Hydrogen Questions in Gujarati

(D) વિધાન $(A)$ સાચું છે કારણ કે હાઇડ્રોજન પરમાણુ એક પ્રોટોન અને એક ઇલેક્ટ્રોનનો બનેલો છે. જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન દૂર થાય છે,ત્યારે માત્ર ન્યુક્લિયસ (એક પ્રોટોન) બાકી રહે છે,જેનું કદ આશરે $1.5 \times 10^{-3} \ pm$ હોય છે.
કારણ $(R)$ પણ સાચું છે કારણ કે પ્રોટોન $(H^+)$ અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ છે અને વાયુ અવસ્થા કે જલીય દ્રાવણમાં સ્વતંત્ર રીતે અસ્તિત્વ ધરાવી શકતું નથી; તે હંમેશા અન્ય અણુઓ અથવા આયનો (દા.ત.,$H_3O^+$) સાથે જોડાયેલું રહે છે.
જોકે,કારણ $(R)$ એ સમજાવતું નથી કે પ્રોટોનનું કદ $1.5 \times 10^{-3} \ pm$ કેમ છે. તેથી,બંને વિધાનો સાચા છે,પરંતુ $R$ એ $A$ ની સાચી સમજૂતી નથી.

(C) બરફના સ્ફટિકમાં,બંધારણ અત્યંત વ્યવસ્થિત અને ત્રિ-પરિમાણીય હોય છે.
દરેક પાણીનો અણુ ચતુષ્ફલકીય ગોઠવણીમાં $4$ પાડોશી પાણીના અણુઓ સાથે હાઇડ્રોજન બંધથી જોડાયેલ હોય છે.

(D) વોટર ગેસ એ $CO$ અને $H_2$ નું મિશ્રણ છે. જ્યારે વોટર ગેસ કોબાલ્ટ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં $H_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે મિથેનોલ બનાવે છે.
$CO + 2H_2 \xrightarrow{Co} CH_3OH$

(A) પ્રથમ પ્રતિક્રિયા કોલ ગેસિફિકેશન છે,જે આગળ વધવા માટે આશરે $1270 \ K$ ના ઊંચા તાપમાનની જરૂર પડે છે.
બીજી પ્રતિક્રિયા વોટર-ગેસ શિફ્ટ પ્રતિક્રિયા છે,જે $H_2$ ની ઉપજ વધારવા માટે આયર્ન ક્રોમેટ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં $673 \ K$ ના નીચા તાપમાને કરવામાં આવે છે.
આમ,$T_1 \approx 1270 \ K$ અને $T_2 \approx 673 \ K$.
તેથી,$T_1 > T_2$.

(D) હાઇડ્રોજનના સમસ્થાનિકો પ્રોટીયમ $(^1H)$,ડ્યુટેરિયમ $(^2H)$ અને ટ્રિટિયમ $(^3H)$ છે.
વિધાન $A$ સાચું છે કારણ કે આ સમસ્થાનિકોના ભૌતિક ગુણધર્મો (જેમ કે ઉત્કલન બિંદુ,ગલન બિંદુ,ઘનતા) તેમના વચ્ચેના મોટા સાપેક્ષ દળના તફાવતને કારણે નોંધપાત્ર રીતે અલગ પડે છે.
કારણ $R$ પણ સાચું છે કારણ કે ડ્યુટેરિયમનું દળ પ્રોટીયમ કરતા લગભગ બમણું છે અને ટ્રિટિયમનું ત્રણ ગણું છે,જે અન્ય તત્વોના સમસ્થાનિકોની તુલનામાં ખૂબ જ મોટો ટકાવારી તફાવત છે.
તેથી,દળનો તફાવત એ ભૌતિક ગુણધર્મોમાં તફાવતનું સીધું કારણ છે,જે $R$ ને $A$ ની સાચી સમજૂતી બનાવે છે.

(A) વિધાન-$I$ સાચું છે: ગરમ $Ni$ ઉદ્દીપક પર મિથેન અને વરાળની પ્રક્રિયાને હાઇડ્રોકાર્બનનું સ્ટીમ રિફોર્મિંગ કહેવામાં આવે છે,જે સિનગેસ $(CO + H_2)$ ઉત્પન્ન કરે છે. પ્રક્રિયા: $CH_{4(g)} + H_2O_{(g)} \xrightarrow[1270 \ K]{Ni} CO_{(g)} + 3H_{2(g)}$.
વિધાન-$II$ સાચું છે: સોડિયમ નાઇટ્રાઇટ એમોનિયમ ક્લોરાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને નાઇટ્રોજન વાયુ,સોડિયમ ક્લોરાઇડ અને પાણી આપે છે. પ્રક્રિયા: $NaNO_{2(aq)} + NH_4Cl_{(aq)} \rightarrow N_{2(g)} + NaCl_{(aq)} + 2H_2O_{(\ell)}$.

