Alkane Questions in Hindi

(A) एल्केन के प्रति हैलोजन की अभिक्रियाशीलता उनकी बंध वियोजन ऊर्जा और बनने वाले $C-X$ बंध की मजबूती के क्रम का पालन करती है।
फ्लोरीन अपने छोटे आकार और कम बंध वियोजन ऊर्जा के कारण सबसे अधिक अभिक्रियाशील है,जबकि आयोडीन सबसे कम अभिक्रियाशील है।
अभिक्रियाशीलता का क्रम $F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2$ है।

(C) $Wurtz$ अभिक्रिया में सोडियम धातु की उपस्थिति में दो एल्किल हैलाइड्स का युग्मन होकर एक सममित एल्केन बनता है। $2R-X + 2Na \rightarrow R-R + 2NaX$।
यह विधि सममित एल्केन (सम संख्या में कार्बन परमाणु वाले एल्केन) तैयार करने के लिए उपयुक्त है।
यह विषम संख्या में कार्बन परमाणु वाले एल्केन तैयार करने के लिए उपयुक्त नहीं है क्योंकि दो अलग-अलग एल्किल हैलाइड्स की अभिक्रिया से उत्पादों का मिश्रण प्राप्त होता है जिन्हें अलग करना कठिन होता है।
दिए गए विकल्पों में से,$Pentane$ $(C_5H_{12})$ में कार्बन परमाणुओं की संख्या विषम $(5)$ है,इसलिए $Wurtz$ अभिक्रिया द्वारा इसे शुद्ध रूप में तैयार करना कठिन है।

(C) अल्केन का क्वथनांक उसके आणविक भार और सतह के क्षेत्रफल के सीधे समानुपाती होता है।
$n-$ऑक्टेन $(C_8H_{18})$ का आणविक भार दिए गए विकल्पों में सबसे अधिक है।
चूंकि $n-$ऑक्टेन एक सीधी श्रृंखला वाला अल्केन है,इसलिए यह अपने शाखित (branched) आइसोमर्स की तुलना में सबसे अधिक क्वथनांक प्रदर्शित करता है।

(B) एल्केन के लिए दहन अभिक्रिया:
$C_n H_{2n+2} + (\frac{3n+1}{2}) O_2 \rightarrow nCO_2 + (n+1) H_2O$
एवोगाड्रो के नियम के अनुसार,गैसों के आयतन का अनुपात उनके स्टोइकोमेट्रिक गुणांकों के अनुपात के बराबर होता है।
$\frac{\text{एल्केन का आयतन}}{\text{ऑक्सीजन का आयतन}} = \frac{1}{\frac{3n+1}{2}} = \frac{2}{3n+1}$
दिया गया है कि एल्केन का आयतन $10 \ L$ है और $O_2$ का आयतन $50 \ L$ है:
$\frac{10}{50} = \frac{2}{3n+1}$
$\frac{1}{5} = \frac{2}{3n+1}$
$3n + 1 = 10$
$3n = 9$
$n = 3$
$n = 3$ को सामान्य सूत्र $C_n H_{2n+2}$ में रखने पर,हमें $C_3H_8$ प्राप्त होता है।

(D) सही उत्तर $(d)$ है।
नियोपेंटेन $(CH_3-C(CH_3)_2-CH_3)$ को एल्कीन (ओलेफिन) के हाइड्रोजनीकरण द्वारा तैयार नहीं किया जा सकता है।
नियोपेंटेन में,केंद्रीय कार्बन परमाणु चार अन्य कार्बन परमाणुओं से बंधा होता है,जो इसे एक चतुर्धातुक (quaternary) कार्बन बनाता है।
एल्कीन को नियोपेंटेन में हाइड्रोजनीकृत करने के लिए,केंद्रीय कार्बन परमाणु के साथ एक द्वि-आबंध (double bond) होना आवश्यक होगा।
इसके परिणामस्वरूप केंद्रीय कार्बन में पांच आबंध हो जाएंगे,जो रासायनिक रूप से असंभव है क्योंकि कार्बन अधिकतम चार सहसंयोजक आबंध ही बना सकता है।

(A) $Methylcyclohexane$ की $Br_2$ के साथ प्रकाश $(h\nu)$ की उपस्थिति में अभिक्रिया एक मुक्त मूलक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
मध्यवर्ती मुक्त मूलक की स्थिरता मुख्य उत्पाद निर्धारित करती है।
$Methylcyclohexane$ में,$1$-स्थान पर स्थित तृतीयक $(3^\circ)$ कार्बन सबसे अधिक प्रतिस्थापित कार्बन है।
इस $3^\circ$ कार्बन से हाइड्रोजन परमाणु के हटने से $3^\circ$ मुक्त मूलक बनता है,जो संभावित विकल्पों में सबसे अधिक स्थिर है।
इसलिए,ब्रोमीन परमाणु मुख्य उत्पाद के रूप में $1-Bromo-1-methylcyclohexane$ बनाने के लिए इस स्थान पर आक्रमण करता है।

