંડના નિયમ મુજબ,આ $8$ ઇલેક્ટ્રોન $5$ $d$-કક્ષકોમાં નીચે મુજબ ગોઠવાય છે:
પ્રથમ $5$ ઇલેક્ટ્રોન એકલા ભરાય છે અને બાકીના $3$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત થાય છે.
આના પરિણામે $3$ યુગ્મિત કક્ષકો અને $2$ અયુગ્મિત (એકલા) ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતી કક્ષકો મળે છે.
તેથી,$Ni$ માં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $2$ છે.

(A, C, D) વિસ્તૃત ગુણધર્મો તે છે જેમના મૂલ્યો સિસ્ટમમાં હાજર પદાર્થના જથ્થા અથવા કદ પર આધાર રાખે છે.
$H$ (એન્થાલ્પી),$E$ (આંતરિક ઉર્જા),અને $V$ (કદ) એ બધા વિસ્તૃત ગુણધર્મો છે કારણ કે તે પદાર્થના જથ્થા સાથે બદલાય છે.
$p$ (દબાણ) એ તીવ્ર (intensive) ગુણધર્મ છે કારણ કે તે પદાર્થના જથ્થાથી સ્વતંત્ર છે.
તેથી,$H$,$E$,અને $V$ એ વિસ્તૃત ચલ છે.

(A) પ્રતિવર્તી એડિબેટિક પ્રક્રિયા માટે,દબાણ $(P)$ અને તાપમાન $(T)$ વચ્ચેનો સંબંધ $P^{1-\gamma} T^\gamma = \text{constant}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આને $P \propto T^{\frac{\gamma}{\gamma-1}}$ તરીકે ફરીથી લખી શકાય છે.
આપેલ છે: $P \propto T^3$.
તેથી,$\frac{\gamma}{\gamma-1} = 3$.
$\gamma = 3\gamma - 3$.
$2\gamma = 3$.
$\gamma = \frac{3}{2}$.
કારણ કે $\gamma = \frac{C_p}{C_V}$,તેથી ગુણોત્તર $\frac{3}{2}$ છે.

(A) પ્રબળ એસિડ અને પ્રબળ બેઇઝ વચ્ચેની તટસ્થીકરણ ઉષ્મા એટલે $1 \ mole$ $H^+$ આયનો અને $1 \ mole$ $OH^-$ આયનો વચ્ચે પ્રક્રિયા થઈને $1 \ mole$ $H_2O$ બને ત્યારે મુક્ત થતી ઉષ્મા,જે $13.7 \ kcal$ છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$HCl + NaOH \longrightarrow NaCl + H_2O; \Delta H = -13.7 \ kcal \text{ (પ્રતિ મોલ } H_2O \text{ માટે)}$.
આપેલ જથ્થો:
$HCl = 0.6 \ mole$
$NaOH = 0.25 \ mole$
અહીં $NaOH$ એ સીમિત પ્રક્રિયક (limiting reagent) છે,તેથી બનતા $H_2O$ નો જથ્થો $NaOH$ ના જથ્થા પર આધારિત છે,જે $0.25 \ mole$ છે.
મુક્ત થતી ઉષ્મા $= \text{તટસ્થીકરણ ઉષ્મા} \times H_2O \text{ ના મોલ}$
મુક્ત થતી ઉષ્મા $= 13.7 \ kcal/mole \times 0.25 \ mole = 3.425 \ kcal$.

(C) આપેલ છે કે $\int f(x) \sin x \cos x \, dx = \frac{1}{2(b^2 - a^2)} \log f(x) + c$.
બંને બાજુ $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$f(x) \sin x \cos x = \frac{1}{2(b^2 - a^2)} \cdot \frac{f'(x)}{f(x)}$.
$\sin x \cos x = \frac{\sin 2x}{2}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$f(x) \cdot \frac{\sin 2x}{2} = \frac{1}{2(b^2 - a^2)} \cdot \frac{f'(x)}{f(x)}$.
બંને બાજુ $2$ વડે ગુણતા:
$f(x) \sin 2x = \frac{1}{b^2 - a^2} \cdot \frac{f'(x)}{f(x)}$.
પદોને ગોઠવતા:
$(b^2 - a^2) \sin 2x \, dx = \frac{f'(x)}{(f(x))^2} \, dx$.
બંને બાજુ સંકલન કરતા:
$(b^2 - a^2) \int \sin 2x \, dx = \int (f(x))^{-2} f'(x) \, dx$.
$(b^2 - a^2) \left( -\frac{\cos 2x}{2} \right) = -\frac{1}{f(x)} + C_1$.
અચળાંક $C_1 = 0$ લેતા:
$\frac{(b^2 - a^2) \cos 2x}{2} = \frac{1}{f(x)}$.
તેથી,$f(x) = \frac{2}{(b^2 - a^2) \cos 2x}$.

