## CHEM 121: Exam 1 Study Guide

CHEM 121: Exam 1 Study Guide. Chapter 1. • Know the Scientific method. • Know the definitions for hypothesis, scientific law, and scientific theory. Chapter 2 .

CHEM  121:  Exam  1  Study  Guide

Chapter  1

•  Know  the  Scientific  method   •  Know  the  definitions  for  hypothesis,  scientific  law,  and  scientific  theory,  and  be  able  to  explain  the         differences  between  them.

Chapter  2

•  Length,  mass,  weight,  volume   - Know  1  ft.≡12  in.,  1  yd.  ≡3  ft.,  1  gal≡4  qt.,       1  qt.≡2  pints,  1  pint≡2  cups     -­‐   Know  1  cm3≡1  mL      and      1  dm3≡1  L

•  Significant  figures  or  digits     -­‐   Rounding     -­‐   In  addition,  subtraction     -­‐   In  multiplication,  division     -­‐   In  measurements  (uncertainty)

•  Scientific  notation

•  Solve  problems  using  dimensional  analysis     with    conversion  factors,  showing  all  work

•  Use  dimensional  analysis  to  solve  problems

•  Metric  system     -­‐   Know  these  metric  prefixes  and  their   symbols:  kilo  (k),  deci  (d),  centi  (c),         milli  (m),  and  micro  (µ  and  mc)     -­‐   Know  mcg=micrograms  in  medicine       -­‐   Be  able  to  perform  metric-­‐metric   conversions  using  these  prefixes

Chapter  3

•    Know  that  matter  is  studied  at  the   macroscopic,  microscopic,  particulate   (molecular)  levels

•    Physical  states  of  matter     -­‐    Determine  physical  state  of  substances       (solids,  liquids,  gases)  given  descriptions       of  volume,  shape,  particles  moving,  etc.

•  Use  the  metric-­‐English  conversions  provided       (1  in.  ≡2.54  cm;  1  lb=453.6  g;  1  qt=946  mL)

•  Volume  by  calculation     -­‐   Vrectangular  solid  =  length  ×  width  ×  thickness

•  Volume  by  displacement

m   V   -­‐   Be  able  to  determine  density,  mass,  or  volume   given  the  other  two  quantities     -­‐   Identify  what  items  sink  or  float  in  a  given  liquid   given  the  densities  of  the  liquid  and  other   substances.   •  Density:   d =

•   Temperature   - Know  the  formulas  for  converting  ˚F-­‐to-­‐˚C  or  ˚C-­‐ to-­‐˚F  and  K-­‐to-­‐˚C  or  ˚C-­‐to-­‐K

•   Percentage:  ratio  of  parts  per  100  parts     -­‐   Given  amount  of  part  and  whole,  calculate  %     -­‐   Use  a  given  %  to  solve  for  part  or  whole         •    Classification  of  matter     –    Given  examples,  determine  which  are       elements,  compounds,  or  mixtures     –    Given  molecular-­‐level  images,  determine     which  are  elements,  compounds,  or  mixtures   and  solids,  liquids,  or  gases     –    Distinguish  between  homogeneous  and   heterogeneous  mixtures

Chapter  3  (Continued)

•    Be  able  to  identify  properties  and  changes  as   physical  or  chemical     -­‐    Know  terms  for  changes  of  state:       -­‐    Melting,  freezing,  vaporizing,         condensation,  sublimation,  deposition

•  Chemical  reaction:       -­‐    reactants:  starting  materials     -­‐    products:  substances  produced  in  reaction

kinetic  energy  (KE):  energy  associated  with  an   object’s  motion     -­‐    Faster  objects  have  higher  KE.

•    Law  of  Conservation  of  Mass     -­‐    Matter  is  neither  created  nor  destroyed  in  a   chemical  reaction.     -­‐    Solve  problems  conserving  mass.

•    Law  of  Conservation  of  Energy     -­‐    Know  6  forms  of  energy:  heat,  light,   chemical,  electrical,  mechanical,  and   nuclear

joule  (J):  SI  unit  of  energy;       1  kJ=1000  J  and  1  watt  =  1  J/s

calorie  (cal):  energy  needed  to  raise  the   temperature  of  1  g  of  water  by  1˚C

potential  energy  (PE):  energy  due  to  its  position   or  composition  (chemical  bonds)

Be  able  to  carry  out  calculations  involving   energy  in  J,  cal,  Cal,  and  kilowatt-­‐hours  (kWh).

heat:  energy  is  transferred  from  a  hotter   substance  to  a  cooler  substance   –    Identify  what  lost  heat  and  gained  heat  given   different  scenarios.