(A) $BeH_2$ એ ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતો (હાઇપોવેલેન્ટ) હાઇડ્રાઇડ છે જે પોલિમરિક બંધારણ ધરાવે છે,જે તેને અન્ય આપેલા હાઇડ્રાઇડ્સની તુલનામાં ઓછો સ્થાયી બનાવે છે,કારણ કે અન્ય હાઇડ્રાઇડ્સમાં અષ્ટક પૂર્ણ હોય છે અથવા તે વધુ આયનીય સ્વભાવના હોય છે.

(A) $B_2H_6$ એ ઇલેક્ટ્રોન ઉણપ ધરાવતો હાઇડ્રાઇડ છે કારણ કે તેમાં સામાન્ય સહસંયોજક બંધન માટે જરૂરી ઇલેક્ટ્રોન કરતાં ઓછા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
$HF$ એ ઇલેક્ટ્રોન સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડ છે કારણ કે તેના મધ્યસ્થ પરમાણુ પર ઇલેક્ટ્રોનની અબંધકારક જોડીઓ હોય છે.
$CH_4$ એ ઇલેક્ટ્રોન સચોટ હાઇડ્રાઇડ છે કારણ કે તેમાં સહસંયોજક બંધન માટે જરૂરી ઇલેક્ટ્રોનની ચોક્કસ સંખ્યા હોય છે.
$MgH_2$ એ $Mg$ અને $H_2$ ની પ્રતિક્રિયા દ્વારા રચાયેલ ક્ષારીય (આયનીય) હાઇડ્રાઇડ છે.
તેથી,સાચી જોડ $A-III, B-II, C-IV, D-I$ છે.

(B) હાઇડ્રોજનના સમસ્થાનિકો (પ્રોટિયમ,ડ્યુટેરિયમ અને ટ્રિટિયમ) સમાન ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી ધરાવે છે,જે લગભગ સમાન રાસાયણિક ગુણધર્મો તરફ દોરી જાય છે.
જો કે,તેઓ તેમની પ્રતિક્રિયાના દરમાં અલગ પડે છે કારણ કે તેમની બંધ વિયોજન એન્થાલ્પીમાં તફાવત હોય છે,જે તેમના સમસ્થાનિક દળમાં તફાવતને કારણે ઉદ્ભવે છે.
તેથી,$A$ અને $R$ બંને સાચા છે,અને $R$ એ $A$ ની સાચી સમજૂતી છે.

(A) વોટર-ગેસ શિફ્ટ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: $CO(g) + H_2O(g) \xrightarrow{\text{Iron chromate}} CO_2(g) + H_2(g)$.
આ પ્રક્રિયામાં,$CO$ માં કાર્બનનો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે અને $CO_2$ માં તે $+4$ છે.
કાર્બનનો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ થી વધીને $+4$ થતો હોવાથી,$CO$ નું $CO_2$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે.

(D) વિધાન $A$ સાચું છે: હાઇડ્રોજન ભારે ધાતુના ઓક્સાઇડ માટે રિડક્શનકર્તા તરીકે કામ કરે છે.
વિધાન $B$ સાચું છે: ભારે પાણી $(D_2O)$ નો ઉપયોગ પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિઓનો અભ્યાસ કરવા માટે ટ્રેસર તરીકે થાય છે.
વિધાન $C$ સાચું છે: તેલના હાઇડ્રોજનેશનથી સંતૃપ્ત ચરબી (વનસ્પતિ ઘી) ઉત્પન્ન થાય છે.
વિધાન $D$ ખોટું છે: $H-H$ બંધ વિયોજન એન્થાલ્પી $(435.88 \ kJ \ mol^{-1})$ વાસ્તવમાં કોઈપણ તત્વના બે અણુઓ વચ્ચેના સિંગલ બોન્ડ માટે સૌથી વધુ છે.
વિધાન $E$ ખોટું છે: હાઇડ્રોજન ફક્ત લોખંડ કરતા ઓછી સક્રિય ધાતુઓના ઓક્સાઇડનું રિડક્શન કરી શકે છે (દા.ત.,$Cu, Pb, Ag$). તે $Na, K, Ca$ જેવી અત્યંત સક્રિય ધાતુઓના ઓક્સાઇડનું રિડક્શન કરી શકતું નથી.
તેથી,વિધાનો $D$ અને $E$ ખોટા છે.

