Номер 3, страница 66 - гдз по химии 11 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

3. Запишите уравнения реакций лития с кислородом, серой и азотом, используя метод электронного баланса.

Решение

Реакция лития с кислородом

Запишем схему реакции взаимодействия лития с кислородом. Литий ($Li$) — активный щелочной металл, он будет восстановителем. Кислород ($O_2$) — сильный окислитель. В результате реакции образуется оксид лития ($Li_2O$).

Схема реакции: $Li + O_2 \rightarrow Li_2O$

Определим степени окисления элементов до и после реакции. Литий и кислород в виде простых веществ имеют степень окисления 0. В оксиде лития, литий имеет степень окисления +1, а кислород -2.
$ \overset{0}{Li} + \overset{0}{O_2} \rightarrow \overset{+1}{Li_2}\overset{-2}{O} $

Составим электронный баланс. Атом лития отдает один электрон, а молекула кислорода, состоящая из двух атомов, принимает четыре электрона.
$Li^0 - 1e^- \rightarrow Li^{+1}$ | 4 | восстановитель, процесс окисления
$O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$ | 1 | окислитель, процесс восстановления

Чтобы уравнять число отданных и принятых электронов, находим наименьшее общее кратное, которое равно 4. Коэффициент для лития будет 4, для кислорода — 1.
Расставляем коэффициенты в уравнении реакции:
$4Li + O_2 \rightarrow 2Li_2O$
Проверяем: слева 4 атома Li, справа 2×2=4 атома Li. Слева 2 атома O, справа 2×1=2 атома O. Баланс соблюден.

Ответ: итоговое уравнение реакции: $4Li + O_2 \rightarrow 2Li_2O$.

Реакция лития с серой

Запишем схему реакции взаимодействия лития с серой. Литий ($Li$) является восстановителем, а сера ($S$) — окислителем. При реакции образуется сульфид лития ($Li_2S$).

Схема реакции: $Li + S \rightarrow Li_2S$

Определим степени окисления элементов. Литий и сера как простые вещества имеют степень окисления 0. В сульфиде лития, литий имеет степень окисления +1, а сера -2.
$ \overset{0}{Li} + \overset{0}{S} \rightarrow \overset{+1}{Li_2}\overset{-2}{S} $

Составим электронный баланс. Атом лития отдает один электрон, а атом серы принимает два электрона.
$Li^0 - 1e^- \rightarrow Li^{+1}$ | 2 | восстановитель, процесс окисления
$S^0 + 2e^- \rightarrow S^{-2}$ | 1 | окислитель, процесс восстановления

Наименьшее общее кратное для числа электронов равно 2. Следовательно, коэффициент для лития будет 2, для серы — 1.
Расставляем коэффициенты в уравнении реакции:
$2Li + S \rightarrow Li_2S$
Проверяем: слева 2 атома Li, справа 2 атома Li. Слева 1 атом S, справа 1 атом S. Баланс соблюден.

Ответ: итоговое уравнение реакции: $2Li + S \rightarrow Li_2S$.

Реакция лития с азотом

Запишем схему реакции взаимодействия лития с азотом. Литий ($Li$) является восстановителем, а азот ($N_2$) — окислителем. В результате реакции образуется нитрид лития ($Li_3N$).

Схема реакции: $Li + N_2 \rightarrow Li_3N$

Определим степени окисления элементов. Литий и азот как простые вещества имеют степень окисления 0. В нитриде лития, литий имеет степень окисления +1, а азот -3.
$ \overset{0}{Li} + \overset{0}{N_2} \rightarrow \overset{+1}{Li_3}\overset{-3}{N} $

Составим электронный баланс. Атом лития отдает один электрон, а молекула азота, состоящая из двух атомов, принимает шесть электронов.
$Li^0 - 1e^- \rightarrow Li^{+1}$ | 6 | восстановитель, процесс окисления
$N_2^0 + 6e^- \rightarrow 2N^{-3}$ | 1 | окислитель, процесс восстановления

Наименьшее общее кратное для числа электронов равно 6. Коэффициент для лития будет 6, для азота — 1.
Расставляем коэффициенты в уравнении реакции:
$6Li + N_2 \rightarrow 2Li_3N$
Проверяем: слева 6 атомов Li, справа 2×3=6 атомов Li. Слева 2 атома N, справа 2×1=2 атома N. Баланс соблюден.

Ответ: итоговое уравнение реакции: $6Li + N_2 \rightarrow 2Li_3N$.