PAU Ciències generals 2025 · Setembre · Sèrie 3 · Exercici 1

Part 1. Un univers de matèria i energia 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 exten- sions 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 molècu- les 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: N2 (g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g) Una vegada sintetitzat l’amoníac, en presència de diòxid de carboni (CO2) és possible generar un adob nitrogenat molt comú anomenat urea (CO(NH2)2), segons la reacció de síntesi següent: 2 NH3(g) + CO2(g) → CO(NH2)2(l) + H2O(l) 1.1. Comproveu si les reaccions de síntesi de l’amoníac i de la urea estan igualades i justifi- queu la resposta. [0,5 punts] 1.2. El diòxid de carboni (CO2) 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 CO2 a l’atmosfera és un dels principals responsables de l’escalfament global. Imagineu que aquest CO2 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 CO2, quina massa d’urea es pot obtenir? [0,5 punts] Dades: H = 1 g/mol; C = 12 g/mol; N = 14 g/mol; 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] Exercici 2 [1 punt: 0,5 punts per cada qüestió] Responeu a DUES de les quatre qüestions següents. 2.1. Expliqueu què succeeix a escala microscòpica quan escalfem una substància, com ara aigua líquida, en una cassola. Per a formular la resposta, feu referència a la teoria cineti- comolecular de la matèria. 2.2. Quin és el nombre atòmic, Z, d’un àtom neutre amb la configuració electrònica següent: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3? Raoneu la resposta. 2.3. Quina és la diferència entre una substància simple i un compost? Classifiqueu les espè- cies químiques següents en una de les dues categories: O2, H2O, NaCl, Fe i CO2. 2.4. Indiqueu el nombre de protons, neutrons i electrons presents a l’ió 23 11Na+.

PART 1 Exercici 1 (1,5 punts) 1.1. 1. Síntesi de l’amoníac: N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g) El nombre d’àtoms de nitrogen als reactius és igual al nombre d’àtoms de nitrogen als productes (= 2 àtoms de nitrogen). Per tant, els àtoms de nitrogen estan igualats. El nombre d’àtoms d’hidrogen als reactius és igual al nombre d’àtoms d’hidrogen als productes (= 6 àtoms d’hidrogen). Per tant, els àtoms d’hidrogen estan igualats. La reacció està igualada. 2. Síntesi de la urea: 2NH3 (g) + CO2 (g) → CO(NH2)2 (l) + H2O (l) El nombre d’àtoms de nitrogen als reactius és igual al nombre d’àtoms de nitrogen als productes (= 2 àtoms de nitrogen). Per tant, els àtoms de nitrogen estan igualats. El nombre d’àtoms d’hidrogen als reactius és igual al nombre d’àtoms d’hidrogen als productes (= 6 àtoms d’hidrogen). Per tant, els àtoms d’hidrogen estan igualats. El nombre d’àtoms de carboni als reactius és igual al nombre d’àtoms de carboni als productes (= 1 àtom de carboni). Per tant, els àtoms de carboni e […]