(A) $NH_3$,$CH_3NH_2$ અને $(CH_3)_2NH$ જેવા નાના એમાઈન ડાયબોરેનનું અસમપ્રમાણ વિભાજન કરીને $[BH_2(X)_2]^+ [BH_4]^-$ પ્રકારના આયનીય ઉત્પાદનો આપે છે.
પ્રક્રિયા છે: $B_2H_6 + 2X \rightarrow [BH_2(X)_2]^+ [BH_4]^-$.
$(CH_3)_3N$ જેવા મોટા એમાઈન ડાયબોરેનનું સમપ્રમાણ વિભાજન કરીને બોરેન-એમાઈન એડક્ટ્સ બનાવે છે: $B_2H_6 + 2N(CH_3)_3 \rightarrow 2H_3B \leftarrow N(CH_3)_3$.
તેથી,$X$ એ $NH_3$,$CH_3NH_2$ અથવા $(CH_3)_2NH$ હોઈ શકે છે.

(D) ઉચ્ચ શુદ્ધતા ધરાવતો ડાયહાઈડ્રોજન $(> 99.95\%)$ $Ni$ ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે ગરમ બેરિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડના જલીય દ્રાવણના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,વિદ્યુતવિભાજ્ય તરીકે $Ba(OH)_2$ અને ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે $Ni$ નો ઉપયોગ થાય છે.
ઉચ્ચ શુદ્ધતા ધરાવતો હાઇડ્રોજન વાયુ મેળવવા માટે આ પદ્ધતિ પસંદ કરવામાં આવે છે.

(A) વોટર ગેસ એ કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ અને હાઇડ્રોજન $(H_2)$ નું મિશ્રણ છે.
તે મિથેનની વરાળ સાથે નિકલ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં ઊંચા તાપમાને પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે:
$CH_{4(g)} + H_2O_{(g)} \xrightarrow{1270 \ K, \ Ni} CO_{(g)} + 3H_{2(g)}$
આમ,$CO_{(g)}$ અને $H_{2(g)}$ ના મિશ્રણને વોટર ગેસ અથવા સિનગેસ (syngas) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(D) નિકલના ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે ગરમ જલીય $Ba(OH)_2$ ના દ્રાવણનું વિદ્યુતવિભાજન એ ઉચ્ચ શુદ્ધતા ધરાવતો ડાયહાઇડ્રોજન $(H_2)$ મેળવવા માટેની પ્રમાણિત પ્રયોગશાળા પદ્ધતિ છે.
આ પ્રક્રિયા દ્વારા $99.95 \%$ કરતા વધુ શુદ્ધતા ધરાવતો ડાયહાઇડ્રોજન મળે છે.

(A) $1$. કોલસાનું ગેસિફિકેશન: $C(s) + H_2O(g) \xrightarrow{1270 K} CO(g) + H_2(g)$. આ પ્રક્રિયા $H_2$ ઉત્પન્ન કરે છે.
$2$. વનસ્પતિ ઘીનું નિર્માણ: આમાં નિકલ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં વનસ્પતિ તેલનું હાઈડ્રોજનેશન કરવા માટે $H_2$ વાયુનો ઉપયોગ થાય છે.
$3$. $HCl$ ની બનાવટ: $H_2(g) + Cl_2(g) \xrightarrow{h\nu} 2HCl(g)$. આ પ્રક્રિયામાં $H_2$ વપરાય છે.
$4$. ધાતુ હાઈડ્રાઈડની બનાવટ: $2M(s) + nH_2(g) \rightarrow 2MH_n(s)$. આ પ્રક્રિયામાં $H_2$ વપરાય છે.
તેથી,કોલસાનું ગેસિફિકેશન એ $H_2$ ઉત્પન્ન કરવાની પ્રક્રિયા છે,તેનો ઉપયોગ કરવાની નથી.

