Part 1 - Exercici 1 · Ciencias Generales Selectividad Cataluña Setembre Serie 3 2025

Exercici 1

[1,5 punts en total]

Els adobs químics han suposat una revolució tecnològica de la producció agrícola arreu del món. En particular, els adobs nitrogenats han estat clau per a poder conrear grans extensions de terra i poder produir aliments per a una població creixent i sovint en condicions de superpoblació. El nitrogen és fonamental per a la síntesi de proteïnes, enzims i altres molècules biològiques importants, com ara el DNA. La manera més habitual d'obtenir nitrogen per als adobs químics és la síntesi de l'amoníac, anomenada síntesi de Haber-Bosch. La reacció que es produeix és la següent:

$$\mathrm{N_2(g) + 3\,H_2(g) \rightarrow 2\,NH_3(g)}$$

Una vegada sintetitzat l'amoníac, en presència de diòxid de carboni ($\mathrm{CO_2}$) és possible generar un adob nitrogenat molt comú anomenat urea ($\mathrm{CO(NH_2)_2}$), segons la reacció de síntesi següent:

$$\mathrm{2\,NH_3(g) + CO_2(g) \rightarrow CO(NH_2)_2(l) + H_2O(l)}$$

1.1.

Comproveu si les reaccions de síntesi de l'amoníac i de la urea estan igualades i justifiqueu la resposta. [0,5 punts]

1.2.

El diòxid de carboni ($\mathrm{CO_2}$) és un gas d'efecte hivernacle que s'emet constantment a l'atmosfera com a resultat d'activitats humanes com la crema de combustibles fòssils o diversos processos industrials. L'acumulació de $\mathrm{CO_2}$ a l'atmosfera és un dels principals responsables de l'escalfament global.

Imagineu que aquest $\mathrm{CO_2}$ emès a l'atmosfera es vol aprofitar per a sintetitzar urea, un procés que ajudaria a reduir-ne l'impacte ambiental. Si es parteix d'1 g de $\mathrm{CO_2}$, quina massa d'urea es pot obtenir? [0,5 punts]

Dades: $\mathrm{H = 1\ g/mol}$; $\mathrm{C = 12\ g/mol}$; $\mathrm{N = 14\ g/mol}$; $\mathrm{O = 16\ g/mol}$.

1.3.

Argumenteu com els resultats obtinguts a l'apartat anterior poden contribuir a una producció industrial més sostenible i que apliqui els principis de l'economia circular. [0,5 punts]