Для решения этой задачи нужно воспользоваться уравнением скорости реакции и уравнением Аррениуса. Уравнение скорости реакции можно записать следующим образом: r = k[CН4][Н2]^3, где r - скорость реакции, k - константа скорости реакции, [СН4] и [Н2] - концентрации метана и водорода соответственно. Если концентрации метана и водорода увеличиваются в 4 раза, то скорость реакции также увеличится в 4^4 = 256 раз. Уравнение Аррениуса позволяет связать константу скорости реакции с температурой: k = Aexp(-Ea/RT), где k - константа скорости реакции, A - пропорциональность, Ea - энергия активации, R - универсальная газовая постоянная, T - температура. При увеличении температуры на 140 °C скорость реакции изменится следующим образом: k2 = Aexp(-Ea/(R(T+140))), где k2 - новая константа скорости реакции. Температурный коэффициент равен 2, поэтому: k2 = 2k. Тогда: 2k = Aexp(-Ea/(R(T+140))). Приравняем новую константу скорости реакции при увеличении температуры и константу скорости при увеличении концентрации и давления: 2k = 256k0, где k0 - исходная константа скорости реакции. Из этого равенства можно найти k0: k0 = 1/128. Таким образом, константа скорости реакции зависит от концентраций реагентов и температуры. Физический смысл константы скорости заключается в том, что она определяет скорость протекания химической реакции и позволяет расчитать, как изменится скорость реакции при изменении концентраций или температуры реагентов.