CHEM 121 - General Chemistry I

CHEM 121 Exam 4 Study Guide page 1 of 2

CHEM 121: Exam 4 Study Guide   

  Chapter 8: Quantities in Chemical Reactions    Stoichiometry: Use mole‐to‐mole ratios to relate  and calculate amounts of reactants and/or  products in a chemical reaction 

  •  Calculate the mass or volume at STP of a  reactant or product given the balanced  chemical equation and the amount of another  reactant or product present or produced. 

         

Yields of Reactions  •  theoretical yield: amount of product predicted  using the balanced equation (can be calculated) 

•  actual yield: amount of product one actually  obtains (generally given in the problem) 

 

Percent yield =  100%  yieldltheoretica

 yieldactual ×  

  Mass Percentage Problems  •  Use stoichiometry to calculate the mass or  mass percentage of a compound in a mixture. 

  Chapter 11: Gases    •   Know the properties of gases.  •   Know definitions: vacuum, gas pressure, 

atmospheric pressure, compressibility   •   Recognize that atmospheric pressure 

decreases with altitude.    Gas pressure and Atmospheric pressure  •   Be able to convert between units of pressure:      1 atm ≡ 760 torr ≡ 760 mmHg = 14.7 psi    •   Know how changes in volume, temperature, 

and number of particles affect gas pressure.    •   Given 2 sets of conditions, solve problems 

using  2

22

1

11

T VP

T VP

= , including canceling 

variables that stay the same to simplify.  Recognize the temperatures (T’s) must be in  Kelvins. 

 

Solve for a variety of problems involving gases  •   Use ideal gas law (PV=nRT) to solve for P, V, n, or 

T (in Kelvins).   R= Kmol atmL  0.0821

⋅ ⋅

 will be given. 

  Standard Temperature & Pressure (STP):            T= 0˚C and P=1.00 atm  •   Molar volume of a gas at STP = 22.4L/mol   •   Solve for gas density or molar mass at STP.  •   Identify an unknown gas using its gas density or 

at STP.    Dalton’s Law of Partial Pressure:   •   Use Dalton’s Law (Ptotal = P1 + P2 + P3 + …) to     solve for total pressure or the partial pressure of 

one gas in a mixture  •   Recognize that when a gas is collected over 

water, the total pressure is due to water vapor  and the gas 

CHEM 121 Exam 4 Study Guide page 2 of 3

Chapter 13: Solutions  

•   solution: uniform mixture of two or more substances as atoms, ions, or molecules    –  a solute dissolved in solvent   

•   Recognize what occurs at the molecular level when a solute dissolves in water.   

•   Recognize what can be done to increase the rate of dissolving: heating solution, stirring solution,  grinding solute into smaller particles 

 

•   Know the definitions for unsaturated, saturated, and supersaturated.   

•   Use “Like dissolves like” Rule and the Solubility Rules to predict what substances are soluble/insoluble  in or miscible/immiscible with water or other solvent 

 

•   x100% solutionof mass soluteof  mass

= (M/M%) ionconcentrat percent Mass  

•   solutionof  (L) liters soluteof  moles

=Molarity  (units of M=molar) 

•   x100% solutionof mL soluteof  mass

= m/v) (% Percent eMass/Volum or w/v) (% Percent umeWeight/Vol  

•   Determine the molarity, mass percent concentration, or weight/volume percent of a solution given the  amount of solute and solvent present. 

 

•   Solve problems involving molarity and mass percent concentration using unit analysis. 

•   Use the Dilution Equation:  M1 V1 = M2 V2 

•   Know definitions for: diffusion, semi‐permeable membrane, osmosis, isotonic, hypertonic, hypotonic,  and osmotic pressure 

 

•   Know why one cannot “learn by osmosis”. 

   

Chapter 15: Chemical Equilibrium   

• Distinguish between spontaneous and     nonspontaneous processes.   

• Know the definitions for reaction rate,    activation energy (Eact), heat of reaction (ΔH),    and catalyst.   

• Know Collision Theory and the activation    energy and collision geometry requirements    for a chemical reaction.   

• Be able to name and explain the three factors     that increase the rate of chemical reactions. 

• Endothermic and Exothermic Reactions    –  Know endothermic reactions absorb heat       → surroundings feel colder after reaction    –  Know exothermic reactions release heat       → surroundings feel hotter after reaction    –  Know the stronger the bonds,  the lower      the energy for reactants and products. 

  → When a reaction occurs, energy is       released or absorbed based on the      relative strength of the bonds broken      and the bonds formed. 

CHEM 121 Exam 4 Study Guide page 3 of 3

Chapter 15: Chemical Equilibrium   

• Given a reaction energy diagram, be able to:    –   Determine if the reaction is endothermic or      exothermic, and show heat as a reactant or      product in the chemical equation.    –   Indicate the activation energy for the       forward and reverse reactions.     –   Indicate the effect of a catalyst on the       reaction rate.     –   Indicate the heat of a reaction (ΔH).    

• Know a catalyst can speed up a chemical    reaction by providing an alternative pathway    that decreases the activation energy of a    reaction.     –   Explain how enzymes acts as biological       catalysts.   

• Recognize that chemical reactions do not    always proceed to completion.  

• At equilibrium,   –  The rates of forward and reverse reactions are     equal.  –  The concentrations of reactants & products are    constant (not changing), but they do not have to    be equal to one another   

Le Châtelier's Principle  –   A system at equilibrium will shift to minimize    any stress (change in concentration,    temperature, etc.) imposed.  –   Predict equilibrium shifts (left to form    reactants or right to form products) given    specific changes in concentration or    temperature.  –   Determine if a reaction is exothermic or    endothermic given data (e.g. color changes). 

– Reactions that go to completion are product‐favored (e.g. acid‐base neutralization reactions)  – Reactions that mostly remain as reactants are reactant‐favored (e.g. an eggshell/CaCO3 doesn’t 

decompose at room temperature)        Chapter 16: Oxidation and Reduction (Redox) 

 

• Be able to determine oxidation numbers for all the elements/atoms/ions in a chemical equation.  • Use oxidation numbers whether or not a reaction is a redox reaction.   • Use oxidation numbers to determine which reactant was oxidized (served as the reducing agent) and    which reactant was reduced (served as the oxidizing agent)  • Write half‐reactions to determine the number of electrons transferred.      

Be able to solve problems that combine concepts from various chapters!   

You will be given a copy of the CHEM 121 Periodic Table and   the list of strong acids and strong bases to use during the exam.