Решение задачи 1:
Для начала запишем закон действующих масс (ЗДМ) для данной реакции:
$$v = k \cdot [N_2] \cdot [H_2]^3$$
где v - скорость реакции, k - константа скорости реакции, [N_2] и [H_2] - концентрации азота и водорода соответственно.
Теперь вычислим начальную скорость реакции:
$$v_1 = k \cdot 0.3 \cdot (0.9)^3 = k \cdot 0.3 \cdot 0.729 = 0.2187k$$
При увеличении давления в 5 раз, концентрации всех веществ также увеличатся в 5 раз. Следовательно, новые концентрации будут:
$$[N_2]' = 0.3 \cdot 5 = 1.5 \text{ моль/дм}^3$$
$$[H_2]' = 0.9 \cdot 5 = 4.5 \text{ моль/дм}^3$$
Вычислим новую скорость реакции:
$$v_2 = k \cdot 1.5 \cdot (4.5)^3 = k \cdot 1.5 \cdot 91.125 = 136.6875k$$
Чтобы узнать, во сколько раз увеличится скорость реакции, разделим новую скорость на начальную:
$$\frac{v_2}{v_1} = \frac{136.6875k}{0.2187k} = 625$$
Таким образом, скорость реакции увеличится в 625 раз.
Так как в результате реакции число молей газа уменьшается (4 моля исходных веществ образуют 2 моля продукта), то увеличение давления сместит равновесие в сторону образования продукта (NH₃).
Ответ: Скорость реакции увеличится в 625 раз, равновесие сместится в сторону образования NH₃.
Решение задачи 2:
Согласно принципу Ле Шателье, если увеличить концентрацию исходных веществ, то равновесие сместится в сторону образования продуктов реакции, то есть в сторону NH₃.