(A) $n$-ब्यूटेन का $2$-मेथिलप्रोपेन (आइसोब्यूटेन) में समावयवीकरण (isomerisation) $AlCl_3$ और $HCl$ उत्प्रेरक की उपस्थिति में होता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$CH_3-CH_2-CH_2-CH_3 \xrightarrow{AlCl_3 + HCl, \Delta} CH_3-CH(CH_3)-CH_3$

(D) इस अभिक्रिया में एक ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(p-CH_3C_6H_4MgBr)$ एक अल्कोहल $(CH_3CH_2OH)$ के साथ अभिक्रिया करता है।
ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक प्रबल क्षार होते हैं और एल्केन बनाने के लिए सक्रिय हाइड्रोजन परमाणुओं (जैसे अल्कोहल,पानी या एमाइन में मौजूद) के साथ तेजी से अभिक्रिया करते हैं।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$p-CH_3C_6H_4MgBr + CH_3CH_2OH \rightarrow CH_3C_6H_5 + Mg(Br)OCH_2CH_3$
यहाँ,$p-tolyl$ समूह इथेनॉल से अम्लीय प्रोटॉन को ग्रहण करके टोल्यूनि $(CH_3C_6H_5)$ बनाता है।
अतः,सही उत्पाद टोल्यूनि है।

(A) ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(R^{-}MgX)$ प्रबल क्षार होते हैं। वे सक्रिय हाइड्रोजन युक्त यौगिकों (जैसे अल्कोहल,पानी या एसिड) के साथ प्रतिक्रिया करके एसिड-बेस प्रतिक्रिया करते हैं,जिससे हाइड्रोकार्बन का निर्माण होता है।
इस प्रतिक्रिया में,ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक से फेनिल समूह $(Ph^{-})$ आइसोप्रोपेनॉल के हाइड्रॉक्सिल समूह से अम्लीय प्रोटॉन को हटाकर बेंजीन बनाता है।
$Ph^{-}MgBr + CH_3-CH(OH)-CH_3 \to C_6H_6 + (CH_3)_2CH-OMgBr$.
अतः,उत्पाद $A$ बेंजीन है.

(C) मुक्त मूलक प्रतिस्थापन के प्रति हाइड्रोजन परमाणुओं की प्रतिक्रियाशीलता हाइड्रोजन के निष्कासन के बाद बनने वाले मुक्त मूलक की स्थिरता पर निर्भर करती है। मुक्त मूलकों की स्थिरता का क्रम $3^\circ > 2^\circ > 1^\circ$ होता है और एलाइलिक मुक्त मूलक अनुनाद (resonance) के कारण अधिक स्थिर होते हैं।
हाइड्रोजन के प्रकार:
$A$: $CH_3$ (प्राथमिक,एलाइलिक)
$B, C$: वाइनिलिक हाइड्रोजन
$D$: $CH_2$ (द्वितीयक,एलाइलिक)
$E$: $CH_2$ (द्वितीयक,एल्काइल)
$F$: $CH$ (तृतीयक,एल्काइल)
प्रतिक्रियाशीलता का क्रम: एलाइलिक $1^\circ$ $(A)$ > तृतीयक $(F)$ > द्वितीयक $(D)$ > द्वितीयक $(E)$ > वाइनिलिक $(B, C)$।

(C) यह अभिक्रिया एक ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक,साइक्लोब्यूटाइल मैग्नीशियम क्लोराइड,की क्लोरोसाइक्लोब्यूटेन के साथ अभिक्रिया है। यह एक वुर्ट्ज़-प्रकार की कपलिंग अभिक्रिया है जहाँ दो एल्काइल समूह एक साथ जुड़ जाते हैं।
$C_4H_7MgCl + C_4H_7Cl \rightarrow C_4H_7-C_4H_7 + MgCl_2$
उत्पाद $(P)$ बाइसाइक्लोब्यूटाइल है,जिसमें दो साइक्लोब्यूटेन रिंग एक एकल बंध द्वारा जुड़ी होती हैं।

(A) मुक्त मूलक प्रतिस्थापन के प्रति हाइड्रोजन परमाणुओं की सक्रियता बनने वाले मुक्त मूलक की स्थिरता पर निर्भर करती है।
मुक्त मूलक की स्थिरता का क्रम: $3^\circ > 2^\circ > 1^\circ > \text{vinyl}$.
हाइड्रोजन के प्रकार:
$(A)$ $1^\circ$ एलिलिक है।
$(B)$ विनाइलिक है (सबसे कम सक्रिय)।
$(C)$ $2^\circ$ एलिलिक है।
$(D)$ $2^\circ$ एल्काइल है।
$(E)$ $3^\circ$ एल्काइल है।
$(F)$ $1^\circ$ एल्काइल है।
स्थिरता का क्रम: $C > A > E > D > F > B$।

