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突破化学平衡图象宜采用三步：第一步，识图象。图象的纵坐标和横坐标表示什么，曲线、点的含义和变化趋势，以及图象中数据变化等。第二步，用原理。原理主要有影响化学反应速率和化学平衡移动的因素，化学反应速率和化学平衡相关概念及规律等。第三步，找联系。将化学原理与图象信息联系起来分析、处理问题。
1. 根据可逆反应特点，判断外界条件对平衡常数、转化率、反应速率和某成分物质的量的影响
例1 电镀废液中，Cr2O72-可通过下列反应转化成铬黄（PbCrO4）：Cr2O72-(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l)⇌2PbCrO4(s)+2H+(aq) ΔH＜0。该反应达到平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是（ ）
[平衡常数][温度] [转化率][pH][Cr2O72-] [正反应速率][温度] [物质的量][物质的量浓度][Pb2+] [A B C D]
解析 题目强调“平衡之后”改变条件，用化学平衡移动原理分析。对于放热反应，升温平衡常数减小，A项正确；增大pH，溶液OH-浓度增大，中和H+，平衡右移，Cr2O72-转化率应该增大，B项错误；温度升高，平衡无论向哪个方向移动，正逆反应速率均增大，C项错误；增加Pb2+会提高Cr2O72-转化率，Cr2O72-的物质的量应该减小，D项错误。
答案 A
点拨 化学平衡常数是温度函数，温度不变，其他条件改变，平衡常数不变；催化剂只改变化学反应速