विज्ञान कक्षा 10 के लिए अभ्यास प्रश्न "कार्बन और उसके यौगिक"

बहुविकल्पीय प्रश्न (एमसीक्यू):

1. D) 4 - कार्बन की संयोजकता 4 है, जो चार सहसंयोजक बंध बनाता है।
2. D)  नाइट्रोजन - नाइट्रोजन कार्बन का अपरूप नहीं है; हीरा, ग्रेफाइट और फुलरीन अपरूप हैं।
3. A)  मीथेन - मीथेन (CH₄) सबसे सरल हाइड्रोकार्बन है।
4. C)  इथेन - इथेन (C₂H₆) केवल एकल बंधों से संतृप्त होता है।
5. A)  एल्कोहॉल - -OH समूह एल्कोहॉल की विशेषता है।
6. ए) हाइड्रोजनीकरण - वनस्पति तेलों में हाइड्रोजन मिलाकर उन्हें वसा में परिवर्तित किया जाता है, जिसे हाइड्रोजनीकरण कहते हैं।
7. सी) एस्टर - इथेनॉल (अल्कोहल) और एथेनोइक एसिड (कार्बोक्सिलिक एसिड) प्रतिक्रिया करके एस्टर बनाते हैं।
8. ए) सिरका - एथेनोइक एसिड, जिसे आमतौर पर एसिटिक एसिड के रूप में जाना जाता है, सिरका का मुख्य घटक है।
9. A)  ब्यूटेन - CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ ब्यूटेन है, जो 4 कार्बन वाला एल्केन है।
10. ए) फॉर्मेल्डिहाइड - फॉर्मेल्डिहाइड (HCHO) का उपयोग जैविक नमूनों को संरक्षित करने के लिए किया जाता है।
11. A)  ऑक्सीकरण - इथेनॉल को ऑक्सीकृत करके एथेनोइक एसिड बनाया जाता है।
12. बी) समजातीय श्रृंखला - समान कार्यात्मक समूह वाले यौगिकों की एक श्रृंखला जहां प्रत्येक सदस्य -CH₂- इकाई से भिन्न होता है।
13. D)  विस्थापन - सोडियम इथेनॉल में हाइड्रोजन को विस्थापित कर सोडियम एथोक्साइड बनाता है।
14. A)  हाइड्रोफिलिक हेड और हाइड्रोफोबिक टेल - साबुन के अणुओं में यह संरचना होती है, जो उन्हें पानी और तेल दोनों के साथ परस्पर क्रिया करने की अनुमति देती है।
15. C)  हाइड्रोजन सल्फाइड - H₂S सड़े अंडे की विशिष्ट गंध देता है।
16. बी) एल्डिहाइड - -CHO समूह एल्डिहाइड की विशेषता है।
17. क) उच्च गलनांक और क्वथनांक - यह बात आमतौर पर कार्बन यौगिकों के लिए सत्य नहीं है, जिनके गलनांक और क्वथनांक अक्सर कमजोर वैन डेर वाल्स बलों के कारण कम होते हैं।
18. बी) क्रैकिंग - क्रैकिंग के माध्यम से बड़े हाइड्रोकार्बन छोटे हाइड्रोकार्बन में टूट जाते हैं।
19. C)  एल्काइन्स - हाइड्रोकार्बन में ट्रिपल बॉन्ड के कारण उन्हें एल्काइन्स नाम दिया गया है।
20. बी) एसीटोन - एसीटोन का उपयोग आमतौर पर नेल पॉलिश रिमूवर में विलायक के रूप में किया जाता है।

लघु उत्तरीय प्रश्न:

