5. Химическое равновесие в системе: 3Fe₂O₃(т) + H₂(г) ⇆ 2FeO(т) + H₂O(г) – Q смещается в сторону продуктов реакции:
1) при уменьшении температуры;
2) при повышении давления;
3) при увеличении концентрации водорода;
4) при понижении давления.

Правильный ответ: 3) при увеличении концентрации водорода.

Разберём по принципу Ле Шателье.

Дано равновесие:

3Fe₂O₃(т) + H₂(г) ⇆ 2FeO(т) + H₂O(г) – Q

Здесь твёрдые вещества Fe₂O₃ и FeO на смещение равновесия практически не влияют, потому что их концентрации в выражение константы равновесия не входят. Поэтому нужно учитывать только газообразные вещества: H₂ и H₂O.

В левой части есть 1 моль газа H₂, в правой части — 1 моль газа H₂O. Количество молей газа одинаковое, значит изменение давления не будет смещать равновесие ни вправо, ни влево.

Теперь проверим варианты:

1) при уменьшении температуры — неверно.
Знак – Q означает, что прямая реакция идёт с поглощением теплоты, то есть является эндотермической. Для смещения равновесия вправо температуру нужно повышать, а не понижать.

2) при повышении давления — неверно.
Слева и справа одинаковое количество молей газа: 1 моль H₂ и 1 моль H₂O. Давление не влияет на положение равновесия.

3) при увеличении концентрации водорода — верно.
Водород находится в левой части уравнения, то есть является исходным веществом. Если увеличить концентрацию H₂, система будет стремиться его израсходовать, поэтому равновесие сместится вправо, в сторону образования продуктов реакции.

4) при понижении давления — неверно.
Понижение давления также не влияет, потому что число молей газа слева и справа одинаковое.

Итак, равновесие смещается в сторону продуктов реакции только при увеличении концентрации водорода.

Ответ: 3.