备战2021 高考化学 考点21 氮及其重要化合物(原卷版）

备战2021 高考化学 考点21 氮及其重要化合物(原卷版）

考点 21 氮及其重要化合物 一、氮气一、氮气 1．氮气的循环 2．物理性质 氮气是无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。 3．分子结构 电子式： 结构式：N≡N 4．化学性质 （1）与 O2 反应 N2＋O2 2NO （2）与 H2 反应 N2+3H2 2NH3 （3）与 Mg 反应 N2+3Mg Mg3N2 5．用途 作保护气；医疗上用作冷冻麻醉剂；合成氨等。 （1）N2 约占空气总体积的 78%、总质量的 75%。 （2）N2 中氮元素处于中间价态，既可表现还原性，又可表现氧化性。 （3）N2 可作保护气，是因为在通常情况下 N2 的化学性质很稳定，不与 O2、酸、碱等发生反应；性质 稳定是由氮气分子内氮氮三键的键能大决定的。 二、氮的氧化物二、氮的氧化物 1．氮有多种价态的氧化物，如 N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 等，其中属于酸性氧化物的是 N2O3、 N2O5。 2．NO 和 NO2 的比较 NO NO2 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶于水 与 O2 反应 2NO＋O2===2NO2 与 H2O 反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 实验室制法 3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+ 2NO↑+4H2O，只能用排水法收集 Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，只能 用排空气法收集 对人体、环境的 影响 （1）与血红蛋白结合，使人中毒 （2）转化成 NO2 形成酸雨、光化学烟雾 形成酸雨、光化学烟雾 3．氮氧化物对环境的污染和防治 （1）氮的氧化物都是有毒气体，都是大气污染物。 （2）空气中的 NO2 等是造成光化学烟雾的主要因素。 （3）空气中的 NO、NO2 主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等。 （4）污染的种类 大 气 污 染 光化学烟雾：NOx 与碳氢化合物在紫外线作用下发生一 系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾 酸雨：NOx 排入大气后，与水反应生成 HNO3 和 HNO2， 随雨水降到地面，就有可能形成酸雨 水体污染 水体富营养化 （5）常见的 NOx 尾气处理方法 ①碱液吸收法：NO2、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO2)≥n(NO)。一般适合工 业尾气中 NOx 的处理。 2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O NO2+NO+2NaOH 2NaNO2+H2O ②催化转化：在催化剂、一定温度下，NOx 可与氨反应转化为无毒气体(N2)和 H2O 或与 CO 反应转化为 无毒气体（N2 和 CO2）。一般适用于汽车尾气的处理。 反应方程式为 ①4NH3＋6NO 5N2＋6H2O； ②8NH3＋6NO2 7N2＋12H2O； ③2NO＋2CO N2＋2CO2； ④2NO2＋4CO N2＋4CO2。 三、氨和铵盐三、氨和铵盐 1．氨 （1）物理性质 氨气是无色有刺激性气味的气体，易液化可作制冷剂，常温、常压下，1 体积的水可溶解 700 体积的氨 气，可由喷泉实验证明。 （2）喷泉实验 ①喷泉实验的原理 因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧 瓶而形成喷泉。 ②常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如表： 气体 HCl NH3 CO2、SO2、Cl2、H2S NO2＋O2 吸收剂 水或 NaOH 溶液 水或盐酸 浓 NaOH 溶液 水 （3）化学性质 ①还原性：与氧气反应：4NH3＋5O2 4NO＋6H2O。 ②与酸反应：蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为 浓硝酸，也会出现相同的现象。化学方程式为 HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。 应用：用于 NH3 与挥发性酸的互相检验。 ③与水反应：NH3＋H2O NH3·H2O，NH3·H2O 发生电离：NH3·H2O NH4+＋OH－，氨的水溶液叫 氨水，呈弱碱性。 （4）氨气的制法 ①用铵盐和碱制取 ②用浓氨水制取 方法 化学方程式 气体发生装置 加热浓氨水 NH3·H2O NH3↑+H2O 浓氨水+固体 NaOH NaOH 溶于水放热，促使 NH3·H2O 分解， 且 OH−浓度的增大有利于 NH3 的逸出 浓氨水+固体 CaO CaO 与水反应，使溶剂（水）减少；反 应放热，促使 NH3·H2O 分解，NH3 逸出。 