Alkane Questions in Hindi

(B) चरण $1$: एसिटिक एसिड की धात्विक सोडियम के साथ अभिक्रिया:
$2CH_3COOH + 2Na \rightarrow 2CH_3COONa + H_2 \uparrow$
यहाँ,$X$ सोडियम एसीटेट $(CH_3COONa)$ है।
चरण $2$: सोडालाइम $(NaOH + CaO)$ के साथ सोडियम एसीटेट का डीकार्बोक्सिलेशन:
$CH_3COONa + NaOH \xrightarrow{CaO, \Delta} CH_4 + Na_2CO_3$
यहाँ,$Y$ मीथेन $(CH_4)$ है।

(A) लॉरिल अल्कोहल $1$-डोडेकेनॉल है,जिसमें इसकी श्रृंखला में कुल $12$ कार्बन परमाणु होते हैं।
लॉरिल अल्कोहल का रासायनिक सूत्र $CH_3(CH_2)_{10}CH_2OH$ है।
इसे दिए गए सामान्य सूत्र $CH_3(CH_2)_nCH_2OH$ के साथ तुलना करने पर,हम पाते हैं कि $n=10$ है।

(A) जब वनस्पति को ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में जलाया जाता है,तो पाइरोलिसिस या अवायवीय अपघटन (anaerobic decomposition) नामक प्रक्रिया होती है।
यह प्रक्रिया मुख्य उत्पाद के रूप में मीथेन $(CH_4)$ के निर्माण की ओर ले जाती है।
$CH_4$ सबसे सरल एल्केन है और इसे आमतौर पर मार्श गैस या प्राकृतिक गैस के रूप में जाना जाता है।

(A) $2, 3-$डाइमिथाइलहेक्सेन की संरचना: $CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-CH_3$ है।
$1$. तृतीयक $(3^{\circ})$ कार्बन परमाणु: वे कार्बन जो तीन अन्य कार्बन से जुड़े होते हैं। यहाँ $2$ और $3$ स्थिति वाले कार्बन तृतीयक हैं। कुल $= 2$.
$2$. द्वितीयक $(2^{\circ})$ कार्बन परमाणु: वे कार्बन जो दो अन्य कार्बन से जुड़े होते हैं। यहाँ $4$ और $5$ स्थिति वाले कार्बन द्वितीयक हैं। कुल $= 2$.
$3$. प्राथमिक $(1^{\circ})$ कार्बन परमाणु: वे कार्बन जो केवल एक अन्य कार्बन से जुड़े होते हैं। यहाँ दो मिथाइल समूह और श्रृंखला के दो अंतिम कार्बन प्राथमिक हैं। कुल $= 4$.
अतः,तृतीयक,द्वितीयक और प्राथमिक कार्बन परमाणुओं की संख्या क्रमशः $2, 2, 4$ है।

(B) $C_6H_{14}$ (हेक्सेन) के संरचनात्मक समावयवी निम्नलिखित हैं:
$(i)$ $n$-हेक्सेन: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$
$(ii)$ $2$-मिथाइलपेंटेन: $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-CH_3$
$(iii)$ $3$-मिथाइलपेंटेन: $CH_3-CH_2-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$
$(iv)$ $2,2$-डाइमिथाइल ब्यूटेन: $CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH_3$
$(v)$ $2,3$-डाइमिथाइल ब्यूटेन: $CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_3$
अतः,कुल $5$ संभावित संरचनात्मक समावयवी हैं।

(D) न्यूमैन प्रक्षेपण में,अणु को $C-C$ बंध अक्ष के अनुदिश देखा जाता है।
एथेन $(CH_3-CH_3)$ के लिए,स्टैगर्ड संरूपण वह है जिसमें सामने वाले कार्बन पर स्थित हाइड्रोजन परमाणु,पीछे वाले कार्बन पर स्थित हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच में स्थित होते हैं,जिससे त्रिविम बाधा (steric repulsion) न्यूनतम हो जाती है।
विकल्प $D$ स्टैगर्ड संरूपण को दर्शाता है जहाँ आसन्न कार्बनों के $C-H$ बंधों के बीच का द्वितल कोण (dihedral angle) $60^{\circ}$ होता है।

