Properties of Haloarenes Questions in Hindi

(D) $p$-डाइक्लोरोबेंजीन का गलनांक सबसे अधिक होता है क्योंकि इसकी सममितीय संरचना के कारण क्रिस्टल जालक में इसकी पैकिंग अधिक कुशल होती है।

(B) द्विध्रुव आघूर्ण $(\mu)$ व्यक्तिगत बंध द्विध्रुवों के सदिश योग पर निर्भर करता है।
$(IV)$ $p$-डाइक्लोरोबेंजीन: दो $C-Cl$ बंध द्विध्रुव समान और विपरीत दिशा में हैं, इसलिए $\mu = 0$ है।
$(I)$ टोल्यूनि: मिथाइल समूह इलेक्ट्रॉन-दाता है, जिससे एक छोटा द्विध्रुव आघूर्ण उत्पन्न होता है।
$(II)$ $m$-डाइक्लोरोबेंजीन: दो $C-Cl$ बंधों के बीच का कोण $120^{\circ}$ है, जिससे एक नेट द्विध्रुव आघूर्ण प्राप्त होता है।
$(III)$ $o$-डाइक्लोरोबेंजीन: दो $C-Cl$ बंधों के बीच का कोण $60^{\circ}$ है, छोटे कोण के कारण इसमें सबसे अधिक नेट द्विध्रुव आघूर्ण होता है।
अतः, सही क्रम है: $IV < I < II < III$।

(B) $m$-डाइनाइट्रोबेंजीन में,दो $-NO_2$ समूह $1$ और $3$ स्थिति पर होते हैं। दोनों समूह दृढ़ता से निष्क्रिय करने वाले और मेटा-निर्देशक होते हैं। $5$वीं स्थिति दोनों $-NO_2$ समूहों के सापेक्ष मेटा स्थिति पर है,जो इसे इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन के लिए एकमात्र उपलब्ध समान स्थिति बनाती है। इस प्रकार,यह केवल एक ही मोनो-प्रतिस्थापित उत्पाद देता है।

(D) क्लोरीन परमाणु $(Cl)$ प्रेरणिक प्रभाव ($-I$ प्रभाव) और अनुनाद प्रभाव ($+R$ प्रभाव) प्रदर्शित करता है।
हालाँकि $-I$ प्रभाव अधिक प्रबल होता है,लेकिन $+R$ प्रभाव ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाता है।
इसलिए,क्लोरीन परमाणु एक ऑर्थो-पैरा निर्देशक समूह है।

(C) न्यूक्लियोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन $(S_NAr)$ में एरोमैटिक वलय पर एक लिविंग ग्रुप का न्यूक्लियोफाइल द्वारा प्रतिस्थापन होता है।
$A$. सूर्य के प्रकाश में बेंजीन की $Cl_2$ के साथ अभिक्रिया एक मुक्त-मूलक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
$B$. बेंज़िल ब्रोमाइड $(C_6H_5CH_2Br)$ का जल-अपघटन एक एलिफैटिक न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन ($S_N1$ या $S_N2$) अभिक्रिया है,एरोमैटिक नहीं।
$C$. $NaOH$ की डाइनाइट्रोफ्लोरोबेंजीन के साथ अभिक्रिया न्यूक्लियोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन का एक उत्कृष्ट उदाहरण है,जिसमें $OH^-$ न्यूक्लियोफाइल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक नाइट्रो समूहों द्वारा सक्रिय एरोमैटिक वलय पर हमला करता है और फ्लोराइड आयन को विस्थापित करता है।
अतः,केवल $(c)$ न्यूक्लियोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया को दर्शाता है।

(D) सही उत्तर $D$ $(CH_2 = CHCl)$ है।
विनाइल क्लोराइड $(CH_2 = CHCl)$ में,क्लोरीन परमाणु पर मौजूद इलेक्ट्रॉनों का एकाकी युग्म (lone pair) द्वि-आबंध के $\pi$-आबंध के साथ संयुग्मन (conjugation) में होता है।
इसके कारण $C-Cl$ आबंध में आंशिक द्वि-आबंध गुण आ जाता है।
परिणामस्वरूप,$C-Cl$ आबंध एल्काइल हैलाइड्स की तुलना में अधिक मजबूत और छोटा हो जाता है,जिससे न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया में इसे तोड़ना बहुत कठिन हो जाता है।
इसलिए,यह दिए गए विकल्पों में सबसे कम प्रतिक्रियाशील है।