NH3·H2O+CaO NH3↑+ Ca(OH)2 ③工业制法：N2＋3H2 2NH3 （5）用途：化工原料，用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素，用作制冷剂。 （1）氨的电子式为 ，结构式为 ，分子构型为三角锥形。 （2）氨是中学阶段所学的唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，利用这一点，可以在推断题中 作为解题的突破口。 （3）氨水中含有三种分子（H2O、NH3·H2O、NH3）和三种离子（OH−、NH4+、H+），其中含量最多的是 NH3·H2O，但计算其物质的量浓度和溶质质量分数时，氨水的溶质以 NH3 代入。 （4）氨水中存在平衡：NH3+H2O NH3·H2O NH4+＋OH−。生成的一水合氨（NH3·H2O）是一种弱碱， 很不稳定，受热会分解：NH3·H2O NH3↑＋H2O。当氨水作反应物时，在离子方程式中用分子式 表示。 2．铵盐 （1）物理性质 铵盐都是白色或无色晶体，都易溶于水。 （2）化学性质 （3）NH4+的检验 四、硝酸四、硝酸 实验室中 HNO3 保存在棕色、细口、磨口玻璃塞的玻璃试剂瓶中，并放置在避光处。硝酸的保存与其性 质有着密切关系。 1．物理性质 硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。 2．化学性质 （1）不稳定性 化学方程式：4HNO3 4NO2↑＋O2↑＋2H2O。 （2）强氧化性 硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强。 ①与金属反应 稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O； 浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 ②与非金属反应 浓硝酸与 C 的反应：C＋4HNO3(浓) CO2↑＋4NO2↑＋2H2O； ③与还原性化合物反应： 硝酸可氧化 H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。 稀硝酸与 FeSO4 溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋ ===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 （3）与有机物反应 ①硝化反应(与反应)：带有苯环的有机物与硝酸反应生成带有硝基的有机物。 ②颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 3． 的检验 试液浓缩后，加入浓硫酸和 Cu 片，出现蓝色溶液和红棕色气体。若待测液较稀，相当于 Cu 与稀硝酸反 应，产生无色气体 NO，现象不明显。因此可将稀溶液浓缩后再检验。 考向一 氮的氧化物性质与相关计算 有关氮的氧化物溶于水的计算，从反应实质看都是氧化还原反应。可以从得失电子数相等或原子守恒 的角度分析，简化计算过程。如 NOx 与 O2、H2O 转化为硝酸的计算，则反应中 O2 得到的电子数与 NOx 失 去的电子数相等。 NO2 和 NO 有如下反应： 3NO2+H2O===2HNO3+NO ① 2NO+O2===2NO2 ② 4NO2+O2+2H2O===4HNO3 ③ 4NO+3O2+2H2O===4HNO3 ④ （1）NO 和 NO2 的混合气体 NO、NO2 的混合气体溶于水时仅涉及反应①，可利用气体体积变化差值进行计算：V 剩 =V(NO) 原 + V(NO2)。 （2）NO2 和 O2 的混合气体 NO2 和 O2 的混合气体溶于水时涉及反应③，其计算如下表： x= 04 反应情况 O2 过量，剩余气体为 O2 恰好完全反应 NO2 过量，剩余气体为 NO （3）NO 和 O2 的混合气体 NO、O2 的混合气体溶于水时涉及反应④，其计算如下表： x= 0 反应情况 O2 过量，剩余气体为 O2 恰好完全反应 NO 过量，剩余气体为 NO 典例 1 在一定条件下，将 NO2 和 O2 的混合气体 12 mL 通入足量水中，充分反应后剩余 2 mL 气体(同温 同压下)，则原混合气体中氧气的体积为 ①1.2 mL ②2.4 mL ③3 mL ④4 mL A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 1．如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满 NO2 和 NO 气体，分别倒置于水槽中，然后通过 导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩 散，则（1）和（2）两个试管内溶液物质的量浓度之比为 A．1∶1 B．4∶3 C．5∶7 D．7∶5 考向二 氨与铵盐的性质及应用 典例 2 下列有关氨或铵盐的说法不正确的是 A．NH3 属于弱电解质 B．可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气 C．用盐酸滴定氨水，当溶液呈中性时，c( )=c(Cl﹣) D．常温时，0.1mol•L﹣1NH4Cl 溶液加水稀释， 的值不变 2．中国科学院科研团队研究表明，在常温常压和可见光下，基于 (一种固体催化剂)合成 的原理 示意图如图。下列说法错误的是 A．氧化剂与还原剂的物质的量之比为 3：1 B．