(B) આપેલ રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓનો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$C_{4}H_{10}O$ $\xrightarrow{K_{2}Cr_{2}O_{7} / H_{2}SO_{4}} C_{4}H_{8}O$ $\xrightarrow{I_{2} / NaOH, \text{Warm}} CHI_{3}$
$(N)$
પગલું $1$: સંયોજન $N$ નું $K_{2}Cr_{2}O_{7} / H_{2}SO_{4}$ દ્વારા કીટોન $(C_{4}H_{8}O)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે. આ સૂચવે છે કે $N$ એ દ્વિતીયક આલ્કોહોલ છે.
પગલું $2$: બનેલ કીટોન $I_{2} / NaOH$ સાથે આયોડોફોર્મ પ્રક્રિયા આપે છે અને આયોડોફોર્મ $(CHI_{3})$ બનાવે છે. આ પુષ્ટિ કરે છે કે કીટોનમાં કાર્બોનિલ કાર્બન સાથે એક મિથાઈલ જૂથ જોડાયેલું હોવું જોઈએ (એટલે કે તે મિથાઈલ કીટોન છે).
બ્યુટેન-$2$-ઓલ $(CH_{3}CH(OH)CH_{2}CH_{3})$ એ દ્વિતીયક આલ્કોહોલ છે. ઓક્સિડેશન પર,તે બ્યુટેન-$2$-ઓન $(CH_{3}COCH_{2}CH_{3})$ આપે છે,જે મિથાઈલ કીટોન છે અને આયોડોફોર્મ કસોટી આપે છે.
તેથી,$N$ એ બ્યુટેન-$2$-ઓલ છે.

(B) મેથોક્સિબેન્ઝિન (એનિસોલ) ની $HI$ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી ફિનોલ અને મિથાઈલ આયોડાઈડ મળે છે.
આ પ્રક્રિયા એટલા માટે થાય છે કારણ કે $C_{aryl}-O$ બંધ એ $C_{alkyl}-O$ બંધ કરતા વધુ મજબૂત હોય છે.
ફિનાઈલ જૂથનો કાર્બન $sp^{2}$-સંકરિત હોય છે,જે $C_{aryl}-O$ બંધને આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા આપે છે,જેનાથી તે તૂટવા સામે પ્રતિરોધક બને છે.
પરિણામે,ન્યુક્લિયોફિલિક આયોડાઈડ આયન ઓછા અવરોધ ધરાવતા મિથાઈલ જૂથ પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે ફિનોલ અને મિથાઈલ આયોડાઈડ $(CH_3I)$ બને છે.

(A) આપેલ કાર્બોનિલ સંયોજનોની ઇથાઇલમેગ્નેશિયમ આયોડાઇડ સાથેની ન્યુક્લિયોફિલિક યોગશીલ પ્રતિક્રિયા માટે પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો સાચો ક્રમ $I > III > II > IV$ છે.
આ ક્રમ બે મુખ્ય પરિબળો દ્વારા સમજાવી શકાય છે:
$(i)$ ઇન્ડક્ટિવ અસર: આલ્કાઇલ જૂથો ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત કરનારા હોય છે. જેમ કાર્બોનિલ કાર્બન સાથે જોડાયેલા આલ્કાઇલ જૂથોની સંખ્યા વધે છે,તેમ કાર્બોનિલ કાર્બન પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધે છે,જે તેની ઇલેક્ટ્રોફિલીસીટી ઘટાડે છે અને આમ ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલા પ્રત્યે પ્રતિક્રિયાત્મકતા ઘટાડે છે.
$(ii)$ અવકાશીય અસર (Steric effect): જેમ કાર્બોનિલ કાર્બન સાથે જોડાયેલા આલ્કાઇલ જૂથોની સંખ્યા અને કદ વધે છે,તેમ કાર્બોનિલ કાર્બન આસપાસ અવકાશીય અવરોધ વધે છે,જેનાથી ન્યુક્લિયોફાઇલ માટે હુમલો કરવો વધુ મુશ્કેલ બને છે.
તેથી,ફોર્માલ્ડિહાઇડ $(I)$ સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે,ત્યારબાદ એસીટાલ્ડિહાઇડ $(III)$,એસીટોન $(II)$,અને છેલ્લે ડાય-ટર્ટ-બ્યુટાઇલ કીટોન $(IV)$ આવે છે.