(D) इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रियाशीलता वलय के इलेक्ट्रॉन घनत्व पर निर्भर करती है। इलेक्ट्रॉन-दाता समूह $(EDG)$ अभिक्रियाशीलता बढ़ाते हैं,जबकि इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह $(EWG)$ इसे घटाते हैं।
$(A)$ हैलोजन निष्क्रिय करने वाले होते हैं लेकिन ऑर्थो/पैरा निर्देशक होते हैं। अभिक्रियाशीलता विद्युत ऋणात्मकता घटने के साथ घटती है: $F > Cl > Br$.
$(B)$ फिनोल ($-OH$ सक्रिय करने वाला है) $>$ $n$-प्रोपाइल बेंजीन (अल्काइल समूह) $>$ बेंजोइक एसिड ($-COOH$ निष्क्रिय करने वाला है)।
$(C)$ $p$-क्लोरोटोल्यूइन में सक्रिय करने वाला $-CH_3$ और निष्क्रिय करने वाला $-Cl$ है। $p$-नाइट्रोटोल्यूइन में निष्क्रिय करने वाला $-NO_2$ है। $2$-क्लोरो-$4$-नाइट्रोटोल्यूइन में दो निष्क्रिय करने वाले समूह हैं। यह क्रम सही है।
$(D)$ $-COOH$ समूह के कारण बेंजोइक एसिड सबसे कम अभिक्रियाशील है। सही क्रम फिनोल $> n$-प्रोपाइल बेंजीन $>$ बेंजोइक एसिड होना चाहिए। अतः,विकल्प $D$ घटते क्रम में व्यवस्थित नहीं है।

(D) फेरिक क्लोराइड $(FeCl_3)$ जैसे लुईस एसिड की उपस्थिति में टोल्यूनि की क्लोरीन के साथ अभिक्रिया एक इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया (क्लोरीनीकरण) है।
बेंजीन रिंग से जुड़ा मिथाइल समूह $(-CH_3)$ अपने इलेक्ट्रॉन-दाता प्रेरक प्रभाव और अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) के कारण एक ऑर्थो/पैरा-निर्देशक समूह है।
इसलिए,क्लोरीन इलेक्ट्रोफाइल $(Cl^+)$ टोल्यूनि रिंग की ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर हमला करता है,जिसके परिणामस्वरूप मुख्य उत्पाद के रूप में $o-$क्लोरोटोल्यूनि और $p-$क्लोरोटोल्यूनि बनते हैं।
अभिक्रिया है: $C_6H_5CH_3 + Cl_2 \xrightarrow{FeCl_3} C_6H_4(CH_3)Cl + HCl$.

(A) नाइट्रोबेंजीन ब्रोमीन के प्रति सबसे कम अभिक्रियाशील है क्योंकि $-NO_2$ समूह की उपस्थिति अपने प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक स्वभाव ($-I$ और $-M$ प्रभाव) के कारण $o$ और $p$ स्थितियों पर इलेक्ट्रॉन घनत्व को कम कर देती है।
परिणामस्वरूप,बेंजीन नाभिक पर इलेक्ट्रोफाइल $(Br^+)$ का आक्रमण कठिन हो जाता है क्योंकि $o$ और $p$ स्थितियों पर मौजूद धनात्मक आवेश आने वाले इलेक्ट्रोफाइल को प्रतिकर्षित करता है।

(B) नाइट्रीकरण एक इलेक्ट्रॉनरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है। इस अभिक्रिया की दर बेंजीन वलय के इलेक्ट्रॉन घनत्व पर निर्भर करती है।
$Nitrobenzene$ में $-NO_2$ समूह होता है,जो एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह $(-EWG)$ है।
यह समूह बेंजीन वलय के इलेक्ट्रॉन घनत्व को कम कर देता है,जिससे यह इलेक्ट्रॉनरागी आक्रमण के प्रति निष्क्रिय हो जाता है।
इसलिए,$Benzene$,$Toluene$ और $Phenol$ की तुलना में $Nitrobenzene$ का नाइट्रीकरण कठिनाई से होता है।

(D) $2, 4, 6-$ ट्राइनाइट्रोटोल्यूइन $(TNT)$ एक प्रसिद्ध रासायनिक यौगिक है जिसका उपयोग विस्फोटक के रूप में किया जाता है।

(B) नाइट्रोबेंजीन का नाइट्रीकरण सांद्र $HNO_3$ और सांद्र $H_2SO_4$ के मिश्रण के साथ नाइट्रोबेंजीन की अभिक्रिया द्वारा होता है।
नाइट्रोबेंजीन में उपस्थित $-NO_2$ समूह एक निष्क्रिय करने वाला और मेटा-निर्देशक समूह है।
इसलिए,आने वाला नाइट्रो समूह मेटा-स्थान पर जुड़ता है,जिसके परिणामस्वरूप $1, 3-$डाइनाइट्रोबेंजीन (जिसे $m-$डाइनाइट्रोबेंजीन भी कहा जाता है) का निर्माण होता है।