(B) उच्च तापमान $(400-500^\circ C)$ पर एल्केन का वाष्प-प्रावस्था नाइट्रीकरण मुक्त मूलक प्रतिस्थापन और $C-C$ बंध विदलन द्वारा होता है।
जब प्रोपेन $HNO_3$ वाष्प के साथ अभिक्रिया करता है,तो यह नाइट्रोएल्केन का मिश्रण बनाता है:
$1.$ $2$-नाइट्रोप्रोपेन $(40\%)$
$2.$ $1$-नाइट्रोप्रोपेन $(25\%)$
$3.$ नाइट्रोमेथेन $(25\%)$
$4.$ नाइट्रोएथेन $(10\%)$
मुख्य उत्पाद $2$-नाइट्रोप्रोपेन $(CH_3-CH(NO_2)-CH_3)$ है क्योंकि द्वितीयक हाइड्रोजन,प्राथमिक हाइड्रोजन की तुलना में अधिक अभिक्रियाशील होता है।

(C) एल्केन का मुक्त मूलक क्लोरीनीकरण एक श्रृंखला अभिक्रिया है जो तब तक जारी रहती है जब तक कि सभी हाइड्रोजन परमाणु क्लोरीन द्वारा प्रतिस्थापित नहीं हो जाते,यदि $Cl_2$ अधिक मात्रा में मौजूद हो।
मोनो-प्रतिस्थापित उत्पाद $(C_2H_5Cl)$ की सर्वोत्तम उपज प्राप्त करने के लिए,एल्केन $(C_2H_6)$ को अधिक मात्रा में और हैलोजन $(Cl_2)$ को सीमित मात्रा में लिया जाना चाहिए।
यह $C_2H_4Cl_2$ या $C_2H_3Cl_3$ जैसे पॉलीक्लोरीनेटेड उत्पादों के बनने की संभावना को कम करता है।

(B) यह अभिक्रिया एक एल्केन व्युत्पन्न का मुक्त मूलक क्लोरीनीकरण है।
मध्यवर्ती मुक्त मूलक की स्थिरता मुख्य उत्पाद निर्धारित करती है।
मुक्त मूलकों की स्थिरता का क्रम है: $\text{बेंजिलिक} > 3^\circ > 2^\circ > 1^\circ$।
बेंजिलिक मूलक $Ph-\dot{C}H-CH(CH_3)_2$ बेंजीन वलय के साथ अनुनाद स्थिरीकरण के कारण सबसे अधिक स्थिर है।
इसलिए,हाइड्रोजन का निष्कासन बेंजिलिक स्थिति पर प्राथमिकता से होता है,जिससे $Ph-CHCl-CH(CH_3)_2$ मुख्य उत्पाद के रूप में प्राप्त होता है।

(D) चरण $1$: कार्बनिक पेरोक्साइड की उपस्थिति में प्रोपीन की $HCl$ के साथ अभिक्रिया एंटी-मार्कोवनिकोव नियम का पालन करती है। $CH_3-CH=CH_2 + HCl \xrightarrow{\text{Peroxide}} CH_3-CH_2-CH_2Cl$ ($A$,$1$-क्लोरोप्रोपेन है)।
चरण $2$: $1$-क्लोरोप्रोपेन नम $Ag_2O$ ($AgOH$ के रूप में कार्य करता है) के साथ अभिक्रिया करके न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन देता है। $CH_3-CH_2-CH_2Cl + AgOH \rightarrow CH_3-CH_2-CH_2OH + AgCl$ ($B$,$n$-प्रोपेनोल है)।
चरण $3$: $n$-प्रोपेनोल $(CH_3-CH_2-CH_2OH)$ की अभिक्रिया $EtMgBr$ (एथिलमैग्नीशियम ब्रोमाइड) के साथ होती है। चूंकि $EtMgBr$ एक प्रबल क्षार है,यह अल्कोहल के अम्लीय हाइड्रोजन के साथ अभिक्रिया करके एल्केन बनाता है। $CH_3-CH_2-CH_2OH + CH_3CH_2MgBr \rightarrow CH_3CH_3 + CH_3CH_2CH_2OMgBr$। अतः,उत्पाद $C$ एथेन $(CH_3CH_3)$ है।

