कक्षा 10 विज्ञान अध्याय 4 Carbon and Its Compounds: PW द्वारा महत्वपूर्ण प्रश्न

कार्बन और उसके यौगिक (Carbon and Its Compounds) CBSE कक्षा 10 विज्ञान के सबसे महत्वपूर्ण अध्यायों में से एक है, लेकिन छात्रों को अक्सर यह कठिन लगता है। हमारे रोज़ाना इस्तेमाल होने वाले ईंधन से लेकर भोजन और साबुन तक, हर चीज़ में कार्बन मौजूद है। इसके बावजूद, परीक्षा के समय इनके गुणों, रासायनिक क्रियाओं (reactions) और बनावट को याद रखना मुश्किल हो सकता है। इसीलिए, परीक्षा की तैयारी के लिए महत्वपूर्ण प्रश्नों का अभ्यास करना बहुत ज़रूरी है।

PW द्वारा चुने गए खास सवालों की मदद से आप मुख्य विषयों, जैसे कि कोवेलेंट बॉन्डिंग, हाइड्रोकार्बन, फंक्शनल ग्रुप, और इथेनॉल एवं इथेनोइक एसिड की प्रतिक्रियाओं को आसानी से दोहरा सकते हैं। इसके साथ ही, आप साबुन और डिटर्जेंट के इस्तेमाल को भी बेहतर तरीके से समझ पाएंगे। इस अभ्यास का मुख्य उद्देश्य यह है कि आप रासायनिक समीकरणों (equations) को सही से लिखना सीखें और बोर्ड परीक्षा के सवालों को बिना किसी डर के, पूरी स्पष्टता और सटीकता के साथ हल कर सकें।

कार्बन और उसके यौगिक कक्षा 10 सबसे महत्वपूर्ण प्रश्न उत्तर के साथ

इस अनुभाग में बोर्ड परीक्षाओं के लिए उत्तरों के साथ महत्वपूर्ण प्रश्न शामिल हैं। ये प्रश्न पिछले वर्ष के रुझानों और सीबीएसई परीक्षा पैटर्न पर आधारित हैं।

प्रश्नों में अति लघु उत्तर, लघु उत्तर, दीर्घ उत्तर, केस-आधारित प्रश्न और प्रतिक्रिया-आधारित समस्याएं शामिल हैं।

नीचे कार्बन और उसके यौगिकों के महत्वपूर्ण प्रश्न उनके उत्तरों के साथ दिए गए हैं:

1. —OH कार्यात्मक समूह वाले समजातीय श्रेणी (homologous series) के पहले दो सदस्यों के आणविक सूत्र लिखिए।

उत्तर:

(1) $CH_3OH$ (मेथनॉल)

(2) $C_2H_5OH$ (इथेनॉल)

2. उस समजातीय श्रेणी के दूसरे और तीसरे सदस्य का आणविक सूत्र लिखिए जिसका पहला सदस्य एथाइन (ethyne) है।

उत्तर:

(1) $HC \equiv C—CH_3$ (प्रोपाइन)

(2) $HC \equiv C—CH_2—CH_3$ (1-ब्यूटाइन)

3. निम्नलिखित यौगिकों के नाम बताइए:

(a) $CH_3—CH_2—OH$

(b) $CH_3—CHO$

उत्तर:

a. इथेनॉल

b. इथेनल

4. एक रंगहीन गैस 'X' का सूत्र $C_3H_6$ है। यह ब्रोमीन जल को रंगहीन कर देती है। 'X' का रासायनिक सूत्र लिखिए।

उत्तर: $CH_2 = CH—CH_3$, प्रोपीन

5. कार्बन की दो विशिष्ट विशेषताओं की सूची बनाइए, जो एक साथ मिलकर बड़ी संख्या में कार्बन यौगिकों को जन्म देती हैं।

उत्तर:

(a) चतुःसंयोजकता (Tetravalency)

(b) श्रृंखलन (Catenation)

6. समझाइए कि कठोर जल से कपड़े धोना प्रभावी क्यों नहीं है?