(A) હાઈડ્રોજન ઘણા ગુણધર્મોમાં હેલોજન સાથે સામ્યતા ધરાવે છે:
$1$. બંને દ્વિપરમાણ્વીય અણુઓ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે $(H_2, F_2, Cl_2, Br_2, I_2)$.
$2$. બંને ઊંચી આયનીકરણ એન્થાલ્પી ધરાવે છે.
$3$. બંને એક ઇલેક્ટ્રોન મેળવીને યુનિનેગેટિવ આયનો $(H^-, F^-, Cl^-, Br^-, I^-)$ બનાવે છે.
$4$. બંને અધાતુઓ સાથે સહસંયોજક સંયોજનો બનાવે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,હાઈડ્રોજનની આયનીકરણ એન્થાલ્પી હેલોજનની આયનીકરણ એન્થાલ્પી સાથે તુલનાત્મક છે,જે તેને સામ્યતા દર્શાવતો સૌથી યોગ્ય વિકલ્પ બનાવે છે.

(D) બોશ પ્રક્રિયામાં,વોટર ગેસ $(CO + H_{2})$ ની વરાળ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CO_{2}$ અને $H_{2}$ મેળવવામાં આવે છે.
$Fe_{2}O_{3}$ ઉદ્દીપક તરીકે કાર્ય કરે છે,જ્યારે $Cr_{2}O_{3}$ નો ઉપયોગ ઉદ્દીપકની કાર્યક્ષમતા વધારવા માટે પ્રમોટર તરીકે થાય છે.

(C) $NiH$ હાઇડ્રાઇડ એ ધાત્વીય અથવા અ-તત્વયોગમિતિય (non-stoichiometric) હાઇડ્રાઇડનું ઉદાહરણ છે.
આ હાઇડ્રાઇડ્સમાં સામાન્ય સહસંયોજક બંધ બનાવવા માટે પૂરતી સંખ્યામાં ઇલેક્ટ્રોન હોતા નથી,તેથી તેમને ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતા હાઇડ્રાઇડ્સ કહેવામાં આવે છે.

(C) $HF$ એ આણ્વીય (સહસંયોજક) હાઇડ્રાઇડ છે કારણ કે તે હાઇડ્રોજન અને અધાતુ (ફ્લોરિન) વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી દ્વારા રચાય છે.
$KH$,$NaH$,અને $LiH$ એ ક્ષારીય અથવા આયનીય હાઇડ્રાઇડના ઉદાહરણો છે,જે આલ્કલી ધાતુમાંથી હાઇડ્રોજનમાં ઇલેક્ટ્રોનના સ્થાનાંતરણ દ્વારા રચાય છે.

(B) હાઇડ્રોલિથનું સૂત્ર $CaH_{2}$ છે.
કેલ્શિયમ હાઇડ્રાઇડ $(CaH_{2})$ એ ક્ષાર જેવું દ્વિસંગી હાઇડ્રાઇડ છે,જેનો ઉપયોગ રિડક્શન કર્તા તરીકે અને હાઇડ્રોજન વાયુના સ્ત્રોત તરીકે થાય છે.

(A) $CO + H_2O \rightleftharpoons CO_2 + H_2$ પ્રક્રિયાને વોટર-ગેસ શિફ્ટ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓમાં,હાઇડ્રોજનનું ઉત્પાદન વધારવા માટે આ પ્રક્રિયા $500^{\circ} C$ તાપમાને આયર્ન ક્રોમાઇટ $(Fe_2O_3-Cr_2O_3)$ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં કરવામાં આવે છે.

(D) પ્રક્રિયા $CO(g) + H_2O(g) \rightleftharpoons CO_2(g) + H_2(g)$ ને વોટર-ગેસ શિફ્ટ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા વોટર ગેસમાંથી ડાયહાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરવા માટે $Fe-Cr$ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં આશરે $500^{\circ} C$ તાપમાને કરવામાં આવે છે.

(D) વોટર ગેસ એ એક પ્રકારનો બળતણ વાયુ છે,જે કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ અને હાઇડ્રોજન $(H_2)$ નું મિશ્રણ છે.
તે લાલ-ગરમ કોક પર વરાળ પસાર કરીને ઉત્પન્ન થાય છે:
$C_{(s)} + H_2O_{(g)} \xrightarrow{1273 \ K} CO_{(g)} + H_{2_{(g)}}$
તેથી,સાચું બંધારણ $CO_{(g)} + H_{2_{(g)}}$ છે.

(C) હાઇડ્રોજન $-1$ (ધાતુ હાઇડ્રાઇડ્સમાં) અને $+1$ (મોટાભાગના સંયોજનોમાં) ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે.
ઓક્સિજનનો ઓક્સિડેશન આંક તમામ સંયોજનોમાં $-2$ હોતો નથી; ઉદાહરણ તરીકે,$OF_2$ માં તે $+2$ હોય છે.
હાઇડ્રોજનની આયનીકરણ એન્થાલ્પી આલ્કલી ધાતુઓ કરતા ઘણી વધારે હોય છે કારણ કે તેનું કદ નાનું હોય છે અને તેનો ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્રની નજીક હોય છે.

