По уравнению реакции: 4Li+ O2 2Li2O рассчи- тайте: а) количество полученного оксида, б) объём израсхо- дованного кислорода, если в реакцию вступил литий массой 14 г.
Для решения данной задачи воспользуемся уравнением реакции:
\[ 4 \text{Li} + \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{Li}_2\text{O} \]
а) Сначала найдём количество вещества лития, который вступает в реакцию. Для этого используем формулу:
\[ n = \frac{m}{M} \]
где:
- \( n \) — количество вещества (в молях),
- \( m \) — масса (в граммах),
- \( M \) — молярная масса (в граммах на моль).
Молярная масса лития (Li) составляет примерно 6,94 г/моль. Подставим значения:
\[ n_{\text{Li}} = \frac{14 \, \text{г}}{6,94 \, \text{г/моль}} \approx 2,02 \, \text{моль} \]
Согласно уравнению реакции, 4 моль лития реагируют с 1 моль кислорода, чтобы получить 2 моль оксида лития (Li₂O). Рассчитаем, сколько молей оксида лития образуется:
\[ \text{Согласно уравнению:} \quad 4 \text{ Li} \rightarrow 2 \text{ Li}_2\text{O} \Rightarrow 2 \text{ моль Li образует } 1 \text{ моль Li}_2\text{O}. \]
Так как у нас есть 2,02 моль лития, можно рассчитать количество образовавшегося оксида:
\[ n_{\text{Li}_2\text{O}} = \frac{2,02 \, \text{моль Li}}{4} \times 2 = 1,01 \, \text{моль Li}_2\text{O}. \]
Теперь найдём массу полученного оксида. Молярная масса Li₂O составляет:
\[ M_{\text{Li}_2\text{O}} = 2 \times 6,94 \, \text{г/моль} + 16 \, \text{г/моль} = 29,88 \, \text{г/моль}. \]
Теперь можем рассчитать массу оксида:
\[ m_{\text{Li}_2\text{O}} = n_{\text{Li}_2\text{O}} \times M_{\text{Li}_2\text{O}} = 1,01 \, \text{моль} \times 29,88 \, \text{г/моль} \approx 30,11 \, \text{г}. \]
б) Теперь найдем объем израсходованного кислорода. Согласно уравнению, 4 моль лития реагируют с 1 моль кислорода. Найдем количество кислорода, которое требуется для реакции:
\[ n_{\text{O}_2} = \frac{n_{\text{Li}}}{4} = \frac{2,02 \, \text{моль}}{4} = 0,505 \, \text{моль O}_2. \]
Находим объем кислорода при нормальных условиях (н.у.), где 1 моль газа занимает 22,4 л:
\[ V_{\text{O}_2} = n_{\text{O}_2} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 0,505 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 11,29 \, \text{л}. \]
Таким образом, ответы: а) Получено примерно 30,11 г оксида лития (Li₂O); б) Израсходовано примерно 11,29 литров кислорода.