21. सहसंयोजक बंधन: इलेक्ट्रॉनों को साझा करके बनाया गया बंधन। कार्बन एक स्थिर अष्टक प्राप्त करने की आवश्यकता के कारण सहसंयोजक बंधन बनाता है; इससे कार्बन यौगिकों की विविधता होती है।
22. समजातीय श्रृंखला: समान संरचना और रासायनिक गुणों वाले कार्बनिक यौगिकों की एक श्रृंखला, जो -CH₂- समूह द्वारा भिन्न होती है। उदाहरण: मीथेन (CH₄), इथेन (C₂H₆), प्रोपेन (C₃H₈) जैसे अल्केन।
23. संतृप्त बनाम असंतृप्त हाइड्रोकार्बन: संतृप्त हाइड्रोकार्बन (एल्केन्स) में केवल एकल बंध होते हैं, जबकि असंतृप्त हाइड्रोकार्बन (एल्केन्स, एल्काइन्स) में दोहरे या तिहरे बंध होते हैं, जो योगात्मक अभिक्रियाओं के लिए अनुमति देते हैं।
24. कार्बन का यौगिक निर्माण: कार्बन अन्य कार्बन परमाणुओं (शृंखलाबद्धता) और कई अन्य तत्वों के साथ बंध बना सकता है, जिससे इसकी चतुःसंयोजकता और स्थिर सहसंयोजक बंध बनाने की क्षमता के कारण बड़ी संख्या में यौगिक बनते हैं।
25. समावयवता: समान अणु सूत्र लेकिन भिन्न संरचनात्मक व्यवस्था वाले अणु समावयवी कहलाते हैं। उदाहरण: ब्यूटेन (C₄H₁₀) के दो समावयवी हैं - n-ब्यूटेन और आइसोब्यूटेन।
26. साबुन निर्माण (सैपोनिफिकेशन): साबुन वसा या तेल को क्षार, आमतौर पर सोडियम या पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के साथ हाइड्रोलाइज करके बनाया जाता है, जिससे ग्लिसरॉल और फैटी एसिड लवण (साबुन) का उत्पादन होता है।
27. हीरे की संरचना: हीरे में कार्बन परमाणु एक चतुष्फलकीय जाल में व्यवस्थित होते हैं, जिससे यह अत्यधिक कठोर, उच्च गलनांक वाला तथा मुक्त इलेक्ट्रॉनों की अनुपस्थिति के कारण अचालक होता है।
28. इथेनॉल का उपयोग: एंटीसेप्टिक, विलायक, ईंधन (बायोएथेनॉल), मादक पेय पदार्थों और फार्मास्यूटिकल्स में।
29. कार्यात्मक समूह: अणु की विशिष्ट रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए जिम्मेदार परमाणु या परमाणुओं का समूह। उदाहरणों में -OH (अल्कोहल), -COOH (कार्बोक्सिलिक एसिड) शामिल हैं।
30. इथेनॉल को एथेनोइक एसिड से अलग करना: इथेनॉल सोडियम के साथ प्रतिक्रिया करके हाइड्रोजन गैस बनाता है, जबकि एथेनोइक एसिड ऐसा नहीं करता। इसके अलावा, लिटमस टेस्ट: एथेनोइक एसिड नीले लिटमस को लाल कर देता है, इथेनॉल ऐसा नहीं करता।
31. खराब चालन: कार्बन यौगिक आम तौर पर खराब चालक होते हैं क्योंकि उनमें सहसंयोजक बंधन शामिल होता है, जो मुक्त इलेक्ट्रॉनों या आयनों को स्थानांतरित करने और बिजली का संचालन करने की अनुमति नहीं देता है।
32. कोयला और पेट्रोलियम में कार्बन: लाखों वर्षों से, कार्बन से भरपूर मृत पौधे और पशु पदार्थ गर्मी और दबाव के कारण कोयला और पेट्रोलियम में परिवर्तित हो जाते हैं।
33. किण्वन: खमीर अवायवीय परिस्थितियों में शर्करा को इथेनॉल और कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित करता है, जिसका उपयोग शराब बनाने और बेकिंग में किया जाता है।
34. कार्बन चक्र: जीवन के लिए आवश्यक, इसमें जैवमंडल में विभिन्न रूपों में कार्बन का परिसंचरण शामिल है, जो वायुमंडल में CO₂ का संतुलन सुनिश्चित करता है, जो प्रकाश संश्लेषण के लिए महत्वपूर्ण है।
35. ग्रेफाइट बनाम हीरा: ग्रेफाइट में परतदार संरचना होती है, जिसके परतों के बीच कमजोर बल होता है, जिससे यह नरम होता है और मुक्त इलेक्ट्रॉनों के कारण एक अच्छा कंडक्टर होता है, जबकि हीरा एक कठोर 3D जाली है।
36. रासायनिक सूत्र: मीथेन - CH₄, इथेन - C₂H₆, एथीन - C₂H₄।
37. दुर्बल अम्ल: एथेनोइक अम्ल जल में केवल आंशिक रूप से आयनित होता है, इसलिए यह एक दुर्बल अम्ल है; यह पूरी तरह से आयनों में विभाजित नहीं होता है।
38. दोहरे बंधन का प्रभाव: एल्केन्स दोहरे बंधन के कारण अधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं; वे योगात्मक अभिक्रियाओं से गुजर सकते हैं, जहां दोहरा बंधन टूटकर नए परमाणुओं के साथ एकल बंधन बनाता है।
39. योग बनाम प्रतिस्थापन: योग अभिक्रियाओं में अणु में परमाणुओं को जोड़ना शामिल होता है, आमतौर पर दोहरे या तिहरे बंधन पर। प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं में एक परमाणु या समूह को दूसरे से बदलना शामिल होता है।
40. साबुन मिसेल्स: साबुन के अणुओं की जल विरोधी पूंछें पानी से दूर अंदर की ओर समूहबद्ध होती हैं, जबकि जल स्नेही सिर बाहर की ओर होते हैं, जो तेल या गंदगी को हटाने के लिए बीच में फंसा लेते हैं।