(A) एल्केन का क्वथनांक अणु के पृष्ठीय क्षेत्रफल पर निर्भर करता है।
जैसे-जैसे एल्केन में शाखाएं (branching) बढ़ती हैं,पृष्ठीय क्षेत्रफल कम हो जाता है,जिससे वैन डेर वाल्स आकर्षण बल कमजोर हो जाते हैं।
परिणामस्वरूप,शाखाओं में वृद्धि के साथ क्वथनांक कम हो जाता है।
$n-$ऑक्टेन एक सीधी श्रृंखला वाला एल्केन है जिसका पृष्ठीय क्षेत्रफल दिए गए विकल्पों में सबसे अधिक है।
इसलिए,$n-$ऑक्टेन का क्वथनांक सबसे अधिक है।

(C) वाष्पशीलता क्वथनांक $(B.P.)$ के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
दिए गए एल्केन्स में से,$n-$पेंटेन,आइसोपेंटेन और नियोपेंटेन $C_5H_{12}$ आणविक सूत्र वाले समावयवी हैं।
$n-$हेक्सेन का आणविक द्रव्यमान अधिक होता है,इसलिए इसका $B.P.$ अधिक होता है और यह कम वाष्पशील है।
$C_5$ समावयवियों में,नियोपेंटेन ($2$,$2$-डाइमिथाइलप्रोपेन) सबसे अधिक शाखित है,जिसके परिणामस्वरूप इसका पृष्ठीय क्षेत्रफल सबसे कम और वैन डेर वाल्स बल सबसे कमजोर होते हैं।
इसलिए,नियोपेंटेन का $B.P.$ सबसे कम है और यह सबसे अधिक वाष्पशील है।

(D) $NBS$ ($N$-Bromosuccinimide) एक अभिकर्मक है जिसका उपयोग मुक्त-मूलक (free-radical) ब्रोमीनीकरण के लिए किया जाता है,विशेष रूप से बेंजिलिक स्थिति पर।
दिए गए अणु में,दो बेंजिलिक स्थितियाँ हैं:
$1$. दो रिंगों के बीच का $CH(CH_3)$ समूह।
$2$. दाईं ओर की रिंग से जुड़े एथिल समूह का $CH_2$ समूह।
एथिल समूह के $CH_2$ समूह पर बनने वाला बेंजिलिक रेडिकल बेंजीन रिंग के साथ अनुनाद (resonance) के कारण अधिक स्थिर होता है और $CH(CH_3)$ स्थिति पर रेडिकल की तुलना में कम त्रिविम बाधा (steric hindrance) रखता है।
इसलिए,मुख्य उत्पाद एथिल समूह की बेंजिलिक स्थिति पर हाइड्रोजन परमाणु के ब्रोमीन परमाणु द्वारा प्रतिस्थापन से बनता है।
मुख्य उत्पाद की संरचना $CH_3-C_6H_4-CH(CH_3)-C_6H_4-CH(Br)CH_3$ है।

(A) एल्केन का क्वथनांक अणु के पृष्ठीय क्षेत्रफल पर निर्भर करता है।
जैसे-जैसे एल्केन में शाखाएं (branching) बढ़ती हैं,पृष्ठीय क्षेत्रफल कम हो जाता है,जिससे वैन डर वाल्स आकर्षण बल कमजोर हो जाते हैं।
पेंटेन $(A)$ एक सीधी श्रृंखला वाला एल्केन है जिसका पृष्ठीय क्षेत्रफल सबसे अधिक है।
$2-$मिथाइल ब्यूटेन $(B)$ में एक शाखा है,जो पेंटेन की तुलना में इसके पृष्ठीय क्षेत्रफल को कम कर देती है।
$2,2-$डाइमिथाइल प्रोपेन $(C)$ सबसे अधिक शाखित आइसोमर है,जिसके परिणामस्वरूप इसका पृष्ठीय क्षेत्रफल सबसे कम और क्वथनांक सबसे कम होता है।
इसलिए,क्वथनांक का क्रम $A > B > C$ है।

(A) यह अभिक्रिया दो चरणों में होती है:
$1$. साइक्लोहेक्सेन $h\nu$ (पराबैंगनी प्रकाश) की उपस्थिति में $Br_2$ के साथ मुक्त मूलक प्रतिस्थापन अभिक्रिया करता है,जिससे ब्रोमोसाइक्लोहेक्सेन (उत्पाद $A$) बनता है।
$2$. ब्रोमोसाइक्लोहेक्सेन शुष्क ईथर की उपस्थिति में $Na$ के साथ अभिक्रिया करता है,जो एक वुर्ट्ज़ अभिक्रिया है। ब्रोमोसाइक्लोहेक्सेन के दो अणु आपस में जुड़कर बाइसाइक्लोहेक्सिल (उत्पाद $B$) बनाते हैं।