(D) જ્યારે $s$-બ્લોક તત્વોના આયનિક હાઇડ્રાઇડ (દા.ત.,$NaH$) નું પીગળેલા અવસ્થામાં વિદ્યુતવિભાજન કરવામાં આવે છે,ત્યારે નીચે મુજબની પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે:
કેથોડ પર: $Na^+ + e^- \rightarrow Na$
એનોડ પર: $2H^- \rightarrow H_2 + 2e^-$
આમ,એનોડ પર ડાયહાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ મુક્ત થાય છે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા એ વોટર-ગેસ શિફ્ટ પ્રક્રિયા છે.
આ ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયામાં,$CO$ એ $623 \ K$ તાપમાને આયર્ન ક્રોમેટ $(Fe_2O_3 \cdot Cr_2O_3)$ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં વરાળ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CO_2$ અને $H_2$ ઉત્પન્ન કરે છે.

(A) વોટર ગેસ $(CO + H_2)$ માંથી હાઇડ્રોજનના ઉત્પાદનમાં,આ પ્રક્રિયાને વોટર-ગેસ શિફ્ટ પ્રતિક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
પ્રતિક્રિયા છે: $CO(g) + H_2O(g) \xrightarrow{\text{catalyst}} CO_2(g) + H_2(g)$.
આયર્ન ક્રોમેટ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં વરાળ દ્વારા $CO$ નું $CO_2$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે.
ત્યારબાદ ઉત્પન્ન થયેલ $CO_2$ ને સોડિયમ આર્સેનાઇટ અથવા આલ્કલી (જેમ કે $KOH$ અથવા $NaOH$) ના દ્રાવણ સાથે દૂર કરવામાં આવે છે જેથી શુદ્ધ હાઇડ્રોજન મેળવી શકાય.

(D) વોટર ગેસ મુખ્યત્વે કાર્બન મોનોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુનું મિશ્રણ છે,એટલે કે $CO_{(g)} + H_{2(g)}$.
તે એક મૂલ્યવાન ઔદ્યોગિક કાચો માલ છે અને તેનો ઉપયોગ રસાયણો,બળતણના ઉત્પાદનમાં અને ધાતુશાસ્ત્રના ઉપયોગોમાં રિડક્શન કર્તા તરીકે થાય છે.

(B)
હાઇડ્રોજન અત્યંત જ્વલનશીલ છે અને તેથી તેનો સંગ્રહ કરવો મુશ્કેલ છે.
હાઇડ્રોજનનું ક્રાંતિક તાપમાન નીચું હોય છે અને તેથી તેને સરળતાથી પ્રવાહીમાં ફેરવી શકાતું નથી.

(C) ઇલેક્ટ્રોન ઉણપ ધરાવતું હાઇડ્રાઇડ એ છે કે જેની પાસે તેની રચના માટે જરૂરી સહસંયોજક બંધ બનાવવા માટે પૂરતા ઇલેક્ટ્રોન હોતા નથી.
$B_2H_6$ (ડાયબોરેન) માં $8$ સહસંયોજક બંધ છે,જેના માટે સામાન્ય રીતે $16$ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર પડે છે.
જોકે,$B_2H_6$ પાસે બંધ બનાવવા માટે માત્ર $12$ વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન ઉપલબ્ધ છે.
તેથી,તે ઇલેક્ટ્રોન ઉણપ ધરાવતું હાઇડ્રાઇડ છે.

(D) સોડિયમ હાઇડ્રાઇડ $(NaH)$ અને ડાયબોરેન $(B_{2}H_{6})$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા ઇથર દ્રાવકમાં,સામાન્ય રીતે ડાયઇથાઇલ ઇથર,$(C_{2}H_{5})_{2}O$ માં થાય છે,જેથી સોડિયમ બોરોહાઇડ્રાઇડ $(NaBH_{4})$ મળે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ છે: $2NaH + B_{2}H_{6} \xrightarrow{(C_{2}H_{5})_{2}O} 2NaBH_{4}$.
અહીં,'$A$' એ $(C_{2}H_{5})_{2}O$ છે અને '$B$' એ $NaBH_{4}$ છે,જે એક જાણીતું રિડ્યુસિંગ એજન્ટ છે.