(D) साइक्लोऐल्केन्स में,साइक्लोहेक्सेन की दहन ऊष्मा $(657.9 \ kJ \ mol^{-1})$ सबसे कम होती है,इसलिए यह सबसे अधिक स्थिर साइक्लोऐल्केन है।
साइक्लोप्रोपेन और साइक्लोब्यूटेन कोणीय तनाव और मरोड़ी तनाव के कारण कम स्थिर होते हैं,इसलिए वे अधिक अभिक्रियाशील होते हैं।
अतः,$(A)$ और $(R)$ दोनों सत्य हैं और $(R)$,$(A)$ की सही व्याख्या है।

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

(D) एथेन के निर्माण के लिए वुर्ट्ज़ अभिक्रिया इस प्रकार है:
$2CH_3I + 2Na \xrightarrow{\text{dry ether}} C_2H_6 + 2NaI$
अभिक्रिया के स्टोइकोमेट्री के अनुसार,$1 \text{ मोल}$ एथेन $(C_2H_6)$ बनाने के लिए $2 \text{ मोल}$ मिथाइल आयोडाइड $(CH_3I)$ की आवश्यकता होती है।
$CH_3I$ का मोलर द्रव्यमान $= 12 + (3 \times 1) + 127 = 142 \text{ g/mol}$।
अतः,$2 \text{ मोल}$ $CH_3I$ का द्रव्यमान $= 2 \times 142 \text{ g} = 284 \text{ g}$।

(A) एल्केन का क्वथनांक अणु के पृष्ठीय क्षेत्रफल पर निर्भर करता है।
कार्बन परमाणुओं की संख्या बढ़ने पर क्वथनांक बढ़ता है।
समावयवियों (isomers) के लिए,शाखाओं (branching) में वृद्धि के साथ क्वथनांक कम हो जाता है क्योंकि शाखाएं पृष्ठीय क्षेत्रफल को कम करती हैं,जिससे वैन डेर वाल्स बल कमजोर हो जाते हैं।
दिए गए यौगिक हैं:
$(A)$ $2-$मेथिलब्यूटेन ($C_5H_{12}$,शाखित)
$(B)$ $2,2-$डाइमेथिलप्रोपेन ($C_5H_{12}$,अधिक शाखित)
$(C)$ पेंटेन ($C_5H_{12}$,सीधी श्रृंखला)
$(D)$ हेक्सेन ($C_6H_{14}$,सीधी श्रृंखला)
$C_5$ समावयवियों $(A, B, C)$ की तुलना करने पर: क्वथनांक का क्रम $C > A > B$ है।
हेक्सेन $(D)$ में कार्बन परमाणुओं की संख्या सबसे अधिक है,इसलिए इसका क्वथनांक सबसे अधिक है।
अतः,घटता हुआ क्रम $D > C > A > B$ है।

(D) चार प्राथमिक कार्बन और दो तृतीयक कार्बन वाला $C_6H_{14}$ का समावयवी $2,3$-डाइमिथाइलब्यूटेन $(CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_3)$ है।
विकल्पों का विश्लेषण करते हैं:
$A$: $2$-मिथाइलपेंट-$2$-ईन का हाइड्रोजनीकरण $2$-मिथाइलपेंटेन देता है,जिसमें पांच प्राथमिक कार्बन और एक तृतीयक कार्बन होता है।
$B$: $1$-ब्रोमोप्रोपेन $(CH_3CH_2CH_2Br)$ की वुर्ट्ज़ अभिक्रिया $n$-हेक्सेन $(CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CH_3)$ देती है।
$C$: $2$-क्लोरो-$3$-मिथाइलपेंटेन का अपचयन $3$-मिथाइलपेंटेन देता है,जिसमें तीन प्राथमिक कार्बन और एक तृतीयक कार्बन होता है।
$D$: $2$-ब्रोमोप्रोपेन $(CH_3CH(Br)CH_3)$ की शुष्क ईथर में $Na$ के साथ वुर्ट्ज़ अभिक्रिया दो आइसोप्रोपिल समूहों के संयोजन से $2,3$-डाइमिथाइलब्यूटेन $(CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_3)$ बनाती है।
अतः,सही अभिक्रिया $D$ है।