(D) જ્યારે એનિલિનની પ્રક્રિયા સાંદ્ર $H_{2}SO_{4}$ સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે પ્રથમ એનિલિનિયમ હાઇડ્રોજન સલ્ફેટ બનાવે છે.
આ ક્ષારને $200^{\circ}C$ તાપમાને ગરમ કરવાથી,તે પુનઃરચના (સલ્ફોનેશન) પ્રક્રિયા દ્વારા $p$-એમિનોબેન્ઝીનસલ્ફોનિક એસિડ બનાવે છે,જેને સામાન્ય રીતે સલ્ફાનિલિક એસિડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા ઝ્વિટર આયન (zwitter ion) ના નિર્માણ દ્વારા આગળ વધે છે.

(A AND C) સાયક્લોબ્યુટાઇલ એમાઇનની $HNO_{2}$ સાથેની પ્રક્રિયાથી ડાયઝોનિયમ ક્ષાર બને છે,જે અસ્થિર હોવાથી $N_{2}$ ગુમાવીને સાયક્લોબ્યુટાઇલ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે. આ કાર્બોકેટાયન વધુ સ્થાયી સાયક્લોપ્રોપાઇલમિથાઇલ કાર્બોકેટાયન બનાવવા માટે રિંગ સંકોચન (ring contraction) અનુભવી શકે છે. બંને કાર્બોકેટાયન ત્યારબાદ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને તેમના સંબંધિત આલ્કોહોલ બનાવે છે. તેથી,નીપજો સાયક્લોબ્યુટેનોલ અને સાયક્લોપ્રોપાઇલમિથેનોલ છે.

(A) કાર્બોક્સિલિક એસિડના વ્યુત્પન્નોની ન્યુક્લિયોફિલિક એસિલ વિસ્થાપન (જેમ કે જળવિભાજન) પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાશીલતા એસિલ સમૂહ સાથે જોડાયેલા લિવિંગ ગ્રુપની ક્ષમતા પર આધાર રાખે છે.
બેઝ જેટલો નિર્બળ,તેટલું લિવિંગ ગ્રુપ સારું.
લિવિંગ ગ્રુપની બેઝિકતાનો ક્રમ $Cl^{-} < CH_3COO^{-} < C_2H_5O^{-} < NH_2^-$ છે.
તેથી,લિવિંગ ગ્રુપની ક્ષમતાનો ક્રમ $Cl^{-} > CH_3COO^{-} > C_2H_5O^{-} > NH_2^-$ છે.
આમ,જળવિભાજનની સરળતાનો ક્રમ: $CH_3COCl$ $(I) > (CH_3CO)_2O$ $(II) > CH_3COOC_2H_5$ $(III) > CH_3CONH_2$ $(IV)$ છે.

(B) આપેલ પ્રતિક્રિયા શ્રેણીમાં:
$M$ $(C_{8}H_{6}Cl_{2}O)$ એ એસિલ ક્લોરાઈડ છે.
$Step-I$: $M$ ની $NH_{3}$ સાથે પ્રતિક્રિયા થતા એમાઈડ $(C_{8}H_{8}ClNO)$ બને છે.
$Step-II$: હોફમેન-બ્રોમામાઈડ પ્રતિક્રિયા દ્વારા એમાઈડનું એમાઈનમાં રૂપાંતર થાય છે.
અંતિમ નીપજ $4$-ક્લોરો-$3$-મિથાઈલએનિલીન છે.
તેથી,$M$ એ $4$-ક્લોરો-$3$-મિથાઈલબેન્ઝોઈલ ક્લોરાઈડ છે.

(D) આપેલ છે: $C^{14}$ નો અર્ધ-આયુષ્ય સમય,$t_{1/2} = 5760 \ years$.
પ્રારંભિક જથ્થો,$N_0 = 200 \ mg$.
અંતિમ જથ્થો,$N_t = 25 \ mg$.
રેડિયોએક્ટિવ ક્ષય પ્રથમ ક્રમની ગતિશાસ્ત્રને અનુસરે છે.
આપણે સંબંધનો ઉપયોગ કરી શકીએ: $N_t = N_0 \times (1/2)^n$,જ્યાં $n$ એ અર્ધ-આયુષ્યની સંખ્યા છે.
$25 = 200 \times (1/2)^n$
$1/8 = (1/2)^n$
$(1/2)^3 = (1/2)^n$
તેથી,$n = 3$.
કુલ સમય $t = n \times t_{1/2} = 3 \times 5760 \ years = 17280 \ years$.