(C) $n$-propyl benzene $ \text{को तैयार करने के लिए }$Wurtz-Fittig$ \text{अभिक्रिया सबसे उपयुक्त विधि है।}$
$\text{इस अभिक्रिया में}, \text{एक एल्किल हैलाइड }(CH_3CH_2CH_2Br) \text{सोडियम धातु और शुष्क ईथर की उपस्थिति में एक एरील हैलाइड }(C_6H_5Br) \text{के साथ अभिक्रिया करता है।}$
$\text{अभिक्रिया इस प्रकार है}: CH_3CH_2CH_2Br + C_6H_5Br + 2Na \xrightarrow{\text{dry ether}} C_6H_5CH_2CH_2CH_3 + 2NaBr$.
Friedel-Craft's$ \text{एल्काइलेशन उपयुक्त नहीं है क्योंकि इसमें }n-$propyl कार्बोनियम आयन का पुनर्विन्यास (rearrangement) होकर अधिक स्थिर $isopropyl$ कार्बोनियम आयन बनता है,जिससे मुख्य उत्पाद के रूप में $isopropyl$ benzene प्राप्त होता है।

(B) सही उत्तर $(B)$ है।
जो समूह प्रेरणिक प्रभाव ($-I$ प्रभाव) के माध्यम से इलेक्ट्रॉन खींचते हैं,वे बेंजीन वलय को इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन के प्रति निष्क्रिय कर देते हैं।
$-Cl$ जैसे हैलोजन में एक मजबूत $-I$ प्रभाव होता है,जो वलय को निष्क्रिय करता है। हालाँकि,उनमें $+M$ (मेसोमेरिक) प्रभाव भी होता है क्योंकि हैलोजन परमाणु पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pairs) मौजूद होते हैं,जो उन्हें अनुनाद के माध्यम से वलय में इलेक्ट्रॉन घनत्व दान करने की अनुमति देते हैं।
यह अनुनाद प्रभाव $o-$ (ऑर्थो) और $p-$ (पैरा) स्थितियों पर सबसे अधिक प्रभावी होता है,जिससे आने वाला इलेक्ट्रॉनरागी इन स्थितियों पर निर्देशित होता है।
इसलिए,$-Cl$ एक निष्क्रिय करने वाला समूह है जो $o-, p-$ निर्देशक है।

(C) $o, p-$ निर्देशक समूह वे होते हैं जो बेंजीन वलय की ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर इलेक्ट्रॉन घनत्व बढ़ाते हैं।
अधिकांश $o, p-$ निर्देशक समूह सक्रिय करने वाले (activating) होते हैं (जैसे $-NH_2, -OH, -R$),जो इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन की दर को बढ़ाते हैं।
हालाँकि,हैलोजन $(-X)$ अद्वितीय हैं क्योंकि वे अनुनाद प्रभाव ($+M$ प्रभाव) के कारण $o, p-$ निर्देशक होते हैं,लेकिन अपने मजबूत प्रेरणिक प्रभाव ($-I$ प्रभाव) के कारण वे निष्क्रिय (deactivating) होते हैं,जो वलय से इलेक्ट्रॉन घनत्व को खींचते हैं।
इसलिए,एकमात्र $o, p-$ निर्देशक समूह जो प्रकृति में निष्क्रिय है,वह हैलोजन समूह $(-X)$ है।

(B) Raschig प्रक्रिया का उपयोग बेंजीन के ऑक्सीक्लोरीनीकरण द्वारा क्लोरोबेंजीन के औद्योगिक उत्पादन के लिए किया जाता है।
इस अभिक्रिया में एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में बेंजीन की $HCl$ और $O_2$ के साथ अभिक्रिया कराई जाती है।
इस प्रक्रिया में उपयोग किया जाने वाला उत्प्रेरक $CuCl_2$ (कॉपर क्लोराइड) है।

(A) $-CCl_3$ समूह तीन क्लोरीन परमाणुओं के प्रेरणिक प्रभाव के कारण एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है।
यह एक निष्क्रिय करने वाला समूह है और इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं में मेटा-निर्देशक होता है।
इसलिए,जब बेंज़ोट्राइक्लोराइड $Fe$ (लुईस अम्ल उत्प्रेरक) की उपस्थिति में $Br_2$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो ब्रोमीन परमाणु मेटा-स्थान पर प्रतिस्थापित होकर $3-$ब्रोमोबेंज़ोट्राइक्लोराइड बनाता है।

(A) क्लोरोबेंजीन,न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं के प्रति बेंज़िल क्लोराइड की तुलना में कम अभिक्रियाशील होता है।
क्लोरोबेंजीन में,$Cl$ परमाणु पर मौजूद इलेक्ट्रॉनों के एकाकी युग्म (lone pairs) बेंजीन वलय के $\pi$-इलेक्ट्रॉनों के साथ अनुनाद (resonance) में शामिल होते हैं। यह $C-Cl$ बंध को आंशिक द्वि-बंध गुण प्रदान करता है,जिससे यह मजबूत हो जाता है और इसे तोड़ना कठिन होता है।
इसके विपरीत,बेंज़िल क्लोराइड अधिक आसानी से न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया देता है क्योंकि बनने वाला कार्बोनियम आयन बेंजीन वलय के साथ अनुनाद द्वारा स्थिर हो जाता है।