(C) कार्बोक्सिलिक एसिड के सोडियम लवण का सोडालाइम $(NaOH + CaO)$ के साथ विकार्बोक्सिलीकरण एक कार्बन परमाणु को $Na_2CO_3$ के रूप में हटा देता है और एक कम कार्बन वाला एल्केन बनाता है।
प्रोपेन ($CH_3-CH_2-CH_3$,$3$ कार्बन) प्राप्त करने के लिए,प्रारंभिक पदार्थ ब्यूटानोइक एसिड का सोडियम लवण ($4$ कार्बन) होना चाहिए।
अभिक्रिया: $CH_3-CH_2-CH_2-COONa + NaOH \xrightarrow[\Delta]{CaO} CH_3-CH_2-CH_3 + Na_2CO_3$.
अतः,यौगिक '$A$' सोडियम ब्यूटानोएट $(CH_3-CH_2-CH_2-CO_2Na)$ है।

(A) एल्केन की समजातीय श्रेणी का सामान्य सूत्र $C_n H_{2n+2}$ है।
मीथेन $CH_4$ $(n=1)$ है।
समजातीय श्रेणी में इसके बाद का सदस्य इथेन,$C_2 H_6$ $(n=2)$ है।
$I$. वुर्ट्ज़ अभिक्रिया: $2 CH_3 Br \xrightarrow[\text{dry ether}]{Na} CH_3-CH_3 + 2 NaBr$। यह इथेन देता है।
$II$. डीकार्बोक्सिलेशन: $CH_3 COONa \xrightarrow[CaO, \Delta]{NaOH} CH_4 + Na_2 CO_3$। यह मीथेन देता है।
$III$. हाइड्रोजनीकरण: $CH_3-CH=CH_2 \xrightarrow{H_2 / Pt} CH_3-CH_2-CH_3$। यह प्रोपेन देता है।
$IV$. एल्काइल हैलाइड का अपचयन: $CH_3-CH_2 Br \xrightarrow[H^{+}]{Zn} CH_3-CH_3 + HBr$। यह इथेन देता है।
अतः,केवल $I$ और $IV$ इथेन देते हैं।

(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।

(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।

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

(C) $(I)$ $NaOH + CaO$ के मिश्रण को सोडालाइम कहा जाता है। जब यह कार्बोक्सिलिक अम्ल के सोडियम लवण के साथ अभिक्रिया करता है,तो यह संगत एल्केन देता है। इस अभिक्रिया को कार्बोक्सिलिक अम्लों के लवणों का विकार्बोक्सिलीकरण कहा जाता है: $R-COONa + NaOH \xrightarrow[\Delta]{CaO} R-H + Na_2CO_3$ (एल्केन)।
$(II)$ इस अभिक्रिया को क्लीमेंसन अपचयन कहा जाता है। यह एल्डिहाइड और कीटोन को संगत एल्केन में परिवर्तित करता है: $CH_3COCH_3 \xrightarrow[conc. HCl]{Zn-Hg} CH_3CH_2CH_3$ (प्रोपेन,एक एल्केन)।
$(III)$ $LiAlH_4$ के साथ $CH_3C \equiv CCH_3$ की अभिक्रिया सामान्यतः एल्काइन को एल्केन में अपचयित नहीं करती है।
$(IV)$ $NaBH_4$ के साथ तृतीयक एल्किल हैलाइड की अभिक्रिया सामान्य परिस्थितियों में नहीं होती है।
अतः,विकल्प $(C)$ सही उत्तर है।

(A) कोल्बे के विद्युत अपघटन में,कार्बोक्सिलिक अम्ल के सोडियम या पोटेशियम लवण के जलीय घोल का विद्युत अपघटन किया जाता है। अभिक्रिया इस प्रकार है: $2RCOO^{-}Na^{+} + 2H_2O \rightarrow R-R + 2CO_2 + H_2 + 2NaOH$.
एनोड पर,कार्बोक्सिलेट आयन एक इलेक्ट्रॉन खोकर रेडिकल बनाता है,जो फिर डीकार्बोक्सिलेशन के बाद डाइमराइजेशन द्वारा एल्केन बनाता है: $2RCOO^{-}$ $\rightarrow 2RCOO^{\bullet} + 2e^{-}$ $\rightarrow 2R^{\bullet} + 2CO_2$ $\rightarrow R-R + 2CO_2$.
चूंकि उत्पाद $R-R$ दो समान एल्काइल समूहों $(R)$ के संयोजन से बनता है,इसलिए परिणामी हाइड्रोकार्बन में हमेशा सम संख्या में कार्बन परमाणु होते हैं।
कैथोड पर,पानी का अपचयन होकर हाइड्रोजन गैस उत्पन्न होती है: $2H_2O + 2e^{-} \rightarrow H_2 + 2OH^{-}$.
इसलिए,एनोड पर सम संख्या में कार्बन परमाणुओं वाले हाइड्रोकार्बन उत्पन्न होते हैं।
अतः,विकल्प $(A)$ सही उत्तर है.