उत्तर: साबुन कठोर जल में मौजूद $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों के साथ प्रतिक्रिया करके 'स्कम' (scum - अघुलनशील पदार्थ) बनाता है।

7. क्या होता है जब सोडियम का एक छोटा टुकड़ा इथेनॉल में डाला जाता है?

उत्तर: सोडियम एथॉक्साइड और $H_2$ गैस बनती है।

$$2C_2H_5OH + 2Na \rightarrow 2C_2H_5ONa + H_2$$

8. एक परखनली में लिए गए गर्म इथेनॉल में 5% क्षारीय $KMnO_4$ घोल बूंद-बूंद करके डालने पर आप क्या देखेंगे? उपरोक्त रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान बनने वाले यौगिक का नाम लिखिए।

उत्तर: $KMnO_4$ का बैंगनी रंग गायब हो जाता है और इथेनोइक एसिड बनता है।

9. एथीन अणु ($C_2H_4$) की इलेक्ट्रॉन बिंदु संरचना लिखिए।

10. निम्नलिखित यौगिक का नाम बताइए:

$CH \equiv C—CH_2—CH_2—CH_2—CH_3$

उत्तर: 1-हेक्साइन

11. उस कार्बन यौगिक का नाम बताइए जिसे सांद्र $H_2SO_4$ की अधिकता के साथ 443 K पर गर्म करने पर एथीन प्राप्त होता है।

उत्तर: इथेनॉल ($C_2H_5OH$)

12. (a) सिरका (vinegar) का रासायनिक नाम और सूत्र लिखिए? (b) रासायनिक समीकरण के साथ वर्णन करें कि क्या होता है जब सोडियम इथेनॉल के साथ प्रतिक्रिया करता है।

उत्तर:

(a) रासायनिक नाम: एसिटिक एसिड (इथेनोइक एसिड), सूत्र: $CH_3COOH$

(b) उत्तर प्रश्न संख्या 7 के समान है।

13. सहसंयोजक यौगिकों (covalent compounds) के बारे में निम्नलिखित कारणों को स्पष्ट करें:

a. वे बिजली के कुचालक क्यों होते हैं?

b. उनके गलनांक और क्वथनांक कम क्यों होते हैं?

उत्तर:

a. सहसंयोजक यौगिक आयन नहीं बनाते हैं, इसलिए वे बिजली के कुचालक होते हैं।

b. सहसंयोजक यौगिकों में अंतर-आणविक आकर्षण बल कमजोर होते हैं; इसलिए, उनके गलनांक और क्वथनांक कम होते हैं।

14. समजातीय श्रेणी (Homologous series) क्या है? एल्कीन श्रेणी के दूसरे सदस्य का नाम लिखिए और उसकी संरचना बनाइए।

उत्तर: समान कार्यात्मक समूह और समान रासायनिक गुणों वाले कार्बनिक यौगिकों की श्रेणी को समजातीय श्रेणी कहा जाता है। एल्कीन श्रेणी का दूसरा सदस्य प्रोपीन ($C_3H_6$) है।

15. सहसंयोजक यौगिकों की दो विशेषताएँ लिखिए।

उत्तर:

(i) उनके गलनांक और क्वथनांक कम होते हैं।

(ii) वे बिजली का संचालन नहीं करते हैं।

16. एक एस्टर का संरचनात्मक सूत्र $CH_3COOC_2H_5$ है। संबंधित अल्कोहल और एसिड का संरचनात्मक सूत्र लिखिए।

उत्तर:

एसिड: $CH_3COOH$ (इथेनोइक एसिड)

अल्कोहल: $C_2H_5OH$ (इथेनॉल)

17. निम्नलिखित यौगिकों के कार्यात्मक समूहों के नाम बताइए:

a. —COOH

b. —COOR

c. —OH

d. —X (Cl, Br, I)

उत्तर:

a. कार्बोक्सिलिक एसिड

b. एस्टर

c. अल्कोहल

d. हैलोजन

18. हाइड्रोजनीकरण (Hydrogenation) क्या है? इसका औद्योगिक अनुप्रयोग क्या है?