(C) આ પ્રક્રિયા ઇલેક્ટ્રોન કેપ્ચર છે,જેમાં કેન્દ્ર $^{64}_{29}Cu$ એક ઓર્બિટલ ઇલેક્ટ્રોન $(-1e^0)$ મેળવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,પરમાણુ ક્રમાંક $1$ જેટલો ઘટે છે જ્યારે દળ ક્રમાંક અચળ રહે છે.
પરમાણ્વીય સમીકરણ: $^{64}_{29}Cu + _{-1}e^0 \longrightarrow ^{64}_{28}Ni$.
આમ,નીપજ $^{64}_{28}Ni$ છે.

(D) $AgCl$ એ વધારાના $NH_4OH$ માં ઓગળીને દ્રાવ્ય સંકીર્ણ,ડાયએમાઈનસિલ્વર$(I)$ ક્લોરાઈડ બનાવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$AgCl(s) + 2NH_4OH(aq) \rightarrow [Ag(NH_3)_2]Cl(aq) + 2H_2O(l)$
આ સંકીર્ણ દ્રાવણમાં નીચે મુજબ વિયોજન પામે છે:
$[Ag(NH_3)_2]Cl \rightarrow [Ag(NH_3)_2]^+ + Cl^-$
આમ,પરિણામી દ્રાવણમાં હાજર ધન આયન $[Ag(NH_3)_2]^+$ છે.

(D) ફેરિક આયન $(Fe^{3+})$ પોટેશિયમ ફેરોસાયનાઈડ $(K_4[Fe(CN)_6])$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફેરિક ફેરોસાયનાઈડ $(Fe_4[Fe(CN)_6]_3)$ ના પ્રશિયન બ્લુ અવક્ષેપ બનાવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $4Fe^{3+} + 3[Fe(CN)_6]^{4-} \rightarrow Fe_4[Fe(CN)_6]_3$.

(C) કેથોડ પરની રિડક્શન પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Al^{3+} + 3e^{-} \longrightarrow Al$
પ્રક્રિયાના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) મુજબ,$1 \ mole$ $Al^{3+}$ આયનોને $1 \ mole$ $Al$ ધાતુમાં રિડક્શન કરવા માટે $3 \ moles$ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર પડે છે.
$1 \ mole$ ઇલેક્ટ્રોન $1 \ Faraday$ $(F)$ જેટલો વિદ્યુતભાર ધરાવે છે,તેથી જરૂરી કુલ વિદ્યુતનો જથ્થો $3 \ F$ છે.

(B) આપેલ કોષ પ્રક્રિયા $Fe^{2+} + Zn \rightarrow Zn^{2+} + Fe$ છે.
ઓક્સિડેશન અર્ધ-પ્રક્રિયા: $Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^{-}$,$E^{\circ}_{ox} = +0.76 \ V$.
રિડક્શન અર્ધ-પ્રક્રિયા: $Fe^{2+} + 2e^{-} \rightarrow Fe$,$E^{\circ}_{red} = -0.41 \ V$ (કારણ કે $Fe$ માટે $E^{\circ}_{ox} = +0.41 \ V$ છે,તેથી રિડક્શન પોટેન્શિયલ $E^{\circ}_{red} = -E^{\circ}_{ox}$ થાય).
કોષનું પ્રમાણિત e.m.f.:
$E^{\circ}_{cell} = E^{\circ}_{ox} + E^{\circ}_{red}$
$E^{\circ}_{cell} = 0.76 \ V + (-0.41 \ V) = +0.35 \ V$.

(A, C, D) શ્વેત ફોસ્ફરસ $(P_{4})$ એક સ્વતંત્ર સમચતુષ્ફલકીય અણુ ધરાવે છે.
તેમાં $6$ $P-P$ એકલ બંધ અને $4$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (દરેક ફોસ્ફરસ પરમાણુ પર એક) હોય છે.
સમચતુષ્ફલકીય બંધારણમાં $P-P-P$ બંધકોણ $60^{\circ}$ હોય છે.
તેથી,વિકલ્પો $A$,$C$ અને $D$ શ્વેત ફોસ્ફરસના સાચા ગુણધર્મો છે.

(D) $Cl_{2}O_{7}$ એ $HClO_{4}$ નું એનહાઇડ્રાઇડ છે.
એસિડ એનહાઇડ્રાઇડ એ એવું સંયોજન છે જે પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને એસિડ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Cl_{2}O_{7} + H_{2}O \longrightarrow 2HClO_{4}$ (પરક્લોરિક એસિડ)
$Cl_{2}O_{7}$ એ ક્લોરિનનો તેની મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $(+7)$ માં ઓક્સાઇડ છે,જે પરક્લોરિક એસિડ $(HClO_{4})$ ને અનુરૂપ છે.