$(A)$ एथेन $(C_2H_6)$ का निर्माण एथेनॉल $(C_2H_5OH)$ की उपस्थिति में $Zn-Cu$ कपल का उपयोग करके आयोडोएथेन $(C_2H_5I)$ के अपचयन द्वारा किया जा सकता है।
रासायनिक अभिक्रिया है: $C_2H_5I + 2[H] \xrightarrow{Zn-Cu, C_2H_5OH} C_2H_6 + HI$.
अतः, विकल्प $A$ एथेन के निर्माण के लिए सही अभिकर्मक और शर्तें प्रदान करता है।

(C) ऊष्मा के अनुप्रयोग द्वारा किसी यौगिक के अपघटन को ताप अपघटन (पायरोलिसिस) कहा जाता है।
उच्च एल्केन का निम्न एल्केन,एल्कीन आदि के मिश्रण में अपघटन को क्रैकिंग या पायरोलिसिस भी कहा जाता है।

(C) एथेन का क्लोरीनीकरण मुक्त मूलक प्रतिस्थापन अभिक्रिया का एक उत्कृष्ट उदाहरण है। यह तीन मुख्य चरणों में संपन्न होती है:
चरण $I$: प्रारंभन चरण,जहाँ क्लोरीन अणु प्रकाश $(hv)$ की उपस्थिति में समांगी विखंडन द्वारा क्लोरीन मुक्त मूलक बनाते हैं:
$Cl_2 \stackrel{hv}{\longrightarrow} 2 Cl^{\bullet}$
चरण $II$: संचरण चरण,जहाँ क्लोरीन मूलक एथेन के साथ अभिक्रिया करके एथिल मूलक बनाता है,जो फिर दूसरे क्लोरीन अणु के साथ अभिक्रिया करके क्लोरोएथेन बनाता है और क्लोरीन मूलक को पुनर्जीवित करता है:
$CH_3CH_3 + Cl^{\bullet} \longrightarrow CH_3CH_2^{\bullet} + HCl$
$CH_3CH_2^{\bullet} + Cl_2 \longrightarrow CH_3CH_2Cl + Cl^{\bullet}$
चरण $III$: समापन चरण,जहाँ मुक्त मूलक आपस में जुड़कर श्रृंखला अभिक्रिया को समाप्त करते हैं:
$CH_3CH_2^{\bullet} + Cl^{\bullet} \longrightarrow CH_3CH_2Cl$
$Cl^{\bullet} + Cl^{\bullet} \longrightarrow Cl_2$
$2 CH_3CH_2^{\bullet} \longrightarrow CH_3CH_2CH_2CH_3$

(B) चरण $1$: निर्जल $AlCl_3$ की उपस्थिति में एथीन $(CH_2=CH_2)$ की $HCl$ के साथ अभिक्रिया से क्लोरोएथेन $(CH_3CH_2Cl)$ प्राप्त होता है,जो उत्पाद $A$ है।
$CH_2=CH_2 + HCl \rightarrow CH_3CH_2Cl$ $(A)$
चरण $2$: इथेनॉल $(C_2H_5OH)$ की उपस्थिति में $Zn-Cu$ कपल का उपयोग करके एल्काइल हैलाइड का अपचयन एल्केन प्राप्त करने की एक मानक विधि है।
$CH_3CH_2Cl + 2[H] \xrightarrow{Zn-Cu / C_2H_5OH} CH_3CH_3$ $(B)$ $+ HCl$
अतः,$B$ एथेन $(C_2H_6)$ है।