该过程中涉及极性键和非极性键的断裂与生成 C．基于 合成 的过程属于氮的固定 D．工业中，氨经一系列反应可以得到硝酸 考向三 喷泉实验 典例 3 利用如图所示的装置，可以验证 NH3 和 HCl 的有关性质。实验前 a、b、c 活塞均关闭。 （1）若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是______________。 （2）若先打开 a、c 活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶中可观察到的现象是_____________________。 （3）通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象， 其操作方法是__________________________________。若要在该装置中产生双喷泉现象，其操作方法 是________________________________。 3．如图是课外活动小组的同学设计的 4 个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉现象的是 A．挤压装置①的胶头滴管使 CCl4 全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 B．挤压装置②的胶头滴管使 NaOH 溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 C．用鼓气装置从装置③的 a 处不断鼓入空气并打开止水夹 D．向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹 喷 泉 实 验 （1）喷泉实验的原理 当挤压胶头滴管胶头，使少量水进入烧瓶后，气体在液体中溶解度很大，在短时间内产生足够大的压 强差(负压)，则打开止水夹后，大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中，在尖嘴导管口形成喷泉。 （2）形成喷泉的气体与液体组合 ①极易溶于水的气体(NH3、HCl 等)与水可形成喷泉； ②酸性气体与 NaOH 溶液组合能形成喷泉。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2 NO2+O2 CH2=CH2 吸收剂 水或氢氧化钠溶液 水或盐酸 氢氧化钠溶液 水 溴水 （3）喷泉实验成功的关键 ①盛气体的烧瓶必须干燥； ② 气体要充满烧瓶； ③装置不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)； ④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体能快速反应。 （4）喷泉实验的几种常见装置 说明：装置②中最好采用顶部有孔的烧瓶。装置③引发喷泉的方法是打开止水夹，用热毛巾或双手捂 热烧瓶，松开后片刻即形成喷泉现象。 考向四 氨气的实验室制法 典例 4 下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是 A．①② B．②③ C．③④ D．①③ 4．表中 a、b、c 表示相应仪器中加入的试剂，可用如图所示装置制取、净化、收集的气体是( ) 选项 气体 a b c A NH3 浓氨水 生石灰 碱石灰 B SO2 70%的浓 H2SO4 Na2SO3 固体 98%的浓 H2SO4 C NO 稀 HNO3 铜屑 H2O D NO2 浓 HNO3 铜屑 NaOH 溶液 。 NH3 制取实验中 3 个方面的创新 （1）NH3 制取原理的创新 实验室制取少量 NH3，可不用铵盐和碱混合共热，而采用常温下将浓氨水滴加到固态碱性物质(如 CaO、NaOH、碱石灰等)上，来制取 NH3。 （2）NH3 制取装置的创新 （3）NH3 吸收装置的创新 考向五 硝酸与金属反应的计算 典例 5 将 32.64 g 铜与 140 mL 一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的 NO 和 NO2 混合气体在标准状 况下的体积为 11.2 L。请回答下列问题： （1）NO 的体积为________L，NO2 的体积为________L。 （2）参加反应的 HNO3 的物质的量是______________。 （3）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入 V mL a mol·L－1 的 NaOH 溶液，恰好使溶液中的 Cu2＋ 全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为____________mol·L－1。 （4）欲使铜与硝酸反应生成的气体在 NaOH 溶液中全部转化为 NaNO3，至少需要 30%的双氧水 ____________g。 5．5.6 g Fe 全部溶于一定浓度、200 mL 的 HNO3 溶液中，得到标准状况下的气体 2.24 L，测得反应后溶液 中的 浓度为 1.25 mol·L−1。若反应前后溶液体积变化忽略不计，则下列有关判断错误的是 A．反应后溶液中铁元素以 Fe3+、Fe2+形式存在 B．反应后的溶液最多还能溶解 2.8 g Fe C．2.24 L 气体可能是 NO、NO2 的混合气体 D．