दीर्घ उत्तरीय प्रश्न:

41. कार्बन की बहुमुखी प्रतिभा: कार्बन की स्वयं के साथ (शृंखलाबद्धता) तथा अन्य तत्वों के साथ स्थिर बंध बनाने की क्षमता, इसकी चतुःसंयोजकता, तथा एकल, द्वि, तथा त्रि-बंध बनाने की इसकी क्षमता, यौगिकों की एक विशाल विविधता के लिए अनुमति देती है।
42. कार्बन के अपरूप:

• हीरा: चतुष्फलकीय बंधन के कारण कठोर, काटने वाले औजारों में उपयोग किया जाता है।
• ग्रेफाइट: स्तरित संरचना, पेंसिलों में और स्नेहक के रूप में उपयोग किया जाता है।
• फुलरीन: पिंजरे जैसी संरचना, दवा वितरण और नैनो प्रौद्योगिकी में क्षमता।

43. एस्टरीफिकेशन: अल्कोहल और कार्बोक्सिलिक एसिड के बीच अभिक्रिया से एस्टर और पानी बनता है। उदाहरण: इथेनॉल + एथेनोइक एसिड → एथिल एथेनोएट + पानी। औद्योगिक रूप से, स्वाद, सुगंध और प्लास्टिक बनाने में उपयोग किया जाता है।
44. पर्यावरणीय प्रभाव:

• प्रदूषण: हाइड्रोकार्बन जैसे कार्बन यौगिक वायु प्रदूषण में योगदान करते हैं।
• जलवायु परिवर्तन: जीवाश्म ईंधन के जलने से उत्पन्न CO₂ ग्रीनहाउस प्रभाव को बढ़ाता है।
• समाधान में उत्सर्जन को कम करना, नवीकरणीय ऊर्जा और कार्बन कैप्चर प्रौद्योगिकियों का उपयोग करना शामिल है।

45. अल्कोहल,  कार्बोक्सिलिक एसिड, एस्टर:

• एल्कोहॉल: -OH समूह, ध्रुवीय, हाइड्रोजन बंध बना सकते हैं।
• कार्बोक्सिलिक अम्ल: -COOH समूह, -COOH में हाइड्रोजन के कारण अम्लीय।
• एस्टर: अल्कोहल और अम्ल से निर्मित, सुगंधित, इत्र में प्रयुक्त।

46. इथेनॉल:

• उत्पादन: किण्वन या सिंथेटिक प्रक्रियाओं से।
• गुण: रंगहीन, वाष्पशील, ज्वलनशील तरल, जिसमें विशिष्ट गंध होती है।
• उपयोग: ईंधन, विलायक, पेय पदार्थ और फार्मास्यूटिकल्स में।

47. प्रतिक्रिया तुलना:

• एल्केन्स: प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं से गुजरते हैं, उदाहरण के लिए, हैलोजनों के साथ।
• एल्कीन: दोहरे बंधों के कारण योगात्मक अभिक्रिया से गुजरते हैं।
• एल्काइन्स: त्रि-बंध के कारण योगात्मक और बहुलकीकरण दोनों से गुजर सकते हैं।

48. साबुन और डिटर्जेंट:

• सतही तनाव को कम करके, गंदगी या तेल को समाहित करने के लिए मिसेल्स का निर्माण करके काम करते हैं। डिटर्जेंट सिंथेटिक होते हैं, कठोर पानी में प्रभावी होते हैं, जबकि साबुन कैल्शियम या मैग्नीशियम आयनों के साथ मैल बना सकते हैं।

49. ऊर्जा के रूप में हाइड्रोकार्बन:

• निष्कर्षण: ड्रिलिंग या खनन के माध्यम से जीवाश्म ईंधन से।
• शोधन: कच्चे तेल को विभिन्न उत्पादों में परिष्कृत किया जाता है।
• पर्यावरणीय विचार: प्रदूषण, संसाधनों की सीमित प्रकृति, नवीकरणीय विकल्पों की ओर धक्का।

50. भौतिक गुण:

• गलनांक और क्वथनांक आणविक द्रव्यमान, शाखाओं और अंतराआणविक बलों जैसे वैन डेर वाल्स और हाइड्रोजन बंध से प्रभावित होते हैं।