(C) ફ્લોરિન એક શક્તિશાળી ઓક્સિડેશનકર્તા છે. તે ઓરડાના તાપમાને પાણી સાથે જોરદાર પ્રક્રિયા કરીને ઓક્સિજન વાયુ અને હાઇડ્રોફ્લોરિક એસિડ $(HF)$ ઉત્પન્ન કરે છે. જલીય માધ્યમમાં,$HF$ એ $H^{+}$ અને $F^{-}$ આયનોમાં વિયોજિત થાય છે. આ પ્રક્રિયા માટેનું રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2F_2 + 2H_2O \rightarrow 4H^{+} + 4F^{-} + O_2$

(C) $Dacron$ એ એક સંઘનન પોલિમર છે. તેને $Terylene$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
તે $Ethylene \ glycol$ અને $Terephthalic \ acid$ વચ્ચે $420-460 \ K$ તાપમાને ઝિંક એસિટેટ-એન્ટિમની ટ્રાયોક્સાઈડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં સંઘનન પ્રક્રિયા દ્વારા મેળવવામાં આવતો પોલિમર છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$nHOCH_2CH_2OH + nHOOC-C_6H_4-COOH \xrightarrow{420-460 \ K} [-O-CH_2CH_2-O-CO-C_6H_4-CO-]_n + 2nH_2O$

(A) પ્રશ્ન મુજબ,$[X] +$ મંદ $H_{2}SO_{4} \longrightarrow [Y]$ (રંગહીન,ગૂંગળામણ કરતો વાયુ).
$[Y] + K_{2}Cr_{2}O_{7} + H_{2}SO_{4} \longrightarrow$ દ્રાવણનો લીલો રંગ.
સલ્ફાઇટ્સ $(SO_{3}^{2-})$ મંદ $H_{2}SO_{4}$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ $(SO_{2})$ વાયુ મુક્ત કરે છે,જે રંગહીન અને ગૂંગળામણ કરતો હોય છે.
પ્રક્રિયા: $SO_{3}^{2-} + 2H^{+} \longrightarrow SO_{2} + H_{2}O$.
$SO_{2}$ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને એસિડિક પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટ $(K_{2}Cr_{2}O_{7})$ માં રહેલા $Cr(VI)$ (નારંગી) નું $Cr(III)$ (લીલો) માં રિડક્શન કરે છે.
પ્રક્રિયા: $K_{2}Cr_{2}O_{7} + H_{2}SO_{4} + 3SO_{2} \longrightarrow K_{2}SO_{4} + Cr_{2}(SO_{4})_{3} + H_{2}O$.

(B) સૌથી વધુ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $(n-1) d^5 n s^2$ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે,જે $+7$ ની મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે. આનું કારણ એ છે કે $(n-1) d$-ઇલેક્ટ્રોન $n s$-ઇલેક્ટ્રોન સાથે બંધ બનાવવામાં ભાગ લઈ શકે છે,કારણ કે તેમની ઉર્જા સ્તર સમાન હોય છે. આપેલી ગોઠવણીઓ માટે ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ નીચે મુજબ છે:
| ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી | ઓક્સિડેશન અવસ્થા |
| :--- | :--- |
| $(n-1) d^8 n s^2$ | $+2, +3, +4$ |
| $(n-1) d^3 n s^2$ | $+2, +3, +4, +5$ |
| $(n-1) d^5 n s^1$ | $+2, +3, +4, +5, +6$ |
| $(n-1) d^5 n s^2$ | $+2, +3, +4, +5, +6, +7$ |

(A) ઘનના ખૂણા પર રહેલા $X$ પરમાણુઓની સંખ્યા $8$ છે. દરેક ખૂણાનો પરમાણુ એકમ કોષમાં $\frac{1}{8}$ ફાળો આપે છે,તેથી એકમ કોષ દીઠ $X$ પરમાણુઓની કુલ સંખ્યા $8 \times \frac{1}{8} = 1$ છે.
અંતઃકેન્દ્રમાં રહેલા $Y$ પરમાણુઓની સંખ્યા $1$ છે. અંતઃકેન્દ્રિત પરમાણુ સંપૂર્ણપણે એકમ કોષની અંદર હોય છે,તેથી એકમ કોષ દીઠ $Y$ પરમાણુઓની કુલ સંખ્યા $1$ છે.
તેથી,$X:Y$ નો ગુણોત્તર $1:1$ છે અને સંયોજનનું સૂત્ર $XY$ છે.