Properties of Haloalkanes Questions in Hindi

(A) अभिकारक $2$-ब्रोमोबेंज़िल ब्रोमाइड है। अभिक्रिया में $NH_3$ के साथ $-CH_2Br$ समूह का नाभिकरागी प्रतिस्थापन (nucleophilic substitution) शामिल है।
$-CH_2Br$ समूह एक बेंजाइलिक हैलाइड है,जो संक्रमण अवस्था के अनुनाद स्थिरीकरण (resonance stabilization) के कारण नाभिकरागी प्रतिस्थापन ($S_N2$ क्रियाविधि) के प्रति अत्यधिक सक्रिय होता है।
इसके विपरीत,बेंजीन रिंग से सीधे जुड़ा $-Br$ परमाणु (एरील हैलाइड) $C-Br$ बंध के आंशिक द्वि-बंध चरित्र और फेनिल धनायन की अस्थिरता के कारण इन परिस्थितियों में नाभिकरागी प्रतिस्थापन के प्रति बहुत कम सक्रिय होता है।
इसलिए,नाभिकरागी $NH_3$ चयनात्मक रूप से बेंजाइलिक कार्बन पर आक्रमण करके $2$-ब्रोमोबेंज़िलएमीन बनाएगा।

(B) लीविंग ग्रुप की क्षमता परिणामी आयन की स्थिरता के सीधे आनुपातिक होती है।
$1$. $-OSO_2CF_3$ (ट्राइफलेट) सबसे अच्छा लीविंग ग्रुप है क्योंकि ऋणात्मक आवेश $SO_2$ समूह के साथ अनुनाद (resonance) और $-CF_3$ समूह के मजबूत इलेक्ट्रॉन-आकर्षक प्रभाव द्वारा अत्यधिक स्थिर होता है।
$2$. $-OSO_2Me$ (मेसिलेट) अगला सबसे अच्छा है,क्योंकि ऋणात्मक आवेश $SO_2$ समूह के साथ अनुनाद द्वारा स्थिर होता है,लेकिन इसमें $-CF_3$ समूह का मजबूत प्रेरणिक प्रभाव नहीं होता है।
$3$. $-OAc$ (एसीटेट) एक मध्यम लीविंग ग्रुप है जहाँ ऋणात्मक आवेश दो ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच अनुनाद द्वारा स्थिर होता है।
$4$. $-OMe$ (मेथॉक्साइड) एक खराब लीविंग ग्रुप है क्योंकि ऋणात्मक आवेश ऑक्सीजन परमाणु पर स्थानीयकृत (localized) होता है और इसमें कोई अनुनाद स्थिरता नहीं होती है।
इसलिए,लीविंग पावर का सही क्रम $IV > III > I > II$ है।

(C) विकल्प $(c)$ में,यौगिक $C_6H_5-CH(D)-Br$ है।
इसमें एक कायरल कार्बन परमाणु होता है क्योंकि यह चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा होता है: $-C_6H_5$,$-H$,$-D$,और $-Br$।
$HOH$ (पानी) के साथ प्रतिक्रिया करने पर,यह एक समतलीय कार्बोनियम आयन मध्यवर्ती $C_6H_5-C^{+}H(D)$ के माध्यम से $S_N1$ प्रतिस्थापन से गुजरता है।
न्यूक्लियोफाइल $H_2O$ समतलीय कार्बोनियम आयन के दोनों ओर से हमला कर सकता है,जिसके परिणामस्वरूप $C_6H_5-CH(D)-OH$ का एक रेसमिक मिश्रण (एनैन्शियोमेरिक जोड़ी) प्राप्त होता है।

(A) $S_{N}1$ अभिक्रिया की दर लिविंग ग्रुप $(Br^-)$ के निकलने के बाद बनने वाले कार्बोनियम आयन (carbocation) मध्यवर्ती की स्थिरता पर निर्भर करती है।
इन यौगिकों में,बनने वाला कार्बोनियम आयन एक प्रतिस्थापित बेंजाइल कार्बोनियम आयन है: $Ar-CH_2^+$.
बेंजाइल कार्बोनियम आयन की स्थिरता $+I$ प्रभाव और अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) के कारण पैरा स्थिति पर इलेक्ट्रॉन-दाता समूहों $(EDG)$ द्वारा बढ़ जाती है।
ऐल्किल समूहों की इलेक्ट्रॉन-दाता क्षमता का क्रम इस प्रकार है: आइसोप्रोपिल $(-(CH_3)_2CH)$ > एथिल $(-CH_2CH_3)$ > मेथिल $(-CH_3)$ > हाइड्रोजन $(-H)$।
इसलिए,कार्बोनियम आयनों की स्थिरता का क्रम है: $(IV) > (III) > (II) > (I)$।
परिणामस्वरूप,$S_{N}1$ जल-अपघटन की दर भी इसी क्रम में होगी: $(IV) > (III) > (II) > (I)$।

(A) न्यूक्लियोफाइल $Me_3C-O^{\ominus}$ (tert-ब्यूटोक्साइड आयन) $S_N2$ अभिक्रिया के प्रति न्यूनतम अभिक्रियाशीलता प्रदर्शित करेगा।
इसका कारण tert-ब्यूटाइल समूह का बड़ा आकार है,जो महत्वपूर्ण त्रिविम बाधा (steric hindrance) उत्पन्न करता है।
त्रिविम बाधा न्यूक्लियोफाइल को $S_N2$ संक्रमण अवस्था में सबस्ट्रेट के इलेक्ट्रोफिलिक कार्बन पर प्रभावी ढंग से आक्रमण करने से रोकती है।

(D) $S_N2$ अभिक्रिया की दर $Rate = k[Substrate][Nucleophile]$ द्वारा दी जाती है।
$1$. न्यूक्लियोफाइल: न्यूक्लियोफाइल की शक्ति और सांद्रता सीधे दर को प्रभावित करती है।
$2$. कार्बन कंकाल: त्रिविम बाधा (Steric hindrance) एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है; प्राथमिक अल्काइल हैलाइड्स कम भीड़ के कारण सबसे तेजी से प्रतिक्रिया करते हैं।
$3$. लीविंग ग्रुप: एक बेहतर लीविंग ग्रुप (दुर्बल क्षार) प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाता है।
अतः,ये सभी कारक $S_N2$ अभिक्रियाओं की दर को प्रभावित करते हैं।

(B) यह अभिक्रिया $S_N1$ क्रियाविधि के माध्यम से होती है।
सबसे पहले,हाइड्रॉक्सिल समूह $HBr$ द्वारा प्रोटोनेट होता है और पानी के रूप में निकलकर एक अनुनाद-स्थिर (resonance-stabilized) एलिलिक कार्बोनियम आयन बनाता है: $[CH_3-CH=CH-CH_2^+ \leftrightarrow CH_3-CH^+-CH=CH_2]$.
इसके बाद न्यूक्लियोफाइल $Br^-$ अधिक स्थिर द्वितीयक कार्बोनियम आयन साइट पर हमला करता है,जिससे मुख्य उत्पाद के रूप में $CH_3-CH(Br)-CH=CH_2$ प्राप्त होता है।

(C) रेसेमीकरण $S_N1$ क्रियाविधि के माध्यम से होता है,जिसमें कार्बोनियम आयन (carbocation) मध्यवर्ती बनता है। कार्बोनियम आयन की स्थिरता रेसेमीकरण की दर और सीमा को निर्धारित करती है।
विकल्प $C$ में केंद्रीय कार्बन दो फिनाइल रिंगों से जुड़ा है,जिनमें से एक के पैरा स्थान पर मेथॉक्सी $(-OCH_3)$ समूह है। मेथॉक्सी समूह अनुनाद ($+M$ प्रभाव) द्वारा इलेक्ट्रॉन देने वाला समूह है,जो कार्बोनियम आयन मध्यवर्ती को काफी स्थिर करता है।
कार्बोनियम आयन की अधिक स्थिरता के कारण,न्यूक्लियोफाइल $(H_2O)$ दोनों तरफ से समान संभावना के साथ हमला कर सकता है,जिसके परिणामस्वरूप अधिकतम रेसेमीकरण होता है।
इसलिए,विकल्प $C$ में दिया गया सबस्ट्रेट अधिकतम रेसेमीकरण देगा।

(A) दी गई अभिक्रिया एक सेकेंडरी बेंजिलिक हैलाइड का $S_N1$ जल-अपघटन है।
$S_N1$ अभिक्रियाओं में,लिविंग ग्रुप $(Cl^-)$ शुरू में कार्बोनियम आयन के साथ एक आयन जोड़ी बनाता है,जो सामने की तरफ को ढाल देता है और पीछे की तरफ से हमले (इनवर्जन) का पक्ष लेता है।
कम ध्रुवीय सॉल्वैंट्स (उच्च एसीटोन सांद्रता) में,आयन जोड़ी अधिक स्थिर होती है और लंबे समय तक बनी रहती है,जिससे इनवर्टेड उत्पाद का अनुपात अधिक होता है।
जैसे-जैसे सॉल्वेंट की ध्रुवीयता बढ़ती है (अधिक पानी),आयन जोड़ी अधिक आसानी से मुक्त कार्बोनियम आयन में अलग हो जाती है,जिससे अधिक रेसमीकरण होता है और इनवर्टेड उत्पाद का अनुपात कम हो जाता है।
इसलिए,इनवर्टेड उत्पाद के अनुपात का घटता क्रम $I > II > III > IV$ है।

(C) इस अभिक्रिया में अंतःआणविक नाभिकरागी प्रतिस्थापन (नेबरिंग ग्रुप पार्टिसिपेशन) शामिल है।
सल्फर परमाणु के पास मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म ब्रोमीन से जुड़े कार्बन पर हमला करता है,जिससे एक चक्रीय सल्फोनियम आयन मध्यवर्ती बनता है।
यह चक्रीय मध्यवर्ती फिर नाभिकरागी $(H_2O)$ द्वारा वलय के दोनों समान इलेक्ट्रोफिलिक कार्बन में से किसी एक पर खुलता है।
मध्यवर्ती की समरूपता के कारण,नाभिकरागी हमला दोनों स्थानों पर समान संभावना के साथ होता है,जिसके परिणामस्वरूप $(A)$ और $(B)$ का $1:1$ मिश्रण प्राप्त होता है।

(C) प्रारंभिक पदार्थ $CH_3-CH(OTs)-CH_2-CH_2-CH(OTs)-CH_3$ है,जो एक डायटोसिलाट है।
$(i)$ एक समतुल्य $SH^{\ominus}$ के साथ उपचार करने पर एक $OTs$ समूह का $SH^{\ominus}$ द्वारा नाभिकरागी प्रतिस्थापन होता है,जिससे $CH_3-CH(SH)-CH_2-CH_2-CH(OTs)-CH_3$ बनता है।
(ii) $KOH$ के साथ उपचार करने पर $SH$ समूह का विप्रोटोनिकरण होकर थायोलेट आयन $(S^{\ominus})$ बनता है,जो शेष $OTs$ समूह वाले कार्बन पर आंतरिक नाभिकरागी प्रतिस्थापन $(S_N2)$ करता है।
यह चक्रीकरण सल्फर परमाणु युक्त पांच-सदस्यीय वलय बनाता है,जिससे $2,5-dimethyltetrahydrothiophene$ प्राप्त होता है।

(C) $CH_3-O-CH_2-Br$ एक प्राथमिक एल्किल हैलाइड है,जो $S_N2$ अभिक्रिया मार्ग को सुगम बनाता है।
इसके अतिरिक्त,कार्बधनायन मध्यवर्ती $CH_3-O-CH_2^+$ ऑक्सीजन परमाणु पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म के अनुनाद प्रभाव द्वारा काफी स्थिर होता है $(CH_3-O^+=CH_2)$।
इस स्थायित्व के कारण,यौगिक $S_N1$ अभिक्रिया भी दे सकता है।
अतः,यह यौगिक $S_N1$ और $S_N2$ दोनों अभिक्रिया तंत्र प्रदर्शित करता है।

(D) हेलोऐल्केन की भौतिक अवस्था उनके आणविक द्रव्यमान और अंतर-आणविक आकर्षण बलों पर निर्भर करती है।
$CH_3Cl$ (क्वथनांक $\approx -24^{\circ}C$),$C_2H_5Cl$ (क्वथनांक $\approx 12^{\circ}C$),और $CH_3Br$ (क्वथनांक $\approx 3.5^{\circ}C$) कमरे के तापमान $(25^{\circ}C)$ पर गैस अवस्था में होते हैं।
$C_2H_5Br$ का क्वथनांक लगभग $38^{\circ}C$ होता है,जो इसे कमरे के तापमान पर तरल बनाता है।

(A) समावयवी एल्किल हैलाइड के लिए,जैसे-जैसे शाखाएं (branching) बढ़ती हैं,क्वथनांक घटता जाता है।
इसका कारण यह है कि शाखाएं बढ़ने से अणु का पृष्ठीय क्षेत्रफल कम हो जाता है,जिससे वैन डर वाल्स आकर्षण बलों की तीव्रता कम हो जाती है।
इसलिए,प्राथमिक $(1^o)$ एल्किल हैलाइड का पृष्ठीय क्षेत्रफल सबसे अधिक और अंतर-आणविक बल सबसे मजबूत होते हैं,जबकि तृतीयक $(3^o)$ एल्किल हैलाइड का पृष्ठीय क्षेत्रफल सबसे कम और अंतर-आणविक बल सबसे कमजोर होते हैं।
सही क्रम $1^o > 2^o > 3^o$ है।

(A) कार्बन टेट्राक्लोराइड $(CCl_4)$ की आधिक्य पोटेशियम हाइड्रोक्साइड $(KOH)$ के साथ अभिक्रिया इस प्रकार होती है:
$1$. प्रारंभ में,$CCl_4$ न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया करता है,जहाँ क्लोरीन परमाणु हाइड्रोक्सिल समूहों द्वारा प्रतिस्थापित होकर एक अस्थाई मध्यवर्ती $C(OH)_4$ बनाते हैं।
$2$. एक ही कार्बन परमाणु पर चार हाइड्रोक्सिल समूहों की उपस्थिति के कारण $C(OH)_4$ अत्यधिक अस्थाई होता है,जिससे दो पानी के अणु $(2H_2O)$ निकल जाते हैं और कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ बनता है।
$3$. चूंकि अभिक्रिया आधिक्य $KOH$ (एक प्रबल क्षार) की उपस्थिति में होती है,इसलिए कार्बोनिक एसिड उदासीन होकर पोटेशियम कार्बोनेट $(K_2CO_3)$ और पानी बनाता है।
$4$. कुल अभिक्रिया: $CCl_4 + 6KOH \rightarrow K_2CO_3 + 4KCl + 3H_2O$।

(C) कथन $A$ सही है क्योंकि कार्बोकेशन की स्थिरता दर-निर्धारक चरण की सक्रियण ऊर्जा को कम करती है।
कथन $B$ सही है क्योंकि प्राथमिक कार्बोकेशन $1,2-$हाइड्राइड शिफ्ट के माध्यम से अधिक स्थिर द्वितीयक कार्बोकेशन में पुनर्व्यवस्थित हो जाता है।
कथन $C$ अमान्य है। आइसोप्रोपाइल क्लोराइड $(CH_3CHClCH_3)$ सोडियम एथॉक्साइड $(NaOCH_2CH_3)$ के साथ अभिक्रिया करके मुख्य रूप से $E2$ विलोपन अभिक्रिया द्वारा प्रोपीन बनाता है,$1-$एथॉक्सीप्रोपेन नहीं।
कथन $D$ सही है क्योंकि प्रोपाइल हैलाइड $(CH_3CH_2CH_2X)$ सोडियम एथॉक्साइड के साथ $S_N2$ क्रियाविधि द्वारा $1-$एथॉक्सीप्रोपेन $(CH_3CH_2CH_2OCH_2CH_3)$ बनाते हैं।

(C) नाइट्रोक्लोरोफॉर्म,जिसे क्लोरोपिक्रिन के रूप में भी जाना जाता है,क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ की सांद्र नाइट्रिक एसिड $(HNO_3)$ के साथ अभिक्रिया द्वारा तैयार किया जाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$CHCl_3 + HNO_3 \rightarrow CCl_3NO_2 + H_2O$
इस अभिक्रिया में,क्लोरोफॉर्म का हाइड्रोजन परमाणु एक नाइट्रो समूह $(-NO_2)$ द्वारा प्रतिस्थापित हो जाता है।

(C) $S_N1$ अभिक्रिया की दर दर-निर्धारक चरण के दौरान बनने वाले कार्बधनायन (carbocation) के स्थायित्व पर निर्भर करती है।
$(C_6H_5)_3CCl$ में,बनने वाला कार्बधनायन $(C_6H_5)_3C^+$ है,जो तीन फेनिल समूहों के साथ अनुनाद (resonance) द्वारा अत्यधिक स्थिर होता है।
यह कार्बधनायन एलिल कार्बधनायन $(CH_2=CH-CH_2^+)$,बेंजिल कार्बधनायन $(C_6H_5CH_2^+)$ या फेनिल धनायन $(C_6H_5^+)$ की तुलना में काफी अधिक स्थिर है।
इसलिए,$(C_6H_5)_3CCl$ का $S_N1$ क्रियाविधि द्वारा सबसे तेजी से जल-अपघटन होता है।

(C) प्रारंभिक पदार्थ एक कायरल सेकेंडरी अल्काइल क्लोराइड,$CH(Me)(Et)Cl$ है।
चरण $I$ उत्पाद $A$ की ओर ले जाता है,जो प्रारंभिक पदार्थ के सापेक्ष विन्यास का प्रतिधारण (retention) दिखाता है। यह $S_N1$ तंत्र की विशेषता है जहाँ न्यूक्लियोफाइल कार्बोनियम आयन मध्यवर्ती के निर्माण के कारण लिविंग ग्रुप के समान पक्ष से हमला कर सकता है।
चरण $II$ उत्पाद $B$ की ओर ले जाता है,जो विन्यास का प्रतिलोमन (inversion) दिखाता है। यह $S_N2$ तंत्र की विशेषता है,जहाँ न्यूक्लियोफाइल लिविंग ग्रुप के विपरीत पक्ष से हमला करता है।
अतः,चरण $I$,$S_N1$ है और चरण $II$,$S_N2$ है।

(B) यह अभिक्रिया $S_N2$ क्रियाविधि द्वारा होती है।
$S_N2$ अभिक्रिया में,न्यूक्लियोफाइल $(OH^-)$ लिविंग ग्रुप $(Br^-)$ के विपरीत दिशा से इलेक्ट्रोफिलिक कार्बन पर हमला करता है,जिसके परिणामस्वरूप विन्यास में प्रतिपन्न (Walden inversion) होता है।
दिए गए $4-methylcyclohexyl$ ब्रोमाइड में,$Br$ परमाणु रिंग के एक तरफ है। $OH^-$ द्वारा $S_N2$ हमला विपरीत दिशा से होगा,जिससे $4-methylcyclohexanol$ का trans-आइसोमर प्राप्त होगा।

(C) अभिक्रिया $CH_3Br + OH^{-} \rightarrow CH_3OH + Br^{-}$ एक $S_N2$ क्रियाविधि द्वारा संपन्न होती है।
$S_N2$ अभिक्रिया में,दर-निर्धारक चरण में सबस्ट्रेट और न्यूक्लियोफाइल दोनों शामिल होते हैं।
इसलिए,दर का व्यंजक $rate = k[CH_3Br][OH^{-}]$ है।
यह एक द्वितीय-कोटि की अभिक्रिया है जहाँ दर मिथाइल ब्रोमाइड और हाइड्रॉक्साइड आयन दोनों की सांद्रता पर निर्भर करती है।

(D) $AgNO_3$ के साथ सफेद अवक्षेप $Ag^+$ आयनों और $Cl^-$ आयनों की अभिक्रिया से $AgCl$ बनने के कारण प्राप्त होता है।
यह अभिक्रिया तब आसानी से होती है यदि $C-Cl$ बंध आसानी से टूटकर $Cl^-$ मुक्त करे।
$3$-क्लोरोसाइक्लोहेक्स-$1$-ईन $(A)$ में,$Cl^-$ के हटने के बाद बनने वाला कार्बोनियम आयन एलाइलिक होता है,जो अनुनाद (resonance) द्वारा स्थिर होता है।
बेंजाइल क्लोराइड $(C)$ में,बनने वाला कार्बोनियम आयन बेंजाइलिक होता है,जो भी अत्यधिक स्थिर होता है।
क्लोरोबेंजीन $(B)$ अवक्षेप नहीं देता है क्योंकि अनुनाद के कारण $C-Cl$ बंध में आंशिक द्वि-बंध गुण होता है,जिससे इसे तोड़ना कठिन होता है।
अतः,$A$ और $C$ दोनों $AgNO_3$ के साथ $AgCl$ का सफेद अवक्षेप देते हैं।

(B) $1$. $Tertiary$ ऐल्किल हैलाइड्स में त्रिविम बाधा (steric hindrance) के कारण $S_{N}2$ अभिक्रियाएं बहुत धीमी होती हैं। वे $S_{N}1$ क्रियाविधि को प्राथमिकता देते हैं।
$2$. ऐल्किल आयोडाइड्स प्रकाश के प्रति संवेदनशील होते हैं। सूर्य के प्रकाश में वे विघटित होकर आयोडीन $(I_2)$ मुक्त करते हैं,जिससे वे गहरे रंग के हो जाते हैं।
$3$. ऐल्किल क्लोराइड्स बेइल्स्टीन परीक्षण देते हैं (हरी ज्वाला)।
$4$. ऐल्किल आयोडाइड्स में $C-I$ बंध सबसे कमजोर होता है,इसलिए नाभिकरागी प्रतिस्थापन सबसे आसानी से होता है।

(B) अभिक्रिया $Br^{-} + CH_3OH \rightarrow BrCH_3 + OH^{-}$ नहीं होती है क्योंकि हाइड्रॉक्साइड आयन $(OH^-)$ एक प्रबल क्षार है और इसलिए यह एक बहुत ही खराब लीविंग ग्रुप के रूप में कार्य करता है।
न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया में,एक अच्छा लीविंग ग्रुप एक दुर्बल क्षार होना चाहिए।

(A) यह अभिक्रिया अल्कोहलिक $KOH$ का उपयोग करके होने वाली $E2$ विलोपन अभिक्रिया है।
$E2$ क्रियाविधि में,क्षार उस $\beta$-हाइड्रोजन को हटाता है जो लीविंग ग्रुप $(Br^-)$ के प्रति-समतलीय (anti-periplanar) होता है।
प्रारंभिक पदार्थ $1$-ब्रोमो-$1,2$-डाइफेनिलप्रोपेन है। विलोपन के बाद,जो समूह संक्रमण अवस्था में एक ही तरफ होते हैं,वे अंतिम एल्कीन उत्पाद में भी एक ही तरफ रहेंगे।
अभिकारक की त्रिविम रसायन (stereochemistry) को देखते हुए,$CH_3$ और $H$ द्वि-आबंध के एक ही तरफ आएंगे,जबकि दो $C_6H_5$ समूह विपरीत दिशाओं में रहेंगे।

(A) क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ का अपचयन उपयोग किए गए अभिकर्मकों पर निर्भर करता है:
$1$. $CHCl_3 + 2H \xrightarrow{Zn/HCl \text{ (alc.)}} CH_2Cl_2 + HCl$. उत्पाद डाइक्लोरोमेथेन $(CH_2Cl_2)$ है।
$2$. $CHCl_3 + 4H \xrightarrow{Zn/HCl \text{ (aq.)}} CH_3Cl + 2HCl$. उत्पाद क्लोरोमेथेन $(CH_3Cl)$ है।
$3$. $CHCl_3 + 6H \xrightarrow{Zn/H_2O} CH_4 + 3HCl$. उत्पाद मेथेन $(CH_4)$ है।
अतः,उत्पादों का क्रम $CH_2Cl_2, CH_3Cl, CH_4$ है।

(D) यह अभिक्रिया एक होमोएलाइलिक कार्बोनियम आयन मध्यवर्ती के माध्यम से आगे बढ़ती है।
$CH_3-C(CH_3)=CH-CH_2-CH_2-Cl$ में $C-Cl$ बंध का आयनीकरण शुरू में एक प्राथमिक कार्बोनियम आयन बनाता है,जो पड़ोसी $\pi$ बंध द्वारा स्थिर होता है (होमोएलाइलिक भागीदारी)।
इससे अधिक स्थिर तृतीयक साइक्लोप्रोपाइलमिथाइल धनायन ($2$-साइक्लोप्रोपाइलप्रोपेन-$2$-इल धनायन) का निर्माण होता है।
इस तृतीयक कार्बोनियम आयन पर $H_2O$ द्वारा न्यूक्लियोफिलिक आक्रमण से मुख्य उत्पाद के रूप में $2$-साइक्लोप्रोपाइलप्रोपेन-$2$-ऑल प्राप्त होता है।

(C) $S_N2$ अभिक्रियाओं के प्रति एल्किल हैलाइड की अभिक्रियाशीलता मुख्य रूप से त्रिविम बाधा (steric hindrance) द्वारा निर्धारित होती है।
$S_N2$ अभिक्रियाओं में नाभिकरागी (nucleophilic) आक्रमण पीछे की ओर से होता है,जो इलेक्ट्रोफिलिक कार्बन के चारों ओर बड़े समूहों की उपस्थिति से बाधित होता है।
इसलिए,अभिक्रियाशीलता का क्रम $1^{\circ} > 2^{\circ} > 3^{\circ}$ होता है।
दिए गए यौगिकों में:
$1-$ब्रोमोपेंटेन $(II)$ एक प्राथमिक $(1^{\circ})$ एल्किल हैलाइड है।
$2-$ब्रोमोपेंटेन $(III)$ एक द्वितीयक $(2^{\circ})$ एल्किल हैलाइड है।
$2-$ब्रोमो$-2-$मिथाइल ब्यूटेन $(I)$ एक तृतीयक $(3^{\circ})$ एल्किल हैलाइड है।
अतः,$S_N2$ प्रतिस्थापन के प्रति अभिक्रियाशीलता का सही क्रम $II > III > I$ है।

(A) $S_N1$ अभिक्रिया की दर दर-निर्धारक चरण में बनने वाले कार्बोकेशन की स्थिरता के सीधे आनुपातिक होती है।
$(III)$ $C_6H_5-CH(Br)-C_6H_5 \rightarrow (C_6H_5)_2CH^{+}$ (दो फेनिल रिंगों के साथ अनुनाद के कारण अत्यधिक स्थिर)।
$(IV)$ $C_6H_5-CH(Br)-CH_3 \rightarrow C_6H_5-CH^{+}-CH_3$ (एक फेनिल रिंग के साथ अनुनाद के कारण स्थिर)।
$(II)$ $CH_3-C(CH_3)(Br)-CH_3 \rightarrow (CH_3)_3C^{+}$ ($3^\circ$ कार्बोकेशन,$+I$ प्रभाव और $9$ हाइपरकंजुगेटिव हाइड्रोजन द्वारा स्थिर)।
$(I)$ $CH_3-CH(CH_3)-CH(Br)-CH_3 \rightarrow CH_3-CH(CH_3)-CH^{+}-CH_3$ ($2^\circ$ कार्बोकेशन,$4$ हाइपरकंजुगेटिव हाइड्रोजन द्वारा स्थिर)।
इसलिए,स्थिरता का क्रम $III > IV > II > I$ है,जो अभिक्रियाशीलता का क्रम भी है।

(B) जल-अपघटन के प्रति एल्किल हैलाइड की अभिक्रियाशीलता ($S_N1$ क्रियाविधि द्वारा) बनने वाले कार्बधनायन मध्यवर्ती के स्थायित्व पर निर्भर करती है।
$(IV)$ एक द्वितीयक डाइबेंज़िलिक कार्बधनायन $C_6H_5-C^+H-C_6H_5$ बनाता है,जो दो फेनिल वलयों के साथ अनुनाद के कारण अत्यधिक स्थिर है।
$(II)$ एक द्वितीयक बेंजिलिक कार्बधनायन $C_6H_5-C^+H-C_2H_5$ बनाता है,जो अनुनाद और एथिल समूह के $+I$ प्रभाव द्वारा स्थिर होता है।
$(I)$ एक प्राथमिक बेंजिलिक कार्बधनायन $C_6H_5-C^+H_2$ बनाता है,जो अनुनाद द्वारा स्थिर होता है।
$(III)$ एक प्राथमिक एल्किल कार्बधनायन $CH_3-C^+H_2$ बनाता है,जो सबसे कम स्थिर है।
अतः,अभिक्रियाशीलता का घटता क्रम $IV > II > I > III$ है।

(B) प्रकाश ($UV$ प्रकाश) की उपस्थिति में एथिलबेन्जीन की $Cl_2$ के साथ अभिक्रिया मुक्त मूलक (free radical) क्रियाविधि द्वारा होती है।
प्रकाश $Cl_2$ के समांगी विखंडन को सुगम बनाता है जिससे क्लोरीन मूलक $(Cl^{\bullet})$ बनते हैं।
ये मूलक बेन्जिलिक स्थिति (बेन्जीन वलय से जुड़े कार्बन) से हाइड्रोजन परमाणु को हटाते हैं क्योंकि प्राप्त बेन्जिलिक मूलक बेन्जीन वलय द्वारा अनुनाद (resonance) द्वारा स्थिर होता है।
इसलिए,क्लोरीन परमाणु बेन्जिलिक कार्बन पर हाइड्रोजन परमाणु को प्रतिस्थापित करता है,जिसके परिणामस्वरूप $1-$क्लोरोएथिलबेन्जीन $(C_6H_5-CHCl-CH_3)$ प्राप्त होता है।

(D) $1$. प्रकाश और ऊष्मा की उपस्थिति में टोल्यूनि का क्लोरीनीकरण बेंजिल क्लोराइड देता है।
$2$. इसके बाद जलीय $NaOH$ के साथ उपचार करने पर बेंजिल क्लोराइड का जलअपघटन होता है,जिससे बेंजिल अल्कोहल $(C_6H_5CH_2OH)$ प्राप्त होता है।

(A) $S_N2$ अभिक्रिया क्रियाविधि त्रिविम बाधा (steric hindrance) के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होती है।
$S_N2$ अभिक्रियाओं में,न्यूक्लियोफाइल पीछे से आक्रमण करता है,और जैसे-जैसे लिविंग ग्रुप वाले कार्बन से जुड़े एल्काइल समूहों की संख्या बढ़ती है,त्रिविम बाधा बढ़ जाती है,जिससे आक्रमण करना कठिन हो जाता है।
$S_N2$ के लिए अभिक्रियाशीलता का क्रम है: $\text{प्राथमिक} > \text{द्वितीयक} > \text{तृतीयक}$।
दिए गए यौगिकों में:
$1$. $PhCH_2Cl$ एक प्राथमिक हैलाइड है (सबसे कम बाधा)।
$2$. $PhCHClCH_3$ एक द्वितीयक हैलाइड है।
$3$. $PhCCl(CH_3)_2$ एक तृतीयक हैलाइड है (सबसे अधिक बाधा)।
अतः,अभिक्रियाशीलता का क्रम $PhCH_2Cl > PhCHClCH_3 > PhCCl(CH_3)_2$ है।

(B) $S_N1$ अभिक्रिया कार्बोकेशन मध्यवर्ती के निर्माण के माध्यम से आगे बढ़ती है। कार्बोकेशन की स्थिरता हैलाइड की अभिक्रियाशीलता निर्धारित करती है।
बेंजीन रिंग पर प्रतिस्थापी प्रेरणिक और अनुनाद प्रभावों के माध्यम से बेंजाइल कार्बोकेशन की स्थिरता को प्रभावित करते हैं।
$1$. $p-methoxybenzyl \ chloride$: $-OCH_3$ समूह अनुनाद ($+R$ प्रभाव) द्वारा एक इलेक्ट्रॉन-दाता समूह $(EDG)$ है,जो कार्बोकेशन को काफी स्थिर करता है।
$2$. $benzyl \ chloride$: यह बिना किसी अतिरिक्त प्रतिस्थापी के एक मानक बेंजाइल कार्बोकेशन बनाता है।
$3$. $p-nitrobenzyl \ chloride$: $-NO_2$ समूह प्रेरणिक $(-I)$ और अनुनाद $(-R)$ दोनों प्रभावों द्वारा एक मजबूत इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह $(EWG)$ है,जो कार्बोकेशन को अस्थिर करता है।
इसलिए,कार्बोकेशन की स्थिरता का क्रम,और इस प्रकार $S_N1$ के प्रति अभिक्रियाशीलता है: $p-methoxybenzyl \ chloride > benzyl \ chloride > p-nitrobenzyl \ chloride$.

(D) अभिक्रिया $(d)$ में,एक द्वितीयक एल्काइल हैलाइड ध्रुवीय एप्रोटिक विलायक $(DMF)$ में एक न्यूक्लियोफाइल के साथ अभिक्रिया करता है।
ध्रुवीय एप्रोटिक विलायक न्यूक्लियोफाइल को मजबूती से विलायकीकृत (solvate) नहीं करते हैं,जिससे वह सक्रिय बना रहता है और $S_N2$ क्रियाविधि को बढ़ावा मिलता है।
विकल्प $(a)$ और $(b)$ में तृतीयक हैलाइड शामिल हैं,जो $S_N1$ को बढ़ावा देते हैं।
विकल्प $(c)$ में अल्कोहलिक $KOH$ और ऊष्मा का उपयोग होता है,जो विलोपन $(E2)$ अभिक्रिया को बढ़ावा देता है।

(A) इस अभिक्रिया में एक द्वितीयक एल्किल हैलाइड $(CH_3CH_2CH(Br)CH_3)$ एक प्रबल क्षार/नाभिकरागी,एसिटिलाइड आयन $(HC \equiv C^-)$ के साथ अभिक्रिया करता है।
द्वितीयक एल्किल हैलाइड प्रबल क्षार के साथ मुख्य रूप से $E2$ विलोपन अभिक्रिया देते हैं,क्योंकि $S_N2$ प्रतिस्थापन में त्रिविम बाधा (steric hindrance) होती है।
यहाँ,एसिटिलाइड आयन एक क्षार के रूप में कार्य करता है और $\beta$-कार्बन से प्रोटॉन को हटाकर एल्कीन बनाता है।
विलोपन दो अलग-अलग $\beta$-कार्बन पर हो सकता है:
$1$. $CH_3$ समूह ($C_1$ पर) से प्रोटॉन हटने पर $pent-1-ene$ बनता है।
$2$. $CH_2$ समूह ($C_3$ पर) से प्रोटॉन हटने पर $pent-2-ene$ बनता है,जो $cis$ या $trans$ समावयवी के रूप में हो सकता है।
$S_N2$ प्रतिस्थापन से $3-methylpent-1-yne$ बनता है। लेकिन द्वितीयक हैलाइड के लिए $S_N2$ एक गौण मार्ग है। अतः,प्रतिस्थापन उत्पाद बनने की अपेक्षा सबसे कम है।

(C) $E2$ विलोपन के लिए लिविंग ग्रुप $(Cl)$ और $\beta$-हाइड्रोजन की एंटी-पेरिप्लेनर व्यवस्था आवश्यक है।
कुर्सी (chair) संरूपण में,भारी आइसोप्रोपाइल समूह भूमध्यरेखीय (equatorial) स्थिति को प्राथमिकता देता है।
विलोपन दो $\beta$-कार्बन से हो सकता है,जिससे दो संभावित उत्पाद,$(I)$ और $(II)$ प्राप्त होते हैं।
उत्पाद $(II)$ में $5$ $\alpha$-हाइड्रोजन होते हैं,जो इसे उत्पाद $(I)$ की तुलना में अधिक प्रतिस्थापित और अधिक स्थिर बनाता है।
इसलिए,$(II)$ मुख्य उत्पाद है,जो $4$-आइसोप्रोपाइल-$1$-मिथाइलसाइक्लोहेक्स-$1$-ईन है।

(D) नाभिकरागी प्रतिस्थापन (nucleophilic substitution) के प्रति $C-Cl$ बंध की अभिक्रियाशीलता उस कार्बन परमाणु की प्रकृति पर निर्भर करती है जिससे क्लोरीन जुड़ा होता है।
$Cl^1$ एक एरोमैटिक रिंग (एरिल हैलाइड) से जुड़ा है,जहाँ अनुनाद (resonance) के कारण $C-Cl$ बंध में आंशिक द्वि-बंध लक्षण होता है,जिससे यह कम अभिक्रियाशील हो जाता है।
$Cl^3$ एक $sp^2$ संकरित कार्बन परमाणु (विनाइलिक हैलाइड) से जुड़ा है,जो नाभिकरागी प्रतिस्थापन के प्रति कम अभिक्रियाशील होता है।
$Cl^2$ एक द्वितीयक एल्काइल कार्बन से जुड़ा है।
$Cl^4$ एक तृतीयक एल्काइल कार्बन से जुड़ा है। तृतीयक कार्बोकेशन मध्यवर्ती के स्थायित्व के कारण तृतीयक एल्काइल हैलाइड $S_N1$ अभिक्रियाओं के प्रति सबसे अधिक अभिक्रियाशील होते हैं। इसलिए,$Cl^4$ जलीय $KOH$ द्वारा नाभिकरागी आक्रमण के लिए सबसे अधिक संवेदनशील है।

(A) $S_N2$ अभिक्रियाशीलता त्रिविम बाधा (steric hindrance) और संक्रमण अवस्था (transition state) की स्थिरता पर निर्भर करती है।
$(i)$ $CH_3COCH_2Cl$ एक $\alpha$-हेलो कीटोन है। कार्बोनिल समूह इलेक्ट्रॉन-आकर्षक होता है और संक्रमण अवस्था को स्थिर करता है,जिससे यह $S_N2$ के प्रति अत्यधिक सक्रिय हो जाता है।
(ii) $CH_2=CH-CH_2Cl$ एक एलिल क्लोराइड है। इसकी संक्रमण अवस्था $\pi$-बॉन्ड के साथ संयुग्मन (conjugation) द्वारा स्थिर होती है,जो इसे साधारण प्राथमिक एल्काइल हैलाइड से अधिक सक्रिय बनाती है।
(iii) $CH_3CH_2CH_2Cl$ एक साधारण प्राथमिक एल्काइल हैलाइड है।
अतः,अभिक्रियाशीलता का क्रम $(i) > (ii) > (iii)$ है।

(A) $2$-ब्रोमोब्यूटेन $(CH_3-CH_2-CH(Br)-CH_3)$ के अल्कोहलिक $KOH$ के साथ विहाइड्रोहैलोजनीकरण में,$Br^{-}$ आयन एक अच्छा लिविंग ग्रुप है।
$Saytzeff$ के नियम के अनुसार,अधिक स्थिर एल्कीन,$2$-ब्यूटीन $(CH_3-CH=CH-CH_3)$,को मुख्य उत्पाद के रूप में बनाने के लिए अधिक प्रतिस्थापित कार्बन से $\beta$-हाइड्रोजन का विलोपन होता है।
इसके विपरीत,एल्काइल फ्लोराइड्स (विकल्प $B$),चतुर्धातुक अमोनियम लवण (विकल्प $C$),और एस्टर (विकल्प $D$) आमतौर पर $Hofmann$ के नियम का पालन करते हैं,जो अपनी संबंधित संक्रमण अवस्थाओं में खराब लिविंग ग्रुप क्षमता या त्रिविम/इलेक्ट्रॉनिक कारकों के कारण कम प्रतिस्थापित एल्कीन ($1$-ब्यूटीन) को मुख्य उत्पाद के रूप में देते हैं।

(A) $1$. साइक्लोहेक्सानोन $CH_3COOH$ में $Br_2$ के साथ अभिक्रिया करके $2$-ब्रोमोसाइक्लोहेक्सानोन $(A)$ बनाता है।
$2$. $A$,$Alc. KOH$ के साथ निर्जलीकरण करके साइक्लोहेक्स-$2$-ईन-$1$-ओन $(B)$ बनाता है।
$3$. $B$,$CH_3MgBr$ और उसके बाद $H_2O$ ($1$,$2$-योग) के साथ अभिक्रिया करके $1$-मिथाइलसाइक्लोहेक्स-$2$-ईन-$1$-ओल $(C)$ बनाता है।
$4$. $C$,अम्ल-उत्प्रेरित निर्जलीकरण $(H^{\oplus} + \Delta)$ द्वारा $1$-मिथाइलसाइक्लोहेक्सा-$1,3$-डाईईन $(D)$ बनाता है।
$5$. $D$,$1 \text{ मोल}$ $HBr$ के साथ ऊष्मागतिक नियंत्रण ($T$.$C$.$P$) के माध्यम से अभिक्रिया करके सबसे स्थिर उत्पाद $3$-ब्रोमो-$1$-मिथाइलसाइक्लोहेक्स-$1$-ईन $(E)$ बनाता है।

(C) प्रत्येक अभिक्रिया का विश्लेषण करते हैं:
$A$. क्लोरोबेंजीन शुष्क ईथर में $Mg$ के साथ अभिक्रिया करके फेनिलमैग्नीशियम क्लोराइड बनाता है,जो बाद में $CO_2$ और अम्ल के साथ अभिक्रिया करके बेंजोइक एसिड देता है। यह एक सही अभिक्रिया है।
$B$. मिथाइल साइनाइड $(CH_3CN)$ $MeMgBr$ (ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक) के साथ अभिक्रिया करके अम्लीय जल-अपघटन द्वारा एसीटोन $(CH_3COCH_3)$ बनाता है। यह एक सही अभिक्रिया है।
$C$. $Cl-(CH_2)_5-Cl$,$1$ मोल $Mg$ के साथ अभिक्रिया करके एक सिरे पर ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक बनाता है: $Cl-(CH_2)_5-MgCl$। यह अणु आंतरिक चक्रीयकरण द्वारा साइक्लोपेंटेन बनाता है,न कि साइक्लोहेक्सेन। अतः,यह गलत उत्पाद है।
$D$. $1,3$-डाइक्लोरोसाइक्लोब्यूटेन,$Mg$ के साथ आंतरिक युग्मन द्वारा बाइसाइक्लोब्यूटेन बनाता है। यह एक ज्ञात अभिक्रिया है।
अतः,विकल्प $C$ गलत मुख्य उत्पाद है।

(A) $S_N^1$ अभिक्रियाओं में,दर कार्बोनियम आयन मध्यवर्ती की स्थिरता पर निर्भर करती है। विकल्प $A$ में दिए गए चक्रीय ईथर के लिए,$3$-क्लोरो$-3-$मिथाइलटेट्राहाइड्रोपाइरान में $3-$स्थान पर बनने वाला कार्बोनियम आयन तृतीयक होता है और ऑक्सीजन परमाणु के एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म द्वारा स्थिर होता है (अनुनाद),जो इसे सबसे अधिक अभिक्रियाशील बनाता है। इसलिए विकल्प $A$ में दिया गया क्रम गलत है।
$E_1$ अभिक्रियाओं के लिए,दर कार्बोनियम आयन मध्यवर्ती की स्थिरता पर निर्भर करती है,जिसका क्रम $3^\circ > 2^\circ > 1^\circ$ होता है। अतः (tert-ब्यूटाइल क्लोराइड) > (आइसोप्रोपाइल क्लोराइड) > (इथाइल क्लोराइड) सही है।
$E_2$ अभिक्रियाओं के लिए,दर बनने वाले एल्कीन की स्थिरता और $\beta$-हाइड्रोजन की संख्या पर निर्भर करती है। अतः (tert-ब्यूटाइल क्लोराइड) > (आइसोप्रोपाइल क्लोराइड) > (इथाइल क्लोराइड) सही है।
साधारण एल्काइल हैलाइड्स की $S_N^1$ अभिक्रियाओं के लिए,क्रम $3^\circ > 2^\circ > 1^\circ$ होता है,इसलिए (tert-ब्यूटाइल क्लोराइड) > (आइसोप्रोपाइल क्लोराइड) > (इथाइल क्लोराइड) सही है।

(D) प्रारंभिक पदार्थ एक हेलोऐल्केन है जिसमें $Br$ और $Cl$ दोनों परमाणु हैं।
$NaSH$ एक प्रबल नाभिकरागी (nucleophile) है। $Br$ परमाणु $Cl$ की तुलना में एक बेहतर लिविंग ग्रुप है,इसलिए $NaSH$ $S_N2$ क्रियाविधि द्वारा $Br$ से जुड़े कार्बन पर आक्रमण करेगा और एक थायोल $(-SH)$ बनाएगा।
थायोल के निर्माण के बाद,अणु में थायोल और क्लोरो समूह दोनों मौजूद होते हैं।
थायोल समूह $(-SH)$ एक प्रबल नाभिकरागी है। $NaOH$ (क्षार) की उपस्थिति में,थायोल का विप्रोटोनीकरण होकर थायोलेट आयन $(-S^-)$ बनता है।
यह आंतरिक थायोलेट आयन फिर $Cl$ से जुड़े कार्बन पर आक्रमण करता है,$Cl^-$ आयन को विस्थापित करता है और एक चक्रीय सल्फाइड बनाता है।
परिणामी उत्पाद एक पांच-सदस्यीय वलय है जिसमें एक सल्फर परमाणु है,और सल्फर से सटे कार्बन पर एक मिथाइल और एक एथिल समूह जुड़े हुए हैं।

(D) $H_2O$ जैसे ध्रुवीय प्रोटिक विलायक में,न्यूक्लियोफिलिसिटी विलायकन (solvation) की मात्रा द्वारा निर्धारित होती है।
$F^{-}$ जैसे छोटे आयन हाइड्रोजन बॉन्डिंग द्वारा अत्यधिक विलायकित होते हैं,जो उनके न्यूक्लियोफिलिक हमले में बाधा डालते हैं।
जैसे-जैसे हैलाइड आयन का आकार बढ़ता है $(F^{-} < Cl^{-} < Br^{-} < I^{-})$,विलायकन की मात्रा कम होती जाती है।
इसलिए,$H_2O$ में न्यूक्लियोफिलिसिटी का क्रम $I^{-} > Br^{-} > Cl^{-} > F^{-}$ है।
हालाँकि,$F^{-} > Cl^{-} > Br^{-} > I^{-}$ क्रम घटती हुई क्षारीयता (basicity) और संयुग्मी अम्ल (conjugate acid) की बढ़ती स्थिरता को दर्शाता है,जो $DMSO$ जैसे ध्रुवीय एप्रोटिक विलायकों में न्यूक्लियोफिलिसिटी के घटने के क्रम के अनुरूप भी है।

(D) दी गई अभिक्रिया एक $S_N2$ अभिक्रिया है।
$S_N2$ अभिक्रियाएँ ध्रुवीय एप्रोटिक विलायकों में तेजी से होती हैं।
$N,N$-डाइमिथाइलफॉर्मामाइड $(DMF)$ जैसे ध्रुवीय एप्रोटिक विलायक $OH^-$ आयन को हाइड्रोजन बंधन के माध्यम से विलायकीकृत (solvate) नहीं करते हैं,जिससे उनकी नाभिकस्नेही (nucleophilicity) बढ़ जाती है।
इसके विपरीत,जल जैसे प्रोटिक विलायक नाभिकस्नेही को विलायकीकृत कर देते हैं,जिससे उसकी अभिक्रियाशीलता कम हो जाती है।
अतः,उत्पाद की लब्धि $N,N$-डाइमिथाइलफॉर्मामाइड में सबसे अधिक होती है।

(B) संरचना $A$ $1$-क्लोरोब्यूट-$2$-ईन $(CH_3-CH=CH-CH_2Cl)$ है।
संरचना $B$ $2$-क्लोरो$-2-$मिथाइलप्रोप-$1$-ईन $(CH_2=C(Cl)-CH_3)$ है।
ये संरचनात्मक आइसोमर्स हैं,विशेष रूप से कार्यात्मक/स्थानिक आइसोमर्स,डायस्टेरियोमर्स नहीं।
चूंकि उनकी कार्बन श्रृंखला अलग है,इसलिए वे चेन आइसोमर्स भी नहीं हैं।
$A$ एक प्राथमिक एलिलिक हैलाइड है,जो $S_N2$ प्रतिक्रियाओं में अधिक सक्रिय है,जबकि $B$ एक विनाइलिक हैलाइड है जो आमतौर पर $S_N2$ और $S_N1$ प्रतिक्रियाओं के लिए निष्क्रिय होता है।
इसलिए,यह कथन कि $A$ और $B$ चेन आइसोमर्स हैं,गलत है।

(C) $S_N2$ अभिक्रिया की दर त्रिविम बाधा (steric hindrance) और लिविंग ग्रुप की प्रकृति पर निर्भर करती है।
$(a)$ $CH_3CH(CH_3)CH_2Br$ एक प्राथमिक एल्किल हैलाइड है जिसमें $CH_3CH_2CH_2CH_2Br$ की तुलना में अधिक त्रिविम बाधा है,इसलिए दूसरा यौगिक तेजी से अभिक्रिया करता है।
$(b)$ $I^-$,$Cl^-$ की तुलना में एक बेहतर लिविंग ग्रुप है,इसलिए $CH_3CH_2CH_2CH_2I$ तेजी से अभिक्रिया करता है।
$(c)$ $\alpha$-हेलोकार्बोनिल यौगिक जैसे $CH_3COCH_2Cl$,$CH_3CH_2Cl$ जैसे साधारण एल्किल हैलाइडों की तुलना में $S_N2$ अभिक्रिया बहुत तेजी से करते हैं क्योंकि कार्बोनिल समूह $(C=O)$ इलेक्ट्रॉन-आकर्षक होता है और अपनी $\pi$-प्रणाली के माध्यम से संक्रमण अवस्था को स्थिर करता है।
$(d)$ $CH_3Br$ में $CH_3CH_2Br$ की तुलना में कम त्रिविम बाधा होती है,इसलिए $CH_3Br$ तेजी से अभिक्रिया करता है।
अतः,विकल्प $(c)$ में पहला यौगिक तेजी से अभिक्रिया करता है।

(B) $SN_1$ अभिक्रिया की दर बनने वाले कार्बोनियम आयन (कार्बोकेशन) मध्यवर्ती के स्थायित्व पर निर्भर करती है।
इन यौगिकों में,बनने वाला कार्बोकेशन एक प्रतिस्थापित बेंजाइल कार्बोकेशन $(Ar-CH_2^+)$ है।
कार्बोकेशन का स्थायित्व पैरा स्थिति पर जुड़े एल्काइल समूह के इलेक्ट्रॉन-दाता प्रभाव ($+I$ और अतिसंयुग्मन) द्वारा बढ़ता है।
एल्काइल समूहों की इलेक्ट्रॉन-दाता क्षमता का क्रम इस प्रकार है: आइसोप्रोपिल $(>(CH_3)_2CH-)$ > एथिल $(>CH_3CH_2-)$ > मिथाइल $(>CH_3-)$।
इसलिए,कार्बोकेशन का स्थायित्व $III > IV > II > I$ के क्रम में है।
अतः,जल-अपघटन की दर का घटता क्रम $III > IV > II > I$ है।

(C) यह अभिक्रिया अल्कोहलिक क्षार $(KOH)$ का उपयोग करके $2$-क्लोरोब्यूटेन का विहाइड्रोहैलोजनीकरण है।
क्षार एक $\beta$-हाइड्रोजन और एक क्लोराइड आयन को हटाकर एल्कीन बनाता है।
संभावित उत्पाद हैं:
$1.$ ब्यूट-$1$-ईन $(CH_2=CH-CH_2-CH_3)$
$2.$ $cis$-ब्यूट-$2$-ईन $(CH_3-CH=CH-CH_3)$
$3.$ $trans$-ब्यूट-$2$-ईन $(CH_3-CH=CH-CH_3)$
चूंकि ब्यूट-$2$-ईन ज्यामितीय समावयवता प्रदर्शित करता है,इसलिए इसे दो अलग-अलग उत्पादों के रूप में गिना जाता है। अतः,कुल विलोपन उत्पादों की संख्या $3$ है।