उत्तर: हाइड्रोजनीकरण निकेल जैसे उत्प्रेरक की उपस्थिति में असंतृप्त यौगिकों में हाइड्रोजन जोड़ने की प्रक्रिया है, जिससे संतृप्त हाइड्रोकार्बन बनते हैं। औद्योगिक रूप से, इसका उपयोग वनस्पति तेलों को वनस्पति घी में बदलने के लिए किया जाता है।

19. आणविक द्रव्यमान में वृद्धि के साथ हाइड्रोकार्बन के गलनांक और क्वथनांक कैसे बदलते हैं?

उत्तर: आणविक द्रव्यमान में वृद्धि के साथ हाइड्रोकार्बन के गलनांक और क्वथनांक बढ़ते हैं क्योंकि सतह क्षेत्र बढ़ता है जिसके परिणामस्वरूप अणुओं के बीच वैन डेर वाल्स आकर्षण बल में वृद्धि होती है।

20. इथेनॉल और इथेनोइक एसिड के बीच अंतर करने के लिए एक रासायनिक परीक्षण लिखिए।

उत्तर: दोनों में अलग-अलग $NaHCO_3$ डालें। इथेनॉल $NaHCO_3$ के साथ प्रतिक्रिया नहीं करेगा, लेकिन इथेनोइक एसिड $NaHCO_3$ के साथ प्रतिक्रिया करके $CO_2$ बनने के कारण तेज बुदबुदाहट (effervescence) देता है।

21. समजातीय श्रेणी की चार विशेषताएँ लिखिए।

उत्तर:

a. सभी सदस्य एक ही सामान्य सूत्र से प्राप्त होते हैं।

b. सभी सदस्यों का कार्यात्मक समूह समान होता है।

c. प्रत्येक क्रमिक सदस्य $—CH_2$ इकाई से भिन्न होता है।

d. सभी सदस्यों को तैयार करने की विधियाँ समान हो सकती हैं।

22. साबुन क्या हैं? वे कठोर जल के साथ स्कम क्यों बनाते हैं?

उत्तर: साबुन वसा अम्लों के सोडियम या पोटेशियम लवण हैं (जैसे सोडियम स्टीयरेट)। वे कठोर जल में $Ca^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों के साथ प्रतिक्रिया करके वसा अम्लों के कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण बनाते हैं जो पानी में अघुलनशील होते हैं और स्कम कहलाते हैं।

23. कपड़े के टुकड़े से तेल के धब्बे हटाने में साबुन की क्रिया को समझाइए।

उत्तर: साबुन के अणुओं के दो सिरे होते हैं: एक जलरागी (hydrophilic) जो पानी के साथ क्रिया करता है, और दूसरा जलविरागी (hydrophobic) जो तेल/ग्रीस के साथ क्रिया करता है। साबुन के अणु खुद को एक गुच्छे के रूप में व्यवस्थित करते हैं जिसे मिसेल (micelle) कहा जाता है। इसमें जलविरागी पूंछ गुच्छे के अंदर होती है और आयनिक सिरा बाहर की ओर होता है। यह तेल को खींच लेता है, जिसे पानी से धो दिया जाता है।

(i) $C_2H_4$ (ii) $C_2H_5OH$

25. एक यौगिक X को 443 K पर सांद्र $H_2SO_4$ की अधिकता के साथ गर्म करने पर एक असंतृप्त यौगिक Y मिलता है। X सोडियम धातु के साथ प्रतिक्रिया करके एक रंगहीन गैस Z भी छोड़ता है। X, Y और Z की पहचान करें।

उत्तर:

X: इथेनॉल ($C_2H_5OH$)

Y: एथीन ($C_2H_4$)

Z: हाइड्रोजन गैस ($H_2$)

सांद्र $H_2SO_4$ की भूमिका: निर्जलीकरण एजेंट (Dehydrating agent)।

26. एक एल्डिहाइड और कीटोन दोनों को एक ही आणविक सूत्र $C_3H_6O$ द्वारा दर्शाया जा सकता है। उनकी संरचनाएँ लिखें और उनके नाम बताएं।