51. तेलों का हाइड्रोजनीकरण:

• यह प्रक्रिया असंतृप्त वसा में हाइड्रोजन जोड़ती है, जिससे संतृप्ति बढ़ती है, और वे ठोस हो जाते हैं। पोषण संबंधी दृष्टि से, यह ट्रांस वसा को बढ़ा सकता है, जो स्वास्थ्य समस्याओं से जुड़ा हुआ है।

52. जैविक प्रणालियों में कार्बन:

• कार्बन कार्बोहाइड्रेट (ऊर्जा भंडारण), लिपिड (झिल्ली), प्रोटीन (एंजाइम, संरचना) और न्यूक्लिक एसिड (आनुवांशिक जानकारी) जैसे बड़े अणुओं की रीढ़ बनाता है।

53. कार्यात्मक समूह:

• प्रतिक्रियाशीलता, ध्रुवीयता, घुलनशीलता और जैविक गतिविधि को बदलें। उदाहरण के लिए, अल्कोहल में -OH उन्हें ध्रुवीय बनाता है, एसिड में -COOH अम्लता में योगदान देता है।

54. स्वास्थ्य और सुरक्षा:

• अल्कोहल: विषाक्त या ज्वलनशील हो सकते हैं; इथेनॉल उपभोग के लिए अधिक सुरक्षित है, लेकिन फिर भी अधिक उपयोग से स्वास्थ्य पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ सकता है।
• एल्डीहाइड्स: फॉर्मेल्डिहाइड विषैला और कैंसरकारी है।
• कीटोन्स: एसीटोन, हालांकि कम विषैला होता है, लेकिन केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को प्रभावित कर सकता है।

55. बहुलकीकरण:

• मोनोमर्स को जोड़कर पॉलिमर बनाना। प्राकृतिक (जैसे, सेल्यूलोज) बनाम सिंथेटिक (जैसे, पॉलीइथिलीन)। क्रियाविधि योग या संघनन बहुलकीकरण हो सकती है।

56. हाइड्रोकार्बन का दहन:

• पूर्ण: CO₂ और H₂O उत्पन्न करता है (उदाहरण, CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O).
• अपूर्ण: अपर्याप्त ऑक्सीजन के कारण CO, कालिख और कम पानी उत्पन्न हो सकता है।

57. ग्रीनहाउस प्रभाव:

• कार्बन यौगिकों को जलाने से उत्पन्न CO₂ ऊष्मा को रोक लेता है। शमन में उत्सर्जन को कम करना, वनरोपण और कार्बन पृथक्करण तकनीकें शामिल हैं।

58. संश्लेषित रेशम:

• इसमें संघनन या संकलन अभिक्रियाओं के माध्यम से पॉलीएस्टर या नायलॉन जैसे पॉलीमर का उत्पादन करने के लिए एथिलीन जैसे मोनोमर्स का पॉलीमराइजेशन शामिल है।

59. कचरे का प्रबंधन:

• चुनौतियाँ: बायोडिग्रेडेबिलिटी, भस्मीकरण या लैंडफिल से प्रदूषण। समाधान: पुनर्चक्रण, बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक, और प्लास्टिक के उपयोग को कम करना।

60. चिरैलिटी:

• असममित कार्बन परमाणु के कारण गैर-अध्यारोपित दर्पण छवियों (एनेंटिओमर) वाले यौगिक। फार्मास्यूटिकल्स में महत्वपूर्ण जहां एक एनेंटिओमर प्रभावी हो सकता है, और दूसरा हानिकारक।

अनुप्रयोग-आधारित प्रश्न:

61. इथेनॉल और सोडियम प्रतिक्रिया:

• 2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂

62. एल्डिहाइड परीक्षण:

• टॉलेन अभिकर्मक या फेलिंग विलयन; रजत दर्पण या ईंट-लाल अवक्षेप एल्डिहाइड को इंगित करता है।

63. इथेनॉल को सल्फ्यूरिक एसिड के साथ गर्म करना:

• एथीन (C₂H₄) में निर्जलीकरण

64. एथेनोइक एसिड का आणविक द्रव्यमान:

• CH₃COOH: (12×2) + (1×4) + (16×2) = 24 + 4 + 32 = 60 ग्राम/मोल

65. प्रोपेन-2-ओल का संरचनात्मक सूत्र:

• CH₃-CH(OH)-CH₃

66. मीथेन से क्लोरोमीथेन:

• मीथेन UV प्रकाश या ऊष्मा की उपस्थिति में क्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करती है:
  • CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

67. प्रोपेन का दहन:

