Какие вещества при н.у. без остатка можно поместить в сосуд объёмом 2 л?

Для решения данного вопроса необходимо понимать, что объём, занимаемый газом, зависит от количества вещества (числа молей) и условий (температуры и давления). В данном случае, нам нужно определить, какие из перечисленных веществ в количестве 2 г при нормальных условиях (н.у.) займут объём не более 2 л.

Для этого воспользуемся уравнением Клапейрона-Менделеева: $$PV = nRT$$, где P - давление, V - объём, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

При нормальных условиях (н.у.): P = 101325 Па (или 1 атм), T = 273.15 K. R = 8.314 Дж/(моль·К)

Сначала найдём количество вещества каждого газа в молях, используя формулу: $$n = \frac{m}{M}$$, где m - масса вещества (2 г), M - молярная масса вещества.

Затем, используя уравнение Клапейрона-Менделеева, рассчитаем объём, который займёт каждый газ, и сравним его с 2 л.

1. Углекислый газ (CO₂):M(CO₂) = 12 + 2 × 16 = 44 г/мольn(CO₂) = 2 г / 44 г/моль ≈ 0.045 мольV(CO₂) = (0.045 моль × 8.314 Дж/(моль·К) × 273.15 К) / 101325 Па ≈ 0.00101 м³ = 1.01 л (меньше 2 л)
2. Аммиак (NH₃):M(NH₃) = 14 + 3 × 1 = 17 г/мольn(NH₃) = 2 г / 17 г/моль ≈ 0.118 мольV(NH₃) = (0.118 моль × 8.314 Дж/(моль·К) × 273.15 К) / 101325 Па ≈ 0.00265 м³ = 2.65 л (больше 2 л)
3. Водород (H₂):M(H₂) = 2 × 1 = 2 г/мольn(H₂) = 2 г / 2 г/моль = 1 мольV(H₂) = (1 моль × 8.314 Дж/(моль·К) × 273.15 К) / 101325 Па ≈ 0.0224 м³ = 22.4 л (больше 2 л)
4. Кислород (O₂):M(O₂) = 2 × 16 = 32 г/мольn(O₂) = 2 г / 32 г/моль ≈ 0.0625 мольV(O₂) = (0.0625 моль × 8.314 Дж/(моль·К) × 273.15 К) / 101325 Па ≈ 0.0014 м³ = 1.4 л (меньше 2 л)
5. Аргон (Ar):M(Ar) = 40 г/мольn(Ar) = 2 г / 40 г/моль = 0.05 мольV(Ar) = (0.05 моль × 8.314 Дж/(моль·К) × 273.15 К) / 101325 Па ≈ 0.00112 м³ = 1.12 л (меньше 2 л)
6. Метан (CH₄):M(CH₄) = 12 + 4 × 1 = 16 г/мольn(CH₄) = 2 г / 16 г/моль = 0.125 мольV(CH₄) = (0.125 моль × 8.314 Дж/(моль·К) × 273.15 К) / 101325 Па ≈ 0.0028 м³ = 2.8 л (больше 2 л)

Таким образом, без остатка в сосуд объёмом 2 л можно поместить:

• 2 г углекислого газа (CO₂)
• 2 г кислорода (O₂)
• 2 г аргона (Ar)

Ответ: 2 г углекислого газа (CO₂), 2 г кислорода (O₂) и 2 г аргона (Ar).