Know  the  relative  kinetic  energy  of  solids,  liquids,   and  gases

Endothermic  versus  Exothermic  changes:   –    endothermic:  a  change  requiring  energy   –    exothermic:  a  change  that  releases  energy   –    To  determine  for  physical  changes  consider  if   the  reactants  have  more  or  less  kinetic  energy   than  the  products.   –    To  determine  for  chemical  changes  consider  if   the  surrounding  became  hotter  or  colder  after   the  reaction.

heat  capacity  (in  J/mol⋅˚C):    the  amount  of  heat   capacity  necessary  to  raise  the  temperature  of   a  given  amount  of  substance  by  1˚C

specific  heat  (in  J/g⋅˚C):  the  amount  of  heat  to   raise  temperature  of  1  gram  of  a  substance  by   1˚C.

•     Recognize  that  the  greater  the  heat  capacity     or  specific  heat  of  a  substance,  the  more     heat  energy  it  can  absorb  before  its     temperature  begins  to  rise.

Chapter  4

•  Know  ideas  of  matter  proposed  by  Democritus,  Empedocles,  and  Aristotle.

•  Know  the  main  points  of  John  Dalton’s  Model,  what  was  later  proven  wrong  and  why.

•  Know  people  and  discoveries  associated  with  the  discovery  of  protons,  neutrons,  electrons.

•  Know  Plum-­‐Pudding  Model  versus  Nuclear  Model.

CHEM121 Exam 1 Study Guide F2016

page 2 of 3

Chapter  4  (Continued)

•    Know  Rutherford’s  Alpha-­‐Scattering   Experiment  and  what  was  determined  from  it   (atomic  nucleus,  atom  mostly  empty  space,   the  size  of  an  atom  relative  to  its  nucleus).

•    Subatomic  particles     –   proton  (p+):  +1  charge,  inside  nucleus     –   neutron  (n):  neutral,  inside  nucleus     –   electron  (e–):  –1  charge,  outside  nucleus

•  Use  the  Periodic  Table  to  identify  those   elements  whose  naturally  occurring  isotopes   are  all  radioactive  and  unstable.

•  Electrostatic  force:  force  resulting  from  a   charge  on  particles     -­‐     Objects  w/  like  charges  repel  one  another.     -­‐     Objects  w/  unlike  charges  attract  each         other.

•    Know  the  names  and  element  symbols  for   elements  #1-­‐20  on  the  Periodic  Table.     –   Given  the  element  symbol,  name  the   element,  or  vice  versa.  Spelling  counts!

•    Know  definitions  of  isotope,  atomic  mass

•  Atomic  notation:

mass    number  =  A   atomic    number  =  Z E = element  symbol

mass  #  (A):  #  of  protons  +  #  of  neutrons

atomic  #  (Z):  #  of  protons=#  of  electrons

•  Determine  #  of  protons,  neutrons,  and   electrons  for  any  given  isotope.

•  Give  atomic  notation  for  any  element   given  element  name/symbol  and  mass   number

•  Use  the  Periodic  Table  to  identify  the  most   abundant  isotope  of  any  element  given  its   naturally  occurring  isotopes.

The  Periodic  Table   column  =  group,  family   row  =  period,  series

Representative  Elements:  A  Group  Elements   Group  IA:  alkali  metals  (except  H)   Group  IIA:  alkaline  earth  metals   Group  VIIA:  halogens   Group  VIIIA:  noble  gases

Transition  Metals/Elements:  B  Group  Elements

Inner  Transition  Elements:     -­‐   Elements  in  lanthanide  and  actinide  series

•  Metals,  nonmetals,  and  semimetals:       -­‐   Know  properties  of  metals  and  nonmetals     -­‐   Location  on  Periodic  Table  and  properties

•  Know  which  elements  exist  as  solids,  liquids,   gases  at  room  temperature  (25˚C)

•  Know  the  names  and  symbols  for  all  elements   included  on  p.  10  in  the  Ch.  4  lecture  notes,  Ti   (titanium),  and  Sr  (strontium),  and  uranium   (U).  Spelling  counts!

You  will  be  given  a  Periodic  Table  with  elements  symbols,  atomic  numbers,     and  atomic  masses.     Be  able  to  solve  problems  combining  concepts  covered  in  Chapters  1-­‐4.   CHEM121 Exam 1 Study Guide F2016

page 3 of 3