(C) जब क्लोरोबेंजीन को उच्च तापमान $(623 \ K)$ और उच्च दबाव $(300 \ atm)$ पर ठोस $NaOH$ के साथ संगलित किया जाता है,तो यह नाभिकरागी प्रतिस्थापन (nucleophilic substitution) द्वारा सोडियम फिनोक्साइड बनाता है।
सोडियम फिनोक्साइड का बाद में अम्लीकरण (जल-अपघटन) करने पर फिनोल प्राप्त होता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$C_6H_5Cl + 2NaOH \xrightarrow{623 \ K, 300 \ atm} C_6H_5ONa + NaCl + H_2O$
$C_6H_5ONa + H^+ \rightarrow C_6H_5OH + Na^+$
अतः,अंतिम उत्पाद फिनोल है।

(D) $DDT$ $(Dichloro-diphenyl-trichloro-ethane)$ का संश्लेषण दो मोल क्लोरोबेंजीन और एक मोल क्लोरल हाइड्रेट ($CCl_3CHO \cdot H_2O$ या $Trichloroethanal$) की संघनन अभिक्रिया द्वारा किया जाता है।
यह अभिक्रिया सांद्र $H_2SO_4$ की उपस्थिति में होती है,जो निर्जलीकरण एजेंट (dehydrating agent) के रूप में कार्य करता है।
संपूर्ण अभिक्रिया इस प्रकार है: $2C_6H_5Cl + CCl_3CHO \xrightarrow{conc. H_2SO_4} (ClC_6H_4)_2CHCCl_3 + H_2O$.

(C) $(i)$ एथिल ब्रोमाइड जलीय $NaOH$ के साथ नाभिकरागी प्रतिस्थापन द्वारा एथिल अल्कोहल बनाता है:
$C_2H_5Br + NaOH_{(aq)} \to C_2H_5OH + NaBr$
$(ii)$ क्लोरोबेंजीन अनुनाद और $sp^2$ संकरण के कारण सामान्य परिस्थितियों में नाभिकरागी प्रतिस्थापन के प्रति प्रतिरोधी है। हालाँकि,कठोर परिस्थितियों $(623 \ K, 300 \ atm)$ में,यह जलीय $NaOH$ के साथ अभिक्रिया करके सोडियम फिनोक्साइड बनाता है,जो अम्लीकरण के बाद फिनोल देता है:
$C_6H_5Cl + 2NaOH_{(aq)} \xrightarrow{623 \ K, 300 \ atm} C_6H_5ONa + NaCl + H_2O$
$C_6H_5ONa + HCl \to C_6H_5OH + NaCl$

(D) न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन के प्रति हैलोजन परमाणु की अभिक्रियाशीलता $C-X$ बंध की मजबूती पर निर्भर करती है।
$Chloroethane$ $(CH_3CH_2Cl)$ में,$C-Cl$ बंध एक शुद्ध एकल बंध है,जो इसे सबसे अधिक अभिक्रियाशील बनाता है।
$Vinyl$ क्लोराइड $(CH_2=CHCl)$ और क्लोरोबेंजीन $(C_6H_5Cl)$ में,अनुनाद (resonance) के कारण $C-Cl$ बंध आंशिक द्वि-बंध गुण प्राप्त कर लेता है,जिससे बंध छोटा और मजबूत हो जाता है,और अभिक्रियाशीलता कम हो जाती है।
$Vinyl$ क्लोराइड और क्लोरोबेंजीन के बीच,क्लोरोबेंजीन में $C-Cl$ बंध पूरी बेंजीन रिंग पर इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण के कारण अधिक स्थिर होता है।
इसलिए,अभिक्रियाशीलता का बढ़ता क्रम है: $Chlorobenzene < Vinyl \text{ } chloride < Chloroethane$.

(D) एरिल हैलाइड्स,न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन के प्रति एल्किल हैलाइड्स की तुलना में कम प्रतिक्रियाशील होते हैं,जिसके दो मुख्य कारण हैं:
$1$. अनुनाद स्थिरीकरण: हैलोजन परमाणु पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बेंजीन रिंग के साथ संयुग्मन में भाग लेते हैं,जिससे $C-X$ बंध को आंशिक द्वि-बंध का गुण प्राप्त होता है। इससे बंध छोटा और मजबूत हो जाता है,जिसे तोड़ना कठिन होता है।
$2$. $sp^{2}$ संकरण: हैलोजन से जुड़ा कार्बन परमाणु $sp^{2}$ संकरित होता है,जो एल्किल हैलाइड के $sp^{3}$ संकरित कार्बन की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मक होता है,जिसके परिणामस्वरूप बंध छोटा और मजबूत हो जाता है।