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

(B) एल्केन का नियंत्रित ऑक्सीकरण इस प्रकार है:
$1$. मिथेन से मिथेनॉल $(X)$: $CH_4 + [O] \xrightarrow{Cu / 523 \ K, 100 \ atm} CH_3OH$
$2$. मिथेन से मिथेनल $(Y)$: $CH_4 + O_2 \xrightarrow{Mo_2O_3 / \Delta} HCHO + H_2O$
$3$. इथेन से इथेनोइक एसिड $(Z)$: $2CH_3CH_3 + 3O_2 \xrightarrow{(CH_3COO)_2Mn / \Delta} 2CH_3COOH + 2H_2O$
दिए गए विकल्पों के साथ तुलना करने पर,सही क्रम $(X = Cu / 523 \ K / 100 \ atm)$,$(Y = Mo_2O_3 / \Delta)$,और $(Z = (CH_3COO)_2Mn / \Delta)$ है।
अतः,विकल्प $(b)$ सही है.

(C) ईथेन $C_2H_6$ है।
एल्केन श्रेणी में समजात $-CH_2-$ इकाई द्वारा भिन्न होते हैं।
$4^{th}$ उच्चतर समजात ईथेन में चार $-CH_2-$ इकाइयाँ जोड़कर प्राप्त किया जाता है।
$C_2H_6 + 4(CH_2) = C_6H_{14}$।
$C_6H_{14}$ आण्विक सूत्र वाला यौगिक हेक्सेन है।

(C) $2-$मिथाइलप्रोपेन में $9$ प्राथमिक हाइड्रोजन और $1$ तृतीयक हाइड्रोजन होते हैं।
क्लोरीनीकरण के प्रति तृतीयक हाइड्रोजन की सापेक्ष अभिक्रियाशीलता प्राथमिक हाइड्रोजन की तुलना में लगभग $5.0$ से $5.5$ गुना अधिक होती है।
हालाँकि,प्राथमिक हाइड्रोजन की संख्या $(9)$ तृतीयक हाइड्रोजन की संख्या $(1)$ से बहुत अधिक है।
इसलिए,सांख्यिकीय कारक $(9 \times 1 = 9)$ अभिक्रियाशीलता कारक $(1 \times 5.5 = 5.5)$ से अधिक प्रभावी होता है।
परिणामस्वरूप,$1-$क्लोरो$-2-$मिथाइलप्रोपेन मुख्य उत्पाद के रूप में प्राप्त होता है।

(B) $2, 2-$dimethylbutane को कोरी-हाउस एल्केन संश्लेषण द्वारा तैयार किया जाता है।
इस प्रक्रिया में लिथियम डायलकाइल क्यूप्रेट और एल्काइल हैलाइड के बीच अभिक्रिया होती है।
कोरी-हाउस अभिक्रिया $S_N2$ तंत्र का पालन करती है,जो प्राथमिक एल्काइल हैलाइड के साथ सबसे अच्छी तरह काम करती है।
इसलिए,$(Me_3C)_2CuLi$ और $MeCH_2Br$ के बीच की अभिक्रिया सबसे कुशल मार्ग है।
अभिक्रिया: $(Me_3C)_2CuLi + MeCH_2Br \rightarrow Me_3C-CH_2CH_3 + Me_3CCu + LiBr$.

(C) $n$-ब्यूटेन $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_3)$ के मुक्त मूलक ब्रोमीनीकरण में दो अलग-अलग प्रकार के कार्बन परमाणुओं पर अभिक्रिया हो सकती है:
$1$. टर्मिनल कार्बन ($C_1$ या $C_4$) पर,यह $1$-ब्रोमोब्यूटेन $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2Br)$ बनाता है। यह उत्पाद अकिरल है।
$2$. आंतरिक कार्बन ($C_2$ या $C_3$) पर,यह $2$-ब्रोमोब्यूटेन $(CH_3-CHBr-CH_2-CH_3)$ बनाता है। इस उत्पाद में $C_2$ पर एक कायरल केंद्र होता है,जिसके परिणामस्वरूप प्रतिबिंब रूपों (enantiomers) की एक जोड़ी ($R$ और $S$ रूप) प्राप्त होती है।
अतः,त्रिविम समावयवियों सहित मोनोब्रोमिनेटेड उत्पादों की कुल संख्या $1$ ($1$-ब्रोमोब्यूटेन से) + $2$ ($2$-ब्रोमोब्यूटेन से) = $3$ उत्पाद है।