• C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O (पूर्ण दहन)

68. प्रोपेनोल को प्रोपेनोन से अलग करना:

• आयोडोफॉर्म परीक्षण: प्रोपेनोन (कीटोन) आयोडीन और NaOH के साथ पीला अवक्षेप देगा, जबकि प्रोपेनॉल (अल्कोहल) नहीं देगा।

69. एस्टर गठन:

• CH₃CH₂OH + CH₃COOH → CH₃COOCH₂CH₃ + H₂O (एथिल एथेनोएट निर्माण)

70. साबुन की तैयारी:

• वनस्पति तेल को सोडियम हाइड्रोक्साइड (सापोनिफिकेशन) के साथ गर्म करें:
  • वसा + 3NaOH → साबुन (वसा अम्ल का सोडियम लवण) + ग्लिसरॉल

आलोचनात्मक चिंतन प्रश्न:

71. कार्बनिक विलायक बनाम जल:

• बेहतर घुलनशीलता, ऊष्मा की आवश्यकता वाली प्रतिक्रियाओं के लिए कम क्वथनांक, तथा कभी-कभी हाइड्रोलिसिस से बचने के कारण गैर-ध्रुवीय या थोड़े ध्रुवीय पदार्थों के साथ काम करते समय इसे प्राथमिकता दी जाती है।

72. जैव ईंधन के रूप में इथेनॉल - नैतिक विचार:

• लाभों में कम उत्सर्जन और नवीकरणीय स्रोत शामिल हैं, लेकिन खाद्य बनाम ईंधन बहस, भूमि उपयोग और खाद्य कीमतों पर प्रभाव के बारे में चिंताएं भी उत्पन्न होती हैं।

73. कार्बन यौगिक और धुआँ:

• हाइड्रोकार्बन सूर्य के प्रकाश में नाइट्रोजन ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करके ओजोन और अन्य हानिकारक पदार्थ बनाकर प्रकाश-रासायनिक धुंध उत्पन्न करते हैं।

74. जीवाश्म ईंधन की गैर-नवीकरणीय प्रकृति:

• निर्माण में लाखों वर्ष लगते हैं; वर्तमान उपभोग दर प्राकृतिक पुनःपूर्ति से कहीं अधिक है, जिससे वे गैर-नवीकरणीय बन जाते हैं।

75. कार्बन यौगिकों की घुलनशीलता:

• सामान्यतः गैर-ध्रुवीय या कमजोर रूप से ध्रुवीय, जिसके कारण जल में इसकी घुलनशीलता कम होती है (ध्रुवीय), लेकिन कार्बनिक विलायकों में इसकी घुलनशीलता अच्छी होती है (अक्सर गैर-ध्रुवीय या कम ध्रुवीय)।

76. नैनोटेक्नोलॉजी में फुलरीन:

• उनकी पिंजरेनुमा संरचना दवा के संपुटन, चालकता के कारण इलेक्ट्रॉनिक्स में क्षमता, तथा स्नेहक या उत्प्रेरक के रूप में अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।

77. प्लास्टिक की स्थिरता:

• प्लास्टिक टिकाऊपन और बहुमुखी प्रतिभा प्रदान करता है, लेकिन निपटान की चुनौतियां भी पेश करता है। संधारणीय प्रथाओं में बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक, पुनर्चक्रण और एकल-उपयोग वाले प्लास्टिक को कम करना शामिल है।

78. कार्बन यौगिक और जलवायु परिवर्तन:

• कार्बन यौगिकों को समझने से CO2 उत्सर्जन, ग्रीनहाउस प्रभाव में उनकी भूमिका और कार्बन पृथक्करण या कमी के लिए रणनीतियों का आकलन करने में मदद मिलती है।

79. कार्बन नैनोमटेरियल का प्रभाव:

• स्वास्थ्य संबंधी चिंताओं में विषाक्तता और जैव संचय शामिल हैं, जबकि पर्यावरणीय प्रभाव पारिस्थितिकी तंत्र के स्थायित्व और संभावित व्यवधान से संबंधित हैं। सुरक्षित हैंडलिंग और निपटान में अनुसंधान महत्वपूर्ण है।

80. पर्यावरणीय समाधान के रूप में कार्बन यौगिक:

• कार्बन प्रग्रहण और भंडारण, जैव-आधारित कार्बन यौगिकों का उपयोग, बायोचार जैसी कार्बन-नकारात्मक प्रौद्योगिकियां, तथा टिकाऊ प्रथाओं के माध्यम से कार्बन चक्रण को बढ़ावा देने से पर्यावरणीय मुद्दों को कम किया जा सकता है।