Задание №28 — Типы расчётных задач

Решение.

1. Сначала запишем уравнение химической реакции между литием и азотом. При их взаимодействии образуется нитрид лития:
6Li + N₂ → 2Li₃N

2. Рассчитаем количество вещества лития, который вступил в реакцию. Для этого массу лития разделим на его молярную массу (M(Li) = 7 г/моль):
n(Li) = m(Li) / M(Li) = 8,4 г / 7 г/моль = 1,2 моль.

3. Теперь определим теоретическое количество вещества нитрида лития (Li₃N), которое должно было получиться. По уравнению реакции из 6 моль Li получается 2 моль Li₃N. Значит, количество нитрида в 3 раза меньше количества лития:
n_теор(Li₃N) = n(Li) / 3 = 1,2 моль / 3 = 0,4 моль.

4. Вычислим теоретическую массу нитрида лития, которую мы ожидали получить при 100% выходе. Молярная масса нитрида лития M(Li₃N) = 3 * 7 + 14 = 35 г/моль:
m_теор(Li₃N) = n_теор(Li₃N) * M(Li₃N) = 0,4 моль * 35 г/моль = 14 г.

5. В условии задачи сказано, что на практике образовалось 12,6 г продукта. Это практическая масса. Рассчитаем выход продукта (η) как отношение практической массы к теоретической, выраженное в процентах:
η = (m_практ / m_теор) * 100%
η = (12,6 г / 14 г) * 100% = 0,9 * 100% = 90%.

Ответ: 90

Источник: ФИПИ