原 HNO3 溶液的浓度为 1.75 mol·L−1 硝酸与金属反应的计算方法 （1）硝酸与金属反应的计算模型 （2）计算技巧 1．利用废蚀刻液（含 FeCl2、CuCl2 及 FeCl3）制备碱性蚀刻液[Cu（NH3）4Cl2 溶液]和 FeCl3•6H2O 的主要步 骤：用 H2O2 氧化废蚀刻液，制备氨气，制备碱性蚀刻液[CuCl2+4NH3=Cu（NH3）4Cl2]、固液分离，用盐酸 溶解沉淀并制备 FeCl3•6H2O。下列实验原理和装置不能达到实验目的的是（ ） A．用装置甲制备 NH3 B．用装置乙制备 Cu（NH3）4Cl2 并沉铁 C．用装置丙分离 Cu（NH3）4Cl2 溶液和 Fe（OH）3 D．用装置丁将 FeCl3 溶液蒸干制备 FeCl3•6H2O 2．如图是 M 元素高中常见物质的价类二维图。其中 A 到 D、D 到 E 的转化都可以加同—种物质实现，且 E 的相对分子质量比 D 的相对分子质量大 16，下列说法正确的是 A．汽油燃料中主要含有 M 元素，所以汽车尾气中通常含有大量 D 而导致环境问题 B．检验Ⅰ中阳离子的方法:向其样品中加强碱，产生的气体可使湿润的蓝色石蕊试纸变红 C．物质 F 的浓溶液可以用铁制容器盛放 D．物质 B 可用作火箭燃料，其电子式为 3．NSR 技术能降低柴油发动机在空气过量条件下 NOx 的排放，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．降低 NOx 排放可以减少酸雨的形成 B．储存过程中 NOx 被氧化 C．还原过程中消耗 1molBa(NO3)2 转移的电子数为 5NA（NA 为阿伏加德罗常数的值） D．通过 BaO 和 Ba(NO3)2 的相互转化实现 NOx 的储存和还原 4．下列关于氮及其化合物说法，不正确的是 A．“雷雨发庄稼”是由于放电条件有利于游离态的氮转化为化合态 B．二氧化氮不仅能形成酸雨，还能在一定条件下促进形成“光化学烟雾” C．铵态氮肥应保存在阴凉处，硝态氮肥(硝酸盐)则能够耐高温 D．工业上制备硝酸过程中，氨催化氧化放出大量热，能预热新进入设备的氨气和空气，节约能源 5．化学反应中，有时“一种物质过量，另一种物质仍不能完全反应”。下列反应中不存在此类情况的是 A．铁片与过量浓硝酸（常温） B．铜粉与过量浓硝酸（常温） C．浓盐酸与过量 MnO2（共热） D．浓硫酸与过量铜片（共热） 6．下图为有关分子在催化剂作用下发生转化的示意图，下列叙述正确的是（ ）。 A．N2→NH3，NH3→NO 均属于氮的固定 B．催化剂 a 作用下氮原子发生了氧化反应 C．催化剂 a、b 表面均发生了极性共价键的断裂 D．使用催化剂 a、b 均可以提高单位时间内生成物的产量 7．如图所示是实验室制取气体的装置，其中发生装置相同，干燥和集气装置有两套，分别用图 1 和图 2 表 示。下列选项中正确的是 选项 发生装置中的药品 干燥和集气装置 A 亚硫酸钠和饱和稀盐酸 图 2 B 大理石和稀盐酸 图 1 C 铜和稀硝酸 图 2 D 氧化钙和浓氨水 图 1 8．NH3 是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列说法正确的是 A．NH4Cl 和 NaHCO3 都是常用的化肥 B．NH4Cl、HNO3 和 Na2CO3 受热时都易分解 C．NH3 和 NO2 在一定条件下可发生氧化还原反应 D．图中所涉及的盐类物质都属于正盐 9．向 50 mL 稀硫酸与稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉，假设加入铁粉的质量与产生气体的体积(标准状 况)之间的关系如图所示，且每一段只对应一个反应。 下列说法正确的是 A．开始时产生的气体为 H2 B．AB 段发生的反应为置换反应 C．所用混合溶液中 c(HNO3)＝0.5 mol·L－1 D．参加反应的铁粉的总质量 m2＝5.6 g 10．将铁粉和铜粉的均匀混合物分成四等份，分别加入同浓度的稀硝酸，充分反应，在标准状况下生成 NO 的体积和剩余金属的质量如下表(设硝酸的还原产物只有 NO)。下列计算结果错误的是 编号 ① ② ③ ④ 稀硝酸体积/mL 100 200 300 400 剩余金属/g 18.0 9.6 0 0 NO 体积/mL 2 240 4 480 6 720 V A．①中溶解了 8.4 g Fe B．原混合物的总质量为 105.6 g C．硝酸的浓度为 4 mol·L-1 D．④中 V=6 720 1．[2020 年全国 3 卷]喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液，能出现喷泉现象的是 气体 溶液 A． H2S 稀盐酸 B． HCl 稀氨水 C． NO 稀 H2SO4 D． CO2 饱和 NaHCO3 溶液 2．[2019江苏]N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。 （1）N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加 热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为 ▲ 。 （2）NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为 NO+NO2+2OH− 2 +H2O 2NO2+2OH− + +H2O ①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有 ▲ （填字母）。 A．加快通入尾气的速率 B．采用气、液逆流的方式吸收尾气 C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液 ②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是 ▲ （填 化学式）；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 ▲ （填化学式）。 （3）NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转 化为 的转化率随NaClO溶液初始pH（用稀盐酸调节）的变化如图所示。 ①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl−和 ，其离子方程式为 ▲ 。 ②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是 ▲ 。 3．[2018 新课标Ⅱ卷]研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关（如下图所示）。下 列叙述错误的是 A．雾和霾的分散剂相同 B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 C．NH3 是形成无机颗粒物的催化剂 D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关 4．[2017 北京]下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确．．．的是 ① ② ③ A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D．③的气体产物中检测出 CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 5．[2016 上海]称取(NH4)2SO4 和 NH4HSO4 混合物样品 7.24 g，加入含 0.1 mol NaOH 的溶液，完全反应，生 成 NH3 1792 mL（标准状况），则(NH4)2SO4 和 NH4HSO4 的物质的量比为 A．1∶1 B．1∶2 C．1.87∶1 D．3.65∶1 6．[2016 海南]下列反应可用离子方程式“H++OH− H2O”表示的是 A．NaHSO4 溶液与 Ba(OH)2 溶液混合 B．NH4Cl 溶液与 Ca(OH) 2 溶液混合 C．HNO3 溶液与 KOH 溶液混合 D．Na2HPO4 溶液与 NaOH 溶液混合 7．[2016 江苏]根据侯氏制碱原理制备少量 NaHCO3 的实验，经过制取氨气、制取 NaHCO3、分离 NaHCO3、 干燥 NaHCO3 四个步骤，下列图示装置和原理能达到实验目的的是 8．[2017 北京]SCR 和 NSR 技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的 NOx 排放。 （1）SCR（选择性催化还原）工作原理： ① 尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为 NH3 和 CO2，该反应的化学方程式：____________。 ② 反应器中 NH3 还原 NO2 的化学方程式：____________。 ③ 当燃油中含硫量较高时，尾气中 SO2 在 O2 作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表 示(NH4)2SO4 的形成：________。 ④ 尿素溶液浓度影响 NO2 的转化，测定溶液中尿素（M=60 g·mol −1）含量的方法如下：取 a g 尿素溶液， 将所含氮完全转化为 NH3，所得 NH3 用过量的 v1 mL c1 mol·L−1 H2SO4 溶液吸收完全，剩余 H2SO4 用 v2 mL c2 mol·L−1 NaOH 溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是________。 （2）NSR（NOx 储存还原）工作原理： NOx 的储存和还原在不同时段交替进行，如图 a 所示。 ① 通过 BaO 和 Ba(NO3)2 的相互转化实现 NOx 的储存和还原。储存 NOx 的物质是_________。 ② 用 H2 模拟尾气中还原性气体研究了 Ba(NO3)2 的催化还原过程，该过程分两步进行，图 b 表示该过程 相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的 H2 与 Ba(NO3)2 的物质的量之比是__________。 ③ 还原过程中，有时会产生笑气（N2O）。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与 NO 有关。在有氧条 件下 15NO 与 NH3 以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是 15NNO。将该反应的化学方程式补充完整： _______ □15NNO+□H2O