(D) આયનીય હાઇડ્રાઇડ્સ સામાન્ય રીતે તેમના ઊંચા ગલનબિંદુને કારણે અબાષ્પશીલ હોય છે.
તેથી,વિકલ્પ $(D)$ આયનીય હાઇડ્રાઇડ્સને લાગુ પડતો નથી.

(A) $ZnO-Cr_2O_3$ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં ઊંચા તાપમાન $(673 \ K)$ અને ઊંચા દબાણ $(300 \ atm)$ પર કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ ના ઉદ્દીપકીય હાઇડ્રોજનેશનથી મિથેનોલ $(CH_3OH)$ બને છે.
રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$CO + 2H_2 \xrightarrow[\text{High pressure } (673 \ K, 300 \ atm)]{ZnO-Cr_2O_3} CH_3OH$

(A) સાંદ્ર $H_2SO_4$ એ એક શક્તિશાળી નિર્જલીકરણ કર્તા છે.
તે ખાંડ $(C_{12}H_{22}O_{11})$ માંથી પાણી દૂર કરે છે,જેનાથી કાર્બનનો કાળો પદાર્થ બાકી રહે છે.
આ પ્રક્રિયાને કાર્બોનિકરણ (charring) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$C_{12}H_{22}O_{11} \xrightarrow{\text{conc. } H_2SO_4} 12C + 11H_2O$

(D) પારો એકમાત્ર એવી ધાતુ છે જે ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહી સ્વરૂપમાં હોય છે. આ વિધાન સાચું છે.
$(b)$ અધાતુઓમાં,કાર્બન (હીરાના સ્વરૂપમાં) સૌથી વધુ ગલનબિંદુ ધરાવે છે. આ વિધાન સાચું છે.
$(c)$ હાઇડ્રોજન બ્રહ્માંડમાં સૌથી વધુ પ્રમાણમાં જોવા મળતું તત્વ છે,જે લગભગ $75 \%$ જેટલું છે. આ વિધાન સાચું છે.
$(d)$ ઓક્સિજન પૃથ્વીના પોપડામાં સૌથી વધુ પ્રમાણમાં જોવા મળતું તત્વ છે,જે લગભગ $46.6 \%$ જેટલું છે. આ વિધાન સાચું છે.
તેથી,આપેલા ચારેય વિધાનો સાચા છે.

(A) કાર્બન મોનોક્સાઇડની હાઇડ્રોજન સાથેની પ્રક્રિયા વપરાતા ઉદ્દીપકના આધારે અલગ-અલગ નીપજો આપે છે:
$1$. $CO + 3 H_2 \xrightarrow{Ni} CH_4 + H_2 O$ (ઉદ્દીપક $A = Ni$)
$2$. $CO + 2 H_2 \xrightarrow{ZnO-Cr_2 O_3} CH_3 OH$ (ઉદ્દીપક $B = ZnO-Cr_2 O_3$)
$3$. $O_2 + 2 H_2 \xrightarrow{Pt} 2 H_2 O$ (ઉદ્દીપક $C = Pt$)
તેથી,ઉદ્દીપકો $A, B, C$ અનુક્રમે $Ni, ZnO-Cr_2 O_3, Pt$ છે.

(A) હાઇડ્રાઇડ ગેપ એ આવર્ત કોષ્ટકના તે વિસ્તારને દર્શાવે છે જ્યાં તત્વો સામાન્ય પરિસ્થિતિમાં હાઇડ્રાઇડ બનાવતા નથી.
આ સંક્રાંતિ ધાતુઓ તેમની સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં હાઇડ્રોજન પ્રત્યે ખૂબ ઓછી આકર્ષણ શક્તિ ધરાવે છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ $7, 8$ અને $9$ ની ધાતુઓ હાઇડ્રાઇડ બનાવતી નથી.
તેથી,સમૂહ $7, 8$ અને $9$ ને હાઇડ્રાઇડ ગેપ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(D) આપેલ પ્રતિક્રિયાઓ હાઇડ્રોજન અને એમોનિયાના ઉત્પાદન માટેની ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓ છે:
$I$. આ એમોનિયાના સંશ્લેષણ માટેની હેબર પ્રક્રિયા છે,જ્યાં $X$ એ $Fe$ (આયર્ન) છે.
$II$. આ વોટર-ગેસ શિફ્ટ પ્રતિક્રિયા છે,જ્યાં $Y$ એ $FeCrO_4$ (આયર્ન ક્રોમેટ) છે.
$III$. આ મિથેનનું સ્ટીમ રિફોર્મિંગ છે,જ્યાં $Z$ એ $Ni$ (નિકલ) છે.
તેથી,ઉદ્દીપક $X$,$Y$ અને $Z$ અનુક્રમે આયર્ન,આયર્ન ક્રોમેટ અને નિકલ છે.

