Для нахождения температурного коэффициента скорости реакции воспользуемся уравнением Аррениуса:

k = A * exp$-Ea/RT$,

где k - скорость реакции, A - пропорциональность, Ea - энергия активации, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

Так как скорость реакции уменьшилось в 8 раз при уменьшении температуры с 60 до 30 градусов, то соотношение скоростей равно 1/8. Это значит, что:

k$60$ / k$30$ = exp$-Ea/RT1$ / exp$-Ea/RT2$ = 1/8,

где T1 = 60 + 273 = 333 К, T2 = 30 + 273 = 303 К.

Подставляем данные и находим температурный коэффициент скорости:

1/8 = exp$(-Ea/8.314<em>333)/(8.314</em>303)$,

1/8 = exp$-Ea/8309.42$,

-Ea/8309.42 = ln$1/8$,

Ea ≈ 20.7 кДж/моль.

Теперь найдем, во сколько раз увеличится скорость образования водорода при повышении температуры системы с 60 до 100 градусов Цельсия.

Для этого воспользуемся тем же уравнением Аррениуса:

k$100$ / k$60$ = exp$(-Ea/8.314<em>373)/(8.314</em>333)$ / exp$(-Ea/8.314<em>333)/(8.314</em>303)$,

k$100$ = k$60$ exp$-Ea/(8.314</em>333)$ exp$Ea/(8.314</em>373)$,

k$100$ = k$60$ exp$(-Ea/8309.42)$ exp$0.0347$,

k$100$ = k$60$ * exp$0.0347$,

k$100$ ≈ k$60$ * 1.035.

Следовательно, скорость образования водорода увеличится примерно в 1.035 раз при повышении температуры с 60 до 100 градусов Цельсия.

Наконец, рассмотрим, как изменится скорость прямой реакции при снижении концентрации метана. Поскольку метан является исходным реагентом, его уменьшение приведет к уменьшению скорости реакции. Таким образом, правильным ответом будет: б) уменьшится.