(C) पेट्रोलियम अंशों का क्वथनांक हाइड्रोकार्बन श्रृंखला में कार्बन परमाणुओं की संख्या पर निर्भर करता है।
कम आणविक भार वाले हाइड्रोकार्बन का क्वथनांक कम होता है।
गैसोलीन (पेट्रोल) में $C_5$ से $C_{12}$ कार्बन परमाणु वाले हाइड्रोकार्बन होते हैं।
केरोसिन में $C_{12}$ से $C_{16}$,डीजल तेल में $C_{15}$ से $C_{18}$,और भारी तेल में $C_{20}$ और उससे अधिक कार्बन होते हैं।
चूंकि दिए गए विकल्पों में गैसोलीन की कार्बन श्रृंखला सबसे छोटी है,इसलिए इसका क्वथनांक सबसे कम है।

(B) ऑक्टेन संख्या गैसोलीन के एंटी-नॉकिंग गुण का माप है।
परंपरा के अनुसार,$n-$हेप्टेन को $0$ ऑक्टेन संख्या दी जाती है क्योंकि यह आसानी से नॉकिंग करता है।
आइसो-ऑक्टेन ($2,2,4-$ट्राइमिथाइलपेंटेन) को $100$ ऑक्टेन संख्या दी जाती है क्योंकि इसमें उत्कृष्ट एंटी-नॉकिंग गुण होते हैं।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(C) टेट्राएथिल लेड,जिसका रासायनिक सूत्र $(C_2H_5)_4Pb$ है,का उपयोग ऐतिहासिक रूप से गैसोलीन (पेट्रोल) में एंटी-नॉक एजेंट के रूप में किया जाता था ताकि ईंधन की ऑक्टेन रेटिंग में सुधार हो सके और इंजन में नॉकिंग को रोका जा सके। इसलिए,इसे पेट्रोलियम एडिटिव के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

(D) आइसो-ऑक्टेन ($2,2,4$-ट्राइमिथाइलपेंटेन) का उपयोग पेट्रोल की गुणवत्ता निर्धारित करने के लिए एक संदर्भ ईंधन के रूप में किया जाता है। इसे $100$ की ऑक्टेन संख्या दी गई है। इसे पेट्रोल में इसकी ऑक्टेन संख्या बढ़ाने के लिए मिलाया जाता है,जो ईंधन के एंटी-नॉकिंग गुणों में सुधार करता है।

(A) आंतरिक दहन इंजन में नॉकिंग ईंधन-वायु मिश्रण के समय से पहले जलने के कारण होती है। $n-$एल्केन (सीधी श्रृंखला वाले एल्केन) का ऑक्टेन नंबर कम होता है और वे प्री-इग्निशन के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं,जिससे नॉकिंग होती है। शाखित एल्केन,साइक्लोएल्केन और एरोमैटिक यौगिकों का ऑक्टेन नंबर अधिक होता है और वे नॉकिंग का बेहतर प्रतिरोध करते हैं।

(A) मीथेन $(CH_4)$ प्राकृतिक गैस का मुख्य घटक है और इसे कोयला खनन के संदर्भ में 'फायरडैम्प' के रूप में जाना जाता है।
यह कोयले की खदानों में हवा के साथ एक विस्फोटक मिश्रण बनाती है,जो इन वातावरणों में विस्फोटों का प्राथमिक कारण है।

(C) ऑक्टेन नंबर मोटर ईंधन के एंटी-नॉक गुणों का एक माप है।
परिभाषा के अनुसार,$n$-हेप्टेन का ऑक्टेन नंबर $0$ और $2, 2, 4-$ट्राइमिथाइल पेंटेन (आइसो-ऑक्टेन) का ऑक्टेन नंबर $100$ निर्धारित किया गया है।
$2, 2, 3-$ट्राइमिथाइल ब्यूटेन ऑक्टेन का एक शाखित आइसोमर है जिसकी एंटी-नॉक रेटिंग आइसो-ऑक्टेन से अधिक होती है,जिसका ऑक्टेन नंबर लगभग $124$ है।

(B) इंडेन गैस,जिसका उपयोग आमतौर पर घरेलू खाना पकाने के लिए किया जाता है,$isobutane$ और $propane$ का एक व्यावसायिक मिश्रण है।

(B) टेट्राइथाइल लेड $(TEL)$ को ऐतिहासिक रूप से पेट्रोल में एंटी-नॉक एजेंट के रूप में मिलाया जाता था।
हालाँकि,इसके दहन से इंजन में लेड ऑक्साइड जमा हो जाता है।
इसे रोकने के लिए,पेट्रोल में एथिलीन डाइब्रोमाइड $(C_2H_4Br_2)$ मिलाया जाता है।
यह लेड ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करके वाष्पशील लेड ब्रोमाइड $(PbBr_2)$ बनाता है,जो एग्जॉस्ट के माध्यम से इंजन से बाहर निकल जाता है।