(B) $CH_2 = CH - Cl$ में,क्लोरीन परमाणु पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म $C = C$ द्वि-आबंध के साथ संयुग्मन में होता है।
यह इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण की ओर ले जाता है,जिसके परिणामस्वरूप अनुनाद संरचनाएं बनती हैं।
इस अनुनाद के कारण,$C - Cl$ आबंध में आंशिक द्वि-आबंध गुण आ जाता है,जो इसे शुद्ध एकल आबंध की तुलना में मजबूत और छोटा बनाता है।
परिणामस्वरूप,$C - Cl$ आबंध को तोड़ना कठिन होता है,जिससे नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं के प्रति कम अभिक्रियाशीलता प्रदर्शित होती है।

(B) सांद्र $H_2SO_4$ की उपस्थिति में क्लोरोबेंजीन के $2$ मोल और क्लोरल $(CCl_3CHO)$ के $1$ मोल के बीच अभिक्रिया से $p,p$-डाइक्लोरोडाइफिनाइलट्राइक्लोरोइथेन बनता है,जिसे सामान्यतः $DDT$ के रूप में जाना जाता है।
अभिक्रिया: $2C_6H_5Cl + CCl_3CHO \xrightarrow{conc. H_2SO_4} (ClC_6H_4)_2CHCCl_3 + H_2O$.

(B) $C_6H_6Cl_6 + 3KOH \rightarrow C_6H_3Cl_3 + 3KCl + 3H_2O$
जब $C_6H_6Cl_6$ (बेंजीन हेक्साक्लोराइड) को अल्कोहलिक $KOH$ के साथ उपचारित किया जाता है,तो यह विहाइड्रोहैलोजनीकरण (dehydrohalogenation) के माध्यम से $1,2,4$-ट्राइक्लोरोबेंजीन $(C_6H_3Cl_3)$ देता है।

(C) सोडियम धातु और शुष्क ईथर की उपस्थिति में एराइल हैलाइड और एल्काइल हैलाइड के बीच की अभिक्रिया को $Wurtz-Fittig$ अभिक्रिया कहा जाता है।
सामान्य समीकरण: $Ar-X + R-X + 2Na \xrightarrow{\text{dry ether}} Ar-R + 2NaX$.
उदाहरण के लिए: $C_6H_5Br + CH_3Br + 2Na \xrightarrow{\text{dry ether}} C_6H_5CH_3 + 2NaBr$.

(A) निर्जल $AlCl_3$ की उपस्थिति में एल्किल हैलाइड की एरोमैटिक यौगिकों के साथ अभिक्रिया को फ्रीडेल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।
यह एक प्रकार की इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
सामान्य अभिक्रिया: $C_6H_6 + CH_3Cl \xrightarrow{\text{anhydrous } AlCl_3} C_6H_5CH_3 + HCl$.

(C) क्लोरोबेंजीन सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड $(H_2SO_4)$ की उपस्थिति में क्लोरल $(CCl_3CHO)$ के साथ अभिक्रिया करके $1,1,1-trichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)ethane$ बनाता है,जिसे सामान्यतः $DDT$ के रूप में जाना जाता है।
$DDT$ का उपयोग प्रभावी कीटनाशक के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है।

(D) हैलोजन परमाणु के सापेक्ष ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर $-NO_2$ जैसे इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूहों की उपस्थिति बेंजीन रिंग को न्यूक्लियोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन के लिए सक्रिय करती है।
ऐसा इसलिए होता है क्योंकि $-NO_2$ समूह प्रेरणिक (inductive) और अनुनाद (resonance) प्रभावों के माध्यम से इलेक्ट्रॉन घनत्व को खींचकर प्रतिक्रिया के दौरान बनने वाले कार्बोनियन मध्यवर्ती (Meisenheimer complex) को स्थिर करता है।
$2,4-$डाइनाइट्रोक्लोरोबेंजीन में,दो $-NO_2$ समूह ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर स्थित होते हैं,जो मध्यवर्ती के ऋणात्मक आवेश को प्रभावी ढंग से विस्थापित करते हैं,जिससे प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया के लिए सक्रियण ऊर्जा कम हो जाती है।

(D) $p-$डाइक्लोरोबेंजीन की संरचना सममितीय (symmetrical) होती है।
अपनी सममिति के कारण यह अपने क्रिस्टल जालक (crystal lattice) में अच्छी तरह फिट हो जाता है।
इसके परिणामस्वरूप $o-$ और $m-$ आइसोमर्स की तुलना में इसमें अंतर-आणविक आकर्षण बल अधिक मजबूत होते हैं।
इसलिए,इसका गलनांक सबसे अधिक होता है।

