问题 解答题
已知函数f(x)=2
3
sinxcosx+2cos2x-t.
(Ⅰ)若方程f(x)=0在x∈[0,
π
2
]上有解,求t的取值范围;
(Ⅱ)在△ABC中,a,b,c分别是A,B,C所对的边,若t=3,且f(A)=-1,b+c=2,求a的最小值.
答案

(I)∵sinxcosx=

1
2
sin2x,cos2x=
1
2
(1+cos2x)

∴f(x)=2

3
sinxcosx+2cos2x-t=
3
sin2x+cos2x+1-t

=2(sin2xcos

π
6
+cos2xsin
π
6
)+1-t=2sin(2x+
π
6
)+1-t

当x∈[0,

π
2
]时,2x+
π
6
∈[
π
6
6
],可得-
1
2
≤sin(2x+
π
6
)≤1

∴方程f(x)=0有解,即

-1+1-t≤0
2+1-t≥0
,解之得0≤t≤3;

(II)∵t=3,

∴f(x)=2sin(2x+

π
6
)+1-t=2sin(2x+
π
6
)-2

可得f(A)=2sin(2A+

π
6
)-2=-1,sin(2A+
π
6
)=
1
2

∵A是三角形的内角,∴A=

π
3

根据余弦定理,得a2=b2+c2-2bccos

π
3
=(b+c)2-3bc

∵b+c=2,可得bc≤(

b+c
2
2=1

∴a2=(b+c)2-3bc≥(b+c)2-3=22-3=1

即当且仅当b=c=1时,a的最小值为1.

填空题

2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。

(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如图所示。

据此判断:

①该反应的ΔH________0(填“>”或“<”)

②在T2温度下,0~2 s内的平均反应速率v(N2)=______________________。

③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。

④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填代号)。

(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。

①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。

例如:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-867 kJ/mol

2NO2(g)N2O4(g) ΔH2=-56.9 kJ/mol

写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式:________________________________________________________________________。

②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的

目的。如图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为__________________________。

③常温下,0.1 mol·L-1的HCOONa溶液pH为10,则HCOOH的电离常数Ka=________。

单项选择题