(B) ईंधन की ऑक्टेन संख्या को आइसोऑक्टेन और $n$-हेप्टेन के मिश्रण में आइसोऑक्टेन के प्रतिशत के रूप में परिभाषित किया जाता है,जिसमें ईंधन के समान ही नॉकिंग विशेषताएँ होती हैं।
चूंकि ईंधन $70\%$ आइसोऑक्टेन और $30\%$ $n$-हेप्टेन के मिश्रण के समान नॉकिंग गुण प्रदर्शित करता है,इसलिए इसकी ऑक्टेन संख्या $70$ होगी।

(A) ऑक्टेन नंबर ईंधन के एंटी-नॉकिंग गुण का माप है।
परिभाषा के अनुसार,$n-$हेप्टेन को $0$ ऑक्टेन नंबर दिया गया है क्योंकि इसमें एंटी-नॉकिंग गुण बहुत खराब होते हैं।
आइसो-ऑक्टेन ($2,2,4-$ट्राइमिथाइलपेंटेन) को $100$ ऑक्टेन नंबर दिया गया है क्योंकि इसमें उत्कृष्ट एंटी-नॉकिंग गुण होते हैं।
इसलिए,सही उत्तर $n-$हेप्टेन है।

(B) ऑक्टेन नंबर ईंधन के एंटी-नॉकिंग गुण का एक माप है।
परिभाषा के अनुसार,$n$-हेप्टेन को $0$ का ऑक्टेन नंबर दिया गया है क्योंकि इसमें बहुत खराब एंटी-नॉकिंग गुण होते हैं और यह इंजन में काफी नॉकिंग पैदा करता है।
आइसो-ऑक्टेन ($2,2,4$-ट्राइमिथाइलपेंटेन) को $100$ का ऑक्टेन नंबर दिया गया है।
चूंकि $n$-हेप्टेन का ऑक्टेन नंबर सबसे कम है,इसलिए यह सही उत्तर है।

(B) मार्श गैस दलदल और दलदली क्षेत्रों जैसे जलमग्न स्थानों में कार्बनिक पदार्थों के अवायवीय अपघटन द्वारा बनती है।
इसमें मुख्य रूप से मीथेन $(CH_4)$ होता है,जो सबसे सरल एल्केन है।
इसलिए,सही विकल्प $B$ है।

(C) एल्केन का प्रकाश-रासायनिक क्लोरीनीकरण एक मुक्त मूलक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
यह $UV$ प्रकाश या ऊष्मा की उपस्थिति में $Cl-Cl$ बंध के समविखंडन (homolysis) द्वारा शुरू होता है,जो क्लोरीन मुक्त मूलक $(Cl^{\bullet})$ उत्पन्न करता है।

(C) पोटेशियम एसीटेट के जलीय घोल का विद्युत अपघटन कोल्बे की विद्युत अपघटन अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $2CH_3COOK + 2H_2O \rightarrow CH_3-CH_3 + 2CO_2 + H_2 + 2KOH$.
इस प्रक्रिया के दौरान एनोड पर एथेन $(CH_3-CH_3)$ प्राप्त होता है।

(D) सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में मीथेन $(CH_4)$ और क्लोरीन $(Cl_2)$ के बीच की अभिक्रिया एक मुक्त मूलक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
यह अभिक्रिया निम्नलिखित चरणों के माध्यम से आगे बढ़ती है:
$CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} CH_3Cl + HCl$
$CH_3Cl + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} CH_2Cl_2 + HCl$
$CH_2Cl_2 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} CHCl_3 + HCl$
$CHCl_3 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} CCl_4 + HCl$
इसके अतिरिक्त,दो मिथाइल मुक्त मूलकों के संयोजन के कारण इथेन $(CH_3CH_3)$ एक उप-उत्पाद के रूप में बन सकता है $(CH_3^{\bullet} + CH_3^{\bullet} \rightarrow CH_3CH_3)$.
प्रोपेन $(CH_3CH_2CH_3)$ में तीन कार्बन परमाणु होते हैं,जबकि मीथेन में केवल एक कार्बन परमाणु होता है। इसलिए,इस अभिक्रिया में प्रोपेन नहीं बन सकता है।

(B) $Red\, P + HI$ अभिकर्मक एक शक्तिशाली अपचायक है जो हैलाइड,अल्कोहल,एल्डिहाइड,कीटोन और कार्बोक्सिलिक एसिड जैसे विभिन्न कार्यात्मक समूहों को सीधे उनके संबंधित एल्केन में अपचयित कर सकता है।
$Zn - Hg / HCl$ (क्लेमेंसन अपचयन) केवल कार्बोनिल यौगिकों के लिए विशिष्ट है।
$LiAlH_4$ एक अपचायक है लेकिन यह आमतौर पर कार्बोनिल को अल्कोहल में अपचयित करता है,एल्केन में नहीं।