(D) अल्ट्रा-वायलेट प्रकाश की उपस्थिति में एल्केन की क्लोरीन के साथ अभिक्रिया एक मुक्त मूलक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
किसी एल्केन के केवल एक मोनो-क्लोरो-एल्केन बनाने के लिए,एल्केन में सभी हाइड्रोजन परमाणु समान होने चाहिए।
$Neopentane$ $(2,2-dimethylpropane)$ में,सभी $12$ हाइड्रोजन परमाणु समान प्राथमिक कार्बन परमाणुओं से जुड़े होते हैं।
इसलिए,इनमें से किसी भी एक हाइड्रोजन परमाणु को क्लोरीन परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित करने पर समान उत्पाद,$1-chloro-2,2-dimethylpropane$ प्राप्त होता है।

(C) प्रत्येक अभिक्रिया का विश्लेषण करते हैं:
$(A)$ $CH_{4} + O_{2} \xrightarrow{Mo_{2}O_{3}} HCHO$ (फॉर्मेल्डिहाइड प्राप्त होता है,अल्कोहल नहीं)।
$(B)$ $2CH_{3}CH_{3} + 3O_{2} \xrightarrow[\Delta]{(CH_{3}COO)_{2}Mn} 2CH_{3}COOH$ (एथेनोइक अम्ल प्राप्त होता है)।
$(C)$ $(CH_{3})_{3}CH \xrightarrow{KMnO_{4}} (CH_{3})_{3}COH$ (टर्ट-ब्यूटाइल अल्कोहल प्राप्त होता है)।
$(D)$ $2CH_{4} + O_{2} \xrightarrow[523 \ K, 100 \ atm.]{Cu} 2CH_{3}OH$ (मेथेनॉल प्राप्त होता है)।
$(E)$ $CH_{3}CH=CHCH_{3} \xrightarrow{KMnO_{4}/H^{+}} 2CH_{3}COOH$ (एथेनोइक अम्ल प्राप्त होता है)।
अतः,अभिक्रिया $(C)$ और $(D)$ में उत्पाद के रूप में अल्कोहल प्राप्त होता है।

(C) $n$-ब्यूटेन $CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{3}$ है।
$n$-ब्यूटेन का मोनोक्लोरीनीकरण करने पर $2$-क्लोरोब्यूटेन $(CH_{3}CHClCH_{2}CH_{3})$ प्राप्त होता है,जिसमें एक कायरल केंद्र होता है और इसलिए यह प्रकाशिक सक्रिय ('$P$') है।
$2$-क्लोरोब्यूटेन का आगे क्लोरीनीकरण विभिन्न कार्बन स्थितियों पर होकर डाइक्लोरो व्युत्पन्न बना सकता है।
डाइक्लोरो उत्पादों के लिए संभावित संरचनात्मक समावयवी हैं:
$1,1$-डाइक्लोरोब्यूटेन
$1,2$-डाइक्लोरोब्यूटेन
$1,3$-डाइक्लोरोब्यूटेन
$2,2$-डाइक्लोरोब्यूटेन
$2,3$-डाइक्लोरोब्यूटेन
त्रिविम समावयवियों को अनदेखा करने पर,कुल $5$ अलग-अलग संरचनात्मक समावयवी प्राप्त होते हैं।

(C) $n$-ब्यूटेन $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_3)$ का मोनोक्लोरीनीकरण करने पर $2$-क्लोरोब्यूटेन $(CH_3-CHCl-CH_2-CH_3)$ प्राप्त होता है,जो प्रकाशिक सक्रिय यौगिक "$P$" है।
$2$-क्लोरोब्यूटेन का आगे क्लोरीनीकरण करने पर विभिन्न स्थितियों में हाइड्रोजन परमाणु का क्लोरीन परमाणु द्वारा प्रतिस्थापन होता है।
संभावित डाइक्लोरो उत्पाद हैं:
$1,1$-डाइक्लोरोब्यूटेन $(CH_3-CH_2-CH_2-CHCl_2)$
$1,2$-डाइक्लोरोब्यूटेन $(CH_3-CH_2-CHCl-CH_2Cl)$
$1,3$-डाइक्लोरोब्यूटेन $(CH_3-CHCl-CH_2-CH_2Cl)$
$2,2$-डाइक्लोरोब्यूटेन $(CH_3-CCl_2-CH_2-CH_3)$
$2,3$-डाइक्लोरोब्यूटेन $(CH_3-CHCl-CHCl-CH_3)$
त्रिविम समावयवियों को अनदेखा करने पर,कुल $5$ अलग संरचनात्मक समावयवी प्राप्त होते हैं।

