Для решения этой задачи необходимо использовать уравнение давления равновесия для реакции синтеза аммиака:

N2$g$ + 3H2$g$ ⇌ 2NH3$g$

Уравнение давления равновесия:

Kp = $P(NH3)$^2 / $P(N2)\ast P(H2{)}^3$

где Kp - константа равновесия, P$NH3$, P$N2$, P$H2$ - давления аммиака, азота и водорода соответственно.

Из условия задачи видим, что после того как прореагировало 12% азота, осталось $20-0,12\ast 20$ моль азота, то есть 17,6 моль. При этом в системе установилось равновесие, значит, количество аммиака равно 12% от количества азота, то есть 2,4 мол аммиака.

Таким образом, в системе в равновесии:

$$N2$$ = 17,6 моль
$$H2$$ = 60 моль
$$NH3$$ = 2,4 моль

Теперь найдем давления азота и водорода:

P$N2$ = $17,6моль/10л$ $0,0821</em>(310+273)K$ = 0,459 атм
P$H2$ = $60моль/10л$ $0,0821</em>(310+273)K$ = 1,567 атм

Теперь подставим полученные значения в уравнение давления равновесия:

Kp = $(2,4моль/10л{)}^2$ / $0,459атм\ast (1,567атм{)}^3$ Kp = 0,134

Из выражения Kp = $P(NH3)$^2 / $P(N2)\ast P(H2{)}^3$ можем найти давление аммиака в равновесии:

$P(NH3)$^2 = 0,134 0,459 атм $1,567атм$^3
P$NH3$ = sqrt$0,134<em>0,459атм</em>(1,567атм{)}^3$ = 0,943 атм

Таким образом, давление аммиака в системе к моменту установления равновесия составит 0,943 атм.