(D) कार्बोक्सिलिक एसिड के सोडियम लवणों के मिश्रण का इलेक्ट्रोलिसिस कोल्बे इलेक्ट्रोलिसिस अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।
सोडियम एसीटेट $(CH_3COONa)$ और सोडियम प्रोपियोनेट $(CH_3CH_2COONa)$ के मिश्रण के लिए,एनोड पर निम्नलिखित अभिक्रियाएं होती हैं:
$1$. $CH_3COO^-$ $\rightarrow CH_3COO^{\bullet} + e^-$ $\rightarrow CH_3^{\bullet} + CO_2$
$2$. $CH_3CH_2COO^-$ $\rightarrow CH_3CH_2COO^{\bullet} + e^-$ $\rightarrow CH_3CH_2^{\bullet} + CO_2$
बने हुए मुक्त मूलक ($CH_3^{\bullet}$ और $CH_3CH_2^{\bullet}$) तीन संभावित तरीकों से जुड़ते हैं:
- $CH_3^{\bullet} + CH_3^{\bullet} \rightarrow CH_3-CH_3$ (एथेन)
- $CH_3CH_2^{\bullet} + CH_3CH_2^{\bullet} \rightarrow CH_3CH_2-CH_2CH_3$ (ब्यूटेन)
- $CH_3^{\bullet} + CH_3CH_2^{\bullet} \rightarrow CH_3-CH_2CH_3$ (प्रोपेन)
इस प्रकार,प्राप्त उत्पादों का मिश्रण एथेन,प्रोपेन और ब्यूटेन है।

(C) ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(RMgX)$ सक्रिय हाइड्रोजन परमाणुओं (जैसे अल्कोहल,जल या एमाइन) वाले यौगिकों के साथ अभिक्रिया करने पर प्रबल क्षार के रूप में कार्य करते हैं।
इस अभिक्रिया में,$CH_3MgBr$,$C_2H_5OH$ के साथ अभिक्रिया करके मेथेन $(CH_4)$ और मैग्नीशियम एथॉक्सी ब्रोमाइड $(Mg(OC_2H_5)Br)$ बनाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $CH_3MgBr + C_2H_5OH \rightarrow CH_4 + Mg(OC_2H_5)Br$.
अतः,उत्पाद मेथेन $(CH_4)$ है।

(D) वुर्ट्ज़ अभिक्रिया में दो अल्काइल हैलाइड अणुओं का संयोजन होकर एक सममित अल्केन बनता है: $2R-X + 2Na \rightarrow R-R + 2NaX$।
दी गई उत्पाद $4, 5-$ डाईएथिल ऑक्टेन है,जिसकी संरचना $CH_3-CH_2-CH_2-CH(C_2H_5)-CH(C_2H_5)-CH_2-CH_2-CH_3$ है।
इस अणु को केंद्र से ($C_4$ और $C_5$ के बीच) तोड़ने पर,हमें दो समान टुकड़े मिलते हैं: $CH_3-CH_2-CH_2-CH(C_2H_5)-$.
रेडिकल को ब्रोमीन परमाणु से बदलने पर,हमें अल्काइल ब्रोमाइड $(X)$ के रूप में $CH_3-CH_2-CH_2-CH(Br)-CH_2-CH_3$ प्राप्त होता है।
यह $3-$ ब्रोमोहेक्सेन है,जो $CH_3-CH_2-CH_2-CH(Br)CH_2CH_3$ है।

(B) मिथेन का $photochemical \ chlorination$ एक मुक्त मूलक श्रृंखला अभिक्रिया है।
ऑक्सीजन $(O_2)$ इस प्रक्रिया में एक अवरोधक के रूप में कार्य करता है क्योंकि यह मुक्त मूलक मध्यवर्तियों (जैसे $CH_3^{\bullet}$) के साथ अभिक्रिया करके स्थिर पेरोक्सी मूलक बनाता है।
यह प्रभावी रूप से श्रृंखला अभिक्रिया को समाप्त कर देता है,जिससे ऑक्सीजन के समाप्त होने तक अभिक्रिया कुछ समय के लिए रुक जाती है।

(A) सम संख्या में कार्बन परमाणुओं वाले एल्केन अपनी सममित संरचना के कारण क्रिस्टल जालक में बेहतर तरीके से पैक होते हैं,जिससे उनके बीच मजबूत अंतर-आणविक आकर्षण बल कार्य करता है।
परिणामस्वरूप,सम संख्या में कार्बन वाले एल्केन का गलनांक विषम संख्या में कार्बन वाले एल्केन की तुलना में अधिक होता है।
इसलिए,विषम संख्या में कार्बन वाले एल्केन का गलनांक कम होता है।