(D) પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$(a)$ $2NaBH_4 + I_2 \rightarrow B_2H_6 + 2NaI + H_2 \uparrow$
$(b)$ $B_2H_6 + 6H_2O \rightarrow 2B(OH)_3 + 6H_2 \uparrow$
$(c)$ $3B_2H_6 + 6NH_3$ $\rightarrow 3[BH_2(NH_3)_2]^+[BH_4]^-$ $\xrightarrow{\Delta} 2B_3N_3H_6 + 12H_2 \uparrow$
$(d)$ $B_2H_6 + 3O_2 \rightarrow B_2O_3 + 3H_2O$
પ્રક્રિયા $(d)$ માં ડાયહાઈડ્રોજન વાયુને બદલે પાણી બને છે. તેથી,ડાયબોરેનનું ઓક્સિજનમાં દહન થતા ડાયહાઈડ્રોજન મુક્ત થતો નથી.

(B) ટ્રિટિયમ રેડિયોએક્ટિવ છે અને ઓછી ઉર્જા ધરાવતા $\beta$-કણોનું ઉત્સર્જન કરે છે,$\gamma$-કિરણોનું નહીં.
$H^{+}$ જલીય દ્રાવણમાં મુક્ત રીતે અસ્તિત્વ ધરાવતું નથી; તે હાઇડ્રોનિયમ આયન,$H_3O^{+}$ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
ટ્રિટિયમ પ્રોટિયમના દર $10^{18}$ પરમાણુ દીઠ $1$ પરમાણુના ગુણોત્તરમાં જોવા મળે છે.
હાઇડ્રોજન હેલોજન કરતા ઓછું પ્રતિક્રિયાશીલ છે,જે સારા ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ છે.
તેથી,સાચું વિધાન એ છે કે $H^{+}$ મુક્ત રીતે અસ્તિત્વ ધરાવતું નથી.

(A) $H-H$ બંધ એન્થાલ્પી $= 435.88 \ kJ \ mol^{-1}$.
$D-D$ બંધ એન્થાલ્પી $= 443.35 \ kJ \ mol^{-1}$.
તેમની બંધ વિયોજન એન્થાલ્પીમાં તફાવત હોવાને કારણે,પ્રોટીયમ અને ડ્યુટેરિયમની પ્રતિક્રિયાઓનો દર અલગ હોય છે.
આમ,$(A)$ અને $(R)$ બંને સાચા છે અને $(R)$ એ $(A)$ ની સાચી સમજૂતી છે.

(B) હાઇડ્રોજનના ત્રણ સમસ્થાનિકો છે: $H, D, T$.
શક્ય અણુઓ આ સમસ્થાનિકોના બે-બેના સંયોજનથી બને છે (સમાન જોડી સહિત).
શક્ય સંયોજનો છે: $H-H, D-D, T-T, H-D, H-T, D-T$.
આમ,કુલ $6$ શક્ય હાઇડ્રોજન અણુઓ છે.

(C) બંધ લંબાઈ એ કેન્દ્ર અને ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારીવાળી જોડી વચ્ચેના સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ બળ પર આધાર રાખે છે.
આઇસોટોપ્સમાં પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન હોવાથી,ઇલેક્ટ્રોનિક વાતાવરણ સમાન રહે છે.
તેથી,$H_2$ અને $D_2$ બંને માટે બંધ લંબાઈ સમાન હોય છે.

(C) ઓક્સિડેશનકર્તા એ પદાર્થ છે જે ઈલેક્ટ્રોન મેળવે છે અથવા બીજા પદાર્થનું ઓક્સિડેશન કરે છે. આ પ્રક્રિયામાં,ઓક્સિડેશનકર્તા પોતે રિડક્શન પામે છે.
પ્રક્રિયા $2Na_{(s)} + H_{2(g)} \longrightarrow 2NaH_{(s)}$ માં,$H$ નો ઓક્સિડેશન આંક $H_2$ માં $0$ થી બદલાઈને $NaH$ માં $-1$ થાય છે.
હાઈડ્રોજનનો ઓક્સિડેશન આંક ઘટતો હોવાથી,તેનું રિડક્શન થાય છે.
$H_2$ નું રિડક્શન થતું હોવાથી,તે $Na$ માટે ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે (જેનું $0$ થી $+1$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે).
અન્ય વિકલ્પોમાં,$H_2$ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે કારણ કે તેનું ઓક્સિડેશન થાય છે.

(C) $1$. આયનીય (અથવા ક્ષારીય) હાઇડ્રાઇડ્સ એ $s$-વિભાગના તત્વો દ્વારા બનતા સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક સંયોજનો છે. તેઓ ઘન અવસ્થામાં સ્ફટિકમય,અબાષ્પશીલ અને અવાહક હોય છે. તેઓ પાણી સાથે પ્રબળ પ્રક્રિયા કરીને $H_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે.
$2$. સમૂહ $14$ ના તત્વો (જેમ કે $CH_4$,$SiH_4$) સામાન્ય સહસંયોજક બંધ બનાવવા માટે જરૂરી ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે,તેથી તેમને ઇલેક્ટ્રોન-ચોક્કસ હાઇડ્રાઇડ્સ કહેવામાં આવે છે.
$3$. સહસંયોજક (અથવા આણ્વીય) હાઇડ્રાઇડ્સ સામાન્ય રીતે બાષ્પશીલ સંયોજનો છે જેમના ઉત્કલનબિંદુ અને ગલનબિંદુ નીચા હોય છે,કારણ કે તેઓ નિર્બળ વાન ડર વાલ્સ બળો દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. તેથી,સહસંયોજક હાઇડ્રાઇડ્સ અબાષ્પશીલ છે તે વિધાન ખોટું છે.

(D) હાઇડ્રાઇડ્સનું વર્ગીકરણ તેમની ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાના આધારે કરવામાં આવે છે:
$1$. સેલાઇન (આયનીય) હાઇડ્રાઇડ્સ: $s$-બ્લોક તત્વો દ્વારા રચાય છે,દા.ત.,$(NaH)$।
$2$. ઇલેક્ટ્રોન ઉણપ ધરાવતા હાઇડ્રાઇડ્સ: બંધ બનાવવા માટે જરૂરી ઇલેક્ટ્રોન કરતાં ઓછા ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે,દા.ત.,$(B_2H_6)$।
$3$. ઇલેક્ટ્રોન સચોટ હાઇડ્રાઇડ્સ: બંધ બનાવવા માટે ચોક્કસ સંખ્યામાં ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે,દા.ત.,$(CH_4)$।
$4$. ઇલેક્ટ્રોન સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડ્સ: ઇલેક્ટ્રોનની લોન જોડી ધરાવે છે,દા.ત.,$(H_2O, NH_3, HF)$।
વિકલ્પ $(D)$ માં,$(HF)$ એ ઇલેક્ટ્રોન સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડ છે કારણ કે ફ્લોરિન પરમાણુ પર લોન જોડી હોય છે,તે ઇલેક્ટ્રોન સચોટ હાઇડ્રાઇડ નથી. તેથી,$(D)$ ખોટી રીતે જોડાયેલ છે.

(A) ઇલેક્ટ્રોન-ચોક્કસ હાઇડ્રાઇડ્સ તે છે જેમાં સહસંયોજક બંધ બનાવવા માટે જરૂરી ઇલેક્ટ્રોનની ચોક્કસ સંખ્યા હોય છે.
આ હાઇડ્રાઇડ્સમાં કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) કે ઇલેક્ટ્રોનની ઉણપ હોતી નથી.
સમૂહ $14$ ના તત્વો (જેમ કે $C, Si, Ge, Sn, Pb$) $EH_4$ પ્રકારના હાઇડ્રાઇડ્સ બનાવે છે,જે ઇલેક્ટ્રોન-ચોક્કસ હોય છે.
ઉદાહરણોમાં $CH_4, SiH_4, GeH_4, SnH_4,$ અને $PbH_4$ નો સમાવેશ થાય છે.

(D) સમૂહ $15$ ના તત્વોના હાઇડ્રાઇડ્સ પાસે મધ્યસ્થ પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે તેમને ઇલેક્ટ્રોન દાતા તરીકે કાર્ય કરવાની ક્ષમતા આપે છે. તેથી,તેઓ લુઈસ બેઝ તરીકે વર્તે છે,લુઈસ એસિડ તરીકે નહીં.
વિકલ્પ $(D)$ ખોટો છે.