(D) कथन $I$ गलत है क्योंकि सोडियम एथेनोएट का डिकार्बोक्सिलेशन $(CH_3COONa + NaOH xrightarrow{CaO} CH_4 + Na_2CO_3)$ और $CH_3MgBr$ की पानी के साथ अभिक्रिया $(CH_3MgBr + H_2O ightarrow CH_4 + Mg(OH)Br)$ मीथेन उत्पन्न करती है,लेकिन सोडियम एसीटेट का कोल्बे इलेक्ट्रोलिसिस एथेन $(2CH_3COONa + 2H_2O ightarrow CH_3-CH_3 + 2CO_2 + H_2 + 2NaOH)$ उत्पन्न करता है।
कथन $II$ सही है क्योंकि मीथेन $(CH_4)$ में केवल एक कार्बन परमाणु होता है,जबकि वुर्ट्ज़ अभिक्रिया $(2R-X + 2Na ightarrow R-R + 2NaX)$ का उपयोग दो एल्काइल समूहों को जोड़कर सम संख्या में कार्बन वाले एल्केन (कम से कम दो कार्बन) तैयार करने के लिए किया जाता है।

(C) हेप्टेन $(C_7H_{16})$ $AlCl_3/HCl$ की उपस्थिति में समावयवीकरण (isomerisation) अभिक्रिया द्वारा $2,4$-डाइमिथाइलपेंटेन जैसे शाखित समावयवी देता है।
$C_7$ एल्केन का एरोमैटाइजेशन (डीहाइड्रोसाइक्लाइजेशन) करने पर टोल्यूनि $(C_6H_5CH_3)$ का निर्माण होता है।
हेप्टेन का साइक्लाइजेशन करने पर विशिष्ट रूप से मिथाइलसाइक्लोहेक्सेन प्राप्त होता है।
चूंकि ये सभी रासायनिक गुण सीधी श्रृंखला वाले एल्केन हेप्टेन के हैं,इसलिए यौगिक $(X)$ हेप्टेन है।

(C) $1$. जल के साथ अभिक्रिया: $RMgI + H_2O \rightarrow RH + Mg(OH)I$. उत्पन्न गैस एक एल्केन $RH$ है।
$2$. मोलर द्रव्यमान की गणना: $STP$ पर,$1 \text{ मोल}$ गैस $22.4 \text{ dm}^3$ आयतन घेरती है। दिया गया घनत्व $1.4 \text{ dm}^3/\text{g}$ है,इसलिए मोलर द्रव्यमान $M = 22.4 / 1.4 = 16 \text{ g/mol}$ है।
$3$. पहचान: $16 \text{ g/mol}$ मोलर द्रव्यमान वाला एल्केन मीथेन $(CH_4)$ है।
$4$. आयोडीन के साथ अभिक्रिया: $CH_4 + I_2 \xrightarrow{HIO_3} CH_3I (X) + HI$.
$5$. वुर्ट्ज़ अभिक्रिया: $2CH_3I + 2Na \xrightarrow{\text{dry ether}} C_2H_6 (Y) + 2NaI$.
$6$. यौगिक $(Y)$ $(C_2H_6)$ का मोलर द्रव्यमान: $(2 \times 12) + (6 \times 1) = 30 \text{ g/mol}$.