उत्तर:

प्रोपेनल ($CH_3CH_2CHO$) और प्रोपेनोन ($CH_3COCH_3$)। विज्ञान की भाषा में उनके बीच के संबंध को कार्यात्मक समावयवता (functional isomers) कहा जाता है।

27. समीकरणों को पूरा करें (इथेनॉल और इथेनोइक एसिड की प्रतिक्रियाएं)।

28. एस्टरीकरण (Esterification) और साबुनीकरण (Saponification) प्रतिक्रियाओं के बीच अंतर स्पष्ट करें।

उत्तर: एस्टरीकरण में एसिड और अल्कोहल मिलकर एस्टर बनाते हैं। साबुनीकरण में एस्टर क्षार के साथ प्रतिक्रिया करके साबुन और अल्कोहल बनाता है। एस्टर का उपयोग इत्र में होता है, जबकि साबुनीकरण साबुन बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

29. हाइड्रोकार्बन क्या हैं? सामान्य सूत्र लिखिए:

(a) संतृप्त हाइड्रोकार्बन ($C_nH_{2n+2}$)

(b) असंतृप्त हाइड्रोकार्बन (एल्कीन: $C_nH_{2n}$, एल्काइन: $C_nH_{2n-2}$)

30. सहसंयोजक और आयनिक यौगिक क्या हैं? उनके गुणों में अंतर बताएं।

31. हमें भोजन पकाने के लिए पशु वसा के बजाय वनस्पति तेलों को प्राथमिकता क्यों देनी चाहिए?

उत्तर: वनस्पति तेल असंतृप्त होते हैं और कोलेस्ट्रॉल नहीं बढ़ाते हैं। पशु वसा संतृप्त होते हैं जो धमनियों में कोलेस्ट्रॉल जमा कर सकते हैं।

32. मिसेल क्या हैं? क्या मिसेल इथेनॉल जैसे अन्य विलायकों में भी बनेंगे?

उत्तर: मिसेल साबुन के अणुओं का गुच्छा है। नहीं, मिसेल इथेनॉल में नहीं बनेंगे क्योंकि साबुन का जलविरागी हिस्सा इथेनॉल में घुलनशील होता है।

33. साबुन और अपमार्जक (Detergent) के बीच अंतर स्पष्ट करें।

34. कारण बताएं:

a. कार्बन सहसंयोजक बंध क्यों बनाता है?

b. हीरा का गलनांक उच्च क्यों होता है?

c. ग्रेफाइट बिजली का सुचालक क्यों है?

उत्तर:

a. क्योंकि कार्बन न तो 4 इलेक्ट्रॉन खो सकता है और न ही प्राप्त कर सकता है; यह केवल साझा कर सकता है।

b. हीरे की मजबूत 3-D सहसंयोजक संरचना के कारण।

c. ग्रेफाइट में प्रत्येक कार्बन परमाणु पर एक इलेक्ट्रॉन मुक्त होता है।

35. अपमार्जक (Detergent) क्या हैं? इसके लाभ और हानि बताएं।

36. यौगिक 'X' कठोर जल के साथ अच्छी तरह काम करता है... 'Y' नहीं करता।

(i) X क्या है? (उत्तर: अपमार्जक)

(ii) Y क्या है? (उत्तर: साबुन)

37. यौगिक 'X' ($C_2H_6O$) मादक पेय पदार्थों का सक्रिय घटक है...

(i) X की पहचान करें। (उत्तर: इथेनॉल)

(ii) Y की पहचान करें। (उत्तर: सोडियम एथॉक्साइड)

(iii) निकलने वाली गैस का नाम बताएं। (उत्तर: $H_2$)

38. यौगिक 'P' ($C_2H_6O$) एंटीफ्रीज के रूप में उपयोग किया जाता है...

(i) P क्या है? (उत्तर: इथेनॉल)

(ii) Q क्या है? (उत्तर: इथेनोइक एसिड)

(iii) बेकिंग सोडा के साथ कौन सी गैस बनती है? (उत्तर: $CO_2$)