(D) $(i)$ एथिल ब्रोमाइड $(C_2H_5Br)$ जलीय $NaOH$ के साथ नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया करके एथिल अल्कोहल $(C_2H_5OH)$ बनाता है।
$(ii)$ क्लोरोबेंजीन $(C_6H_5Cl)$ में $C-Cl$ बंध में आंशिक द्वि-बंध गुण होने के कारण सामान्य परिस्थितियों में यह नाभिकरागी प्रतिस्थापन के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी होता है। इसलिए,यह कमरे के तापमान पर जलीय $NaOH$ के साथ अभिक्रिया नहीं करता है।

(B) यह अभिक्रिया $o$-टोल्यूइक एसिड का इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन (ब्रोमिनेशन) है।
$o$-टोल्यूइक एसिड में बेंजीन रिंग से दो समूह जुड़े होते हैं: एक मिथाइल समूह $(-CH_3)$ और एक कार्बोक्सिलिक एसिड समूह $(-COOH)$।
$1$. $-CH_3$ समूह ऑर्थो/पैरा-निर्देशक है।
$2$. $-COOH$ समूह मेटा-निर्देशक है।
$o$-टोल्यूइक एसिड में,$-CH_3$ समूह के ऑर्थो स्थान या तो $-COOH$ समूह द्वारा अधिकृत हैं या त्रिविम बाधा (steric hindrance) के कारण कम सक्रिय हैं। $-CH_3$ समूह के पैरा स्थान पर इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन के लिए सबसे सक्रिय स्थान उपलब्ध है।
इसलिए,ब्रोमीन परमाणु $-CH_3$ समूह के पैरा स्थान पर जुड़ता है,जो $-COOH$ समूह के सापेक्ष मेटा स्थान है।
उत्पाद $5$-ब्रोमो-$2$-मिथाइलबेन्जोइक एसिड है।

(D) $-COOH$,$-CN$,और $-COCH_3$ समूह इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह हैं जो बेंजीन वलय को निष्क्रिय करते हैं और वलय से सीधे जुड़े इलेक्ट्रॉन-आकर्षक परमाणुओं या बहु-आबंधों की उपस्थिति के कारण मेटा-निर्देशक होते हैं।
इसके विपरीत,$-NHCOCH_3$ समूह एक ऑर्थो/पैरा निर्देशक समूह है।
इसका कारण यह है कि नाइट्रोजन परमाणु के पास इलेक्ट्रॉनों का एक एकाकी युग्म (lone pair) होता है जिसे अनुनाद (resonance) के माध्यम से बेंजीन वलय में विस्थानीकृत किया जा सकता है,जो ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाता है।

(C) नाइट्रोबेंजीन में उपस्थित $-NO_2$ समूह एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है और यह मेटा-निर्देशी (meta-directing) प्रकृति का होता है।
इसलिए,इलेक्ट्रॉनरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया (नाइट्रीकरण) के दौरान,आने वाला इलेक्ट्रॉनरागी $(-NO_2^+)$ बेंजीन वलय की मेटा-स्थिति पर आक्रमण करता है।
अतः,नाइट्रोबेंजीन का नाइट्रीकरण करने पर मुख्य उत्पाद के रूप में $m-$डाइनाइट्रोबेंजीन प्राप्त होता है।

(D) $Nitrobenzene$ विस्फोटक नहीं है।
$Trinitrotoluene$ $(TNT)$,$Trinitrobenzene$ $(TNB)$,और $Picric$ $acid$ $(2,4,6-trinitrophenol)$ जैसे नाइट्रो यौगिक एरोमैटिक वलय से जुड़े कई नाइट्रो समूहों की उपस्थिति के कारण अत्यधिक विस्फोटक होते हैं,जो तीव्र दहन के लिए ऑक्सीजन प्रदान करते हैं।
$Nitrobenzene$ $(C_6H_5NO_2)$ एक स्थिर यौगिक है और इसका उपयोग विस्फोटक के रूप में नहीं किया जाता है।

(C) $p-$नाइट्रोब्रोमोबेंजीन की $NaNH_2$ के साथ अभिक्रिया विलोपन-योग (elimination-addition) क्रियाविधि द्वारा होती है।
प्रथम चरण में,प्रबल क्षार $NH_2^-$ ब्रोमीन परमाणु की ऑर्थो स्थिति से प्रोटॉन को हटाता है,जिसके बाद ब्रोमाइड आयन $(Br^-)$ का विलोपन होता है और एक अत्यधिक सक्रिय मध्यवर्ती बनता है जिसे बेंज़ाइन (विशेष रूप से,प्रतिस्थापित बेंज़ाइन या एराइन मध्यवर्ती) कहा जाता है।
इसके बाद,न्यूक्लियोफाइल $NH_3$ बेंज़ाइन मध्यवर्ती पर आक्रमण करता है और $p-$नाइट्रोएनिलीन बनाता है।
अतः,बनने वाला मध्यवर्ती बेंज़ाइन है।