(D) $1$. एल्केन के दहन के लिए सामान्य सूत्र $C_nH_{2n+2} + (\frac{3n+1}{2})O_2 \rightarrow nCO_2 + (n+1)H_2O$ है।
$2$. दिया गया है कि ऑक्सीजन के $8$ मोल की आवश्यकता है,इसलिए $\frac{3n+1}{2} = 8$,जिससे $3n+1 = 16$ प्राप्त होता है,अर्थात $3n = 15$,और $n = 5$ है।
$3$. यह एल्केन पेंटेन $(C_5H_{12})$ है। $Cl_2/h\nu$ के साथ अभिक्रिया करने पर केवल एक मोनोक्लोरीनेटेड उत्पाद प्राप्त करने के लिए,सभी हाइड्रोजन परमाणु समान होने चाहिए। यह संरचना नियोपेंटेन ($2,2$-डाइमिथाइलप्रोपेन) है।
$4$. नियोपेंटेन में,केंद्रीय चतुष्कीय कार्बन परमाणु से $4$ मिथाइल समूह जुड़े होते हैं। प्रत्येक मिथाइल समूह में एक प्राथमिक कार्बन परमाणु होता है। इसलिए,इसमें कुल $4$ प्राथमिक कार्बन परमाणु हैं।

(B) $1$. एल्केन $C_nH_{2n+2}$ के लिए सामान्य दहन अभिक्रिया है: $C_nH_{2n+2} + (\frac{3n+1}{2})O_2 \rightarrow nCO_2 + (n+1)H_2O$।
$2$. प्रश्न के अनुसार,$O_2$ का गुणांक $8$ है,इसलिए: $\frac{3n+1}{2} = 8$।
$3$. $n$ के लिए हल करने पर: $3n + 1 = 16 \Rightarrow 3n = 15 \Rightarrow n = 5$।
$4$. एल्केन $C_5H_{12}$ (पेंटेन) है।
$5$. कार्बन और हाइड्रोजन परमाणुओं का योग $n + (2n + 2) = 5 + 12 = 17$ है।

(B) $1$. आण्विक सूत्र $C_5H_{10}$ सामान्य सूत्र $C_nH_{2n}$ के अनुरूप है,जो एल्कीन या साइक्लोएल्केन को दर्शाता है। चूंकि ये आइसोमर्स $KMnO_4$ विलयन को रंगहीन नहीं करते हैं,इसलिए ये संतृप्त चक्रीय हाइड्रोकार्बन (साइक्लोएल्केन) होने चाहिए।
$2$. $C_5H_{10}$ के लिए संभावित साइक्लोएल्केन आइसोमर्स हैं: साइक्लोपेंटेन,मिथाइलसाइक्लोब्यूटेन,$1,1$-डाइमिथाइलसाइक्लोप्रोपेन और $1,2$-डाइमिथाइलसाइक्लोप्रोपेन।
$3$. साइक्लोपेंटेन का क्लोरीनीकरण $1$ मोनोक्लोरो उत्पाद देता है।
$4$. मिथाइलसाइक्लोब्यूटेन का क्लोरीनीकरण $3$ संरचनात्मक आइसोमर्स देता है।
$5$. $1,1$-डाइमिथाइलसाइक्लोप्रोपेन का क्लोरीनीकरण $2$ संरचनात्मक आइसोमर्स देता है।
$6$. $1,2$-डाइमिथाइलसाइक्लोप्रोपेन का क्लोरीनीकरण $3$ संरचनात्मक आइसोमर्स देता है।
$7$. प्रश्न इन आइसोमर्स से बनने वाले मोनोक्लोरो यौगिकों की कुल संख्या के बारे में पूछता है। हालांकि,इस प्रकार के मानक प्रश्नों में अक्सर मूल हाइड्रोकार्बन के आइसोमर्स की संख्या पूछी जाती है। दिए गए विकल्पों के अनुसार,मूल आइसोमर्स की संख्या $4$ है।

(A) मीथेन की भाप के साथ अभिक्रिया को स्टीम रिफॉर्मिंग के रूप में जाना जाता है।
इस अभिक्रिया का रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$CH_4(g) + H_2O(g) \xrightarrow{Ni, 1273 \ K} CO(g) + 3H_2(g)$
इस प्रक्रिया में,मीथेन $1273 \ K$ पर निकल उत्प्रेरक की उपस्थिति में भाप के साथ अभिक्रिया करके कार्बन मोनोऑक्साइड $(CO)$ और हाइड्रोजन गैस $(H_2)$ उत्पन्न करता है।