(B) पैराफिन का तात्पर्य एल्केन से है,जो अध्रुवीय हाइड्रोकार्बन होते हैं। 'समान समान को घोलता है' (like dissolves like) के सिद्धांत के अनुसार,अध्रुवीय पदार्थ अध्रुवीय विलायकों में घुलते हैं। दिए गए विकल्पों में से,$Benzene$ $(C_6H_6)$ एक अध्रुवीय कार्बनिक विलायक है,जबकि पानी,मेथनॉल और खारा पानी ध्रुवीय विलायक हैं। इसलिए,पैराफिन $Benzene$ में घुलनशील है।

(A) शुष्क ईथर की उपस्थिति में $C_2H_5I$ की $Na$ के साथ अभिक्रिया वुर्ट्ज़ (Wurtz) अभिक्रिया है:
$2C_2H_5I + 2Na \xrightarrow{\text{dry ether}} C_4H_{10} + 2NaI$.
इस अभिक्रिया में,असमानुपातन (disproportionation) या रेडिकल एब्स्ट्रैक्शन के कारण एथीन $(C_2H_4)$ और एथेन $(C_2H_6)$ जैसे उप-उत्पाद बन सकते हैं।
दिए गए विकल्पों में से,$C_2H_4$ एथिल रेडिकल या एथिल आयोडाइड की विलोपन अभिक्रिया (elimination reaction) के माध्यम से बनने वाली एक संभावित अशुद्धि है।

(D) मुक्त मूलक प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं के प्रति एल्केन की अभिक्रियाशीलता अभिक्रिया के दौरान बनने वाले मध्यवर्ती मुक्त मूलक की स्थिरता पर निर्भर करती है।
दिए गए एल्केन में,हाइड्रोजन परमाणु के हटने से बनने वाले मुक्त मूलक की स्थिरता का क्रम: $3^\circ > 2^\circ > 1^\circ$ है।
$CH_4$ एक प्राथमिक एल्केन है,$CH_3CH_2CH_3$ में $2^\circ$ हाइड्रोजन हैं,$CH_3(CH_2)_2CH_3$ में $2^\circ$ हाइड्रोजन हैं,और $(CH_3)_3CH$ (आइसोब्यूटेन) में एक $3^\circ$ हाइड्रोजन है।
आइसोब्यूटेन से $3^\circ$ हाइड्रोजन के हटने से तृतीयक ब्यूटाइल मूलक बनता है,जो दिए गए विकल्पों में सबसे अधिक स्थिर है।
इसलिए,$(CH_3)_3CH$ सबसे अधिक अभिक्रियाशील एल्केन है।

(B) एल्केन का आयोडीनीकरण एक उत्क्रमणीय अभिक्रिया है: $CH_4 + I_2 \rightleftharpoons CH_3I + HI$
अभिक्रिया को अग्र दिशा में ले जाने के लिए,उप-उत्पाद $HI$ को हटाना आवश्यक है।
यह $HIO_3$ (आयोडिक अम्ल) या $HNO_3$ जैसे ऑक्सीकारक का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है,जो $HI$ को $I_2$ में ऑक्सीकृत कर देता है $(5HI + HIO_3 \rightarrow 3I_2 + 3H_2O)$।
इसलिए,एक ऑक्सीकारक आवश्यक है।

(B) $Wurtz$ अभिक्रिया में,एल्काइल हैलाइड शुष्क ईथर की उपस्थिति में सोडियम धातु के साथ अभिक्रिया करके एल्केन बनाते हैं।
यह अभिक्रिया मुक्त मूलक क्रियाविधि के माध्यम से होती है।
कभी-कभी,ये मुक्त मूलक असमानुपातन $(disproportionation)$ से गुजरते हैं,जहाँ एक मूलक दूसरे से हाइड्रोजन परमाणु ले लेता है,जिसके परिणामस्वरूप एल्केन और एल्कीन का निर्माण होता है।
इसलिए,मुक्त मूलकों के असमानुपातन के कारण एल्कीन का बनना एक सामान्य उप-अभिक्रिया है।

(A) एल्केन का हैलोजनीकरण $F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2$ की अभिक्रियाशीलता के क्रम का पालन करता है।
क्लोरीनीकरण अत्यधिक ऊष्माक्षेपी और कम चयनात्मक है,जबकि ब्रोमीनीकरण ऊष्माशोषी और अत्यधिक चयनात्मक है।
क्लोरीन रेडिकल की तुलना में ब्रोमीन रेडिकल द्वारा हाइड्रोजन के निष्कर्षण के लिए आवश्यक सक्रियण ऊर्जा $(E_a)$ अधिक होने के कारण,ब्रोमीनीकरण की दर क्लोरीनीकरण की तुलना में काफी धीमी होती है।