(B) $-NO_2$ समूह एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है और यह मेटा-निर्देशक होता है। जब नाइट्रोबेंजीन का सांद्र $HNO_3$ और सांद्र $H_2SO_4$ के मिश्रण के साथ और अधिक नाइट्रीकरण किया जाता है,तो आने वाला नाइट्रो समूह मेटा-स्थान पर निर्देशित होता है,जिसके परिणामस्वरूप $m-$डाइनाइट्रोबेंजीन का निर्माण होता है। अभिक्रिया इस प्रकार है: $C_6H_5NO_2 + HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} C_6H_4(NO_2)_2 + H_2O$.

(A) नाइट्रोबेंजीन की ठोस $KOH$ के साथ गर्म करने पर होने वाली अभिक्रिया एक नाभिकरागी (nucleophilic) एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
इस अभिक्रिया में,$OH^{-}$ आयन एक नाभिकरागी के रूप में कार्य करता है और बेंजीन वलय पर आक्रमण करके ऑर्थो- और पैरा-नाइट्रोफिनोल बनाता है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(D) $570 \ K$ तापमान पर $Cu_2O$ की उपस्थिति में क्लोरोबेंजीन की अमोनिया के साथ अभिक्रिया एरोमैटिक एमाइन बनाने के लिए एक अमोनोलिसिस अभिक्रिया है।
रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$2C_6H_5Cl + 2NH_3 \xrightarrow{Cu_2O, 570 \ K} 2C_6H_5NH_2 + Cu_2Cl_2 + H_2O$
अतः,प्राप्त उत्पाद एनिलिन है।

(A) एरिल हैलाइड्स $(ArX)$ में,हैलोजन परमाणु बेंजीन वलय से $C-X$ बंध द्वारा जुड़ा होता है,जिसमें अनुनाद के कारण आंशिक द्वि-बंध लक्षण होते हैं।
यह $C-X$ बंध को छोटा और मजबूत बनाता है,जिससे सामान्य परिस्थितियों में $CN^-$ आयनों द्वारा नाभिकरागी प्रतिस्थापन (nucleophilic substitution) अत्यंत कठिन हो जाता है।
इसलिए,$ArX + KCN$ अभिक्रिया $ArCN$ बनाने के लिए नहीं होती है।
अन्य दी गई अभिक्रियाएं मानक विधियां हैं:
$ArN_2^+Cl^- + CuCN \to ArCN + N_2 + CuCl$ (सैंडमेयर अभिक्रिया)।
$ArCONH_2 + P_2O_5 \to ArCN + H_2O$ (निर्जलीकरण)।
$ArCONH_2 + SOCl_2 \to ArCN + SO_2 + 2HCl$ (निर्जलीकरण)।

(C) नाइट्रोबेन्जीन में $-NO_2$ समूह एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है,जो इसे मेटा-निर्देशी (meta-directing) बनाता है।
इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं में नाइट्रोबेन्जीन मुख्य रूप से मेटा-उत्पाद देता है।
दिए गए विकल्पों में से कोई भी अभिक्रिया नाइट्रोबेन्जीन के लिए $o$- और $p$- उत्पाद मुख्य रूप से नहीं देती है।

(D) नाइट्रोबेंजीन में एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक $-NO_2$ समूह होता है,जो बेंजीन वलय को इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन के लिए निष्क्रिय कर देता है।
फ्रीडल-क्राफ्ट अभिक्रियाएं (ऐल्काइलेशन और एसाइलेशन) नाइट्रोबेंजीन के साथ नहीं होती हैं क्योंकि $-NO_2$ समूह एक प्रबल निष्क्रियकारी समूह है और उत्प्रेरक $AlCl_3$,$-NO_2$ समूह के नाइट्रोजन परमाणु के साथ एक संकुल बनाता है,जिससे वलय और अधिक निष्क्रिय हो जाता है।

(D) नाभिकरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रियाएं आमतौर पर इलेक्ट्रॉन-न्यून एरोमैटिक वलयों में होती हैं,जैसे कि नाइट्रोबेंजीन $(C_6H_5NO_2)$।
जब नाइट्रोबेंजीन ठोस पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड $(KOH)$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो यह ऑर्थो- या पैरा-नाइट्रोफिनोल व्युत्पन्न बनाने के लिए नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया से गुजरता है।
विकल्प $D$ इस प्रकार की अभिक्रिया को दर्शाता है,जहाँ $OH^-$ आयन एक नाभिकरागी के रूप में कार्य करता है और इलेक्ट्रॉन-न्यून वलय पर आक्रमण करता है।

(D) एल्किल हैलाइड की तुलना में एरिल हैलाइड नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं के प्रति कम अभिक्रियाशील होते हैं,जिसके मुख्य कारण निम्नलिखित हैं:
$1$. अनुनाद प्रभाव: हैलोजन परमाणु पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बेंजीन वलय के साथ संयुग्मन में भाग लेते हैं,जिससे $C-X$ बंध में आंशिक द्वि-बंध गुण आ जाता है,जो इसे मजबूत और छोटा बनाता है।
$2$. संकरण में अंतर: एरिल हैलाइड में,हैलोजन से जुड़ा कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित होता है,जो एल्किल हैलाइड के $sp^3$ संकरित कार्बन की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मक होता है और इलेक्ट्रॉन युग्म को अधिक मजबूती से पकड़े रहता है।
$3$. फेनिल धनायन की अस्थिरता: एरिल हैलाइड के स्वतः-आयनीकरण से बनने वाला फेनिल धनायन अनुनाद द्वारा स्थिर नहीं होता है।

(B) जब क्लोरोबेंजीन सांद्र $H_2SO_4$ की उपस्थिति में क्लोरल के साथ अभिक्रिया करता है,तो यह संघनन अभिक्रिया द्वारा $DDT$ (डाइक्लोरोडाइफेनिलट्राइक्लोरोइथेन) बनाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$2C_6H_5Cl + CCl_3CHO \xrightarrow{conc. H_2SO_4} (ClC_6H_4)_2CHCCl_3 + H_2O$

(B) द्रव $NH_3$ में $KNH_2$ के साथ $p$-क्लोरोटोलुइन की अभिक्रिया एक बेंजाइन मध्यवर्ती के माध्यम से होती है।
$1$. $KNH_2$ एक प्रबल क्षार के रूप में कार्य करता है और बेंजाइन मध्यवर्ती बनाने के लिए $p$-क्लोरोटोलुइन से एक ऑर्थो-हाइड्रोजन को हटाता है।
$2$. $NH_2^-$ द्वारा नाभिकरागी (nucleophilic) आक्रमण उस कार्बन परमाणु पर हो सकता है जो मूल रूप से क्लोरीन से जुड़ा था या उसके बगल वाले कार्बन पर।
$3$. मिथाइल समूह के प्रेरणिक प्रभाव के कारण,आक्रमण से $p$-टोलुइडीन और $m$-टोलुइडीन का मिश्रण प्राप्त होता है।
$4$. इस विशिष्ट अभिक्रिया में,बेंजाइन मध्यवर्ती पर नाभिकरागी आक्रमण की क्षेत्र-चयनात्मकता (regioselectivity) के कारण $m$-टोलुइडीन मुख्य उत्पाद के रूप में प्राप्त होता है।

(C) $-Cl$ समूह इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं में ऑर्थो/पैरा निर्देशक समूह है।
चूंकि यह अभिक्रिया इलेक्ट्रोफिलिक ब्रोमिनेशन है,इसलिए ब्रोमीन परमाणु क्लोरीन परमाणु के सापेक्ष ऑर्थो और पैरा दोनों स्थितियों पर प्रतिस्थापित होगा।
अतः,$o-bromochlorobenzene$ और $p-bromochlorobenzene$ दोनों उत्पाद के रूप में प्राप्त होते हैं।

(D) $CH_2=CH-Cl$ (विनाइल क्लोराइड) में क्लोरीन परमाणु नाभिकरागी प्रतिस्थापन के प्रति सबसे कम अभिक्रियाशील होता है।
इसका कारण अनुनाद प्रभाव (resonance effect) है,जहाँ क्लोरीन परमाणु पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म $C=C$ द्वि-बंध के साथ संयुग्मन में भाग लेते हैं।
इसके परिणामस्वरूप कार्बन और क्लोरीन परमाणुओं के बीच आंशिक द्वि-बंध गुण आ जाता है,जिससे $C-Cl$ बंध छोटा और मजबूत हो जाता है,जो नाभिकरागी आक्रमण को रोकता है।

(D) आयरन (लुईस अम्ल उत्प्रेरक) की उपस्थिति में और प्रकाश की अनुपस्थिति में टोल्यूनि की क्लोरीन के साथ अभिक्रिया एक इलेक्ट्रॉनरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया (विशेष रूप से,बेंजीन वलय का क्लोरीनीकरण) है।
इस अभिक्रिया में,बेंजीन वलय पर स्थित मिथाइल समूह $(-CH_3)$ एक ऑर्थो/पैरा-निर्देशी समूह है।
इसलिए,क्लोरीन परमाणु बेंजीन वलय के ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर हाइड्रोजन परमाणुओं को प्रतिस्थापित करेगा।
इसके परिणामस्वरूप $o$-क्लोरोटोल्यूनि और $p$-क्लोरोटोल्यूनि का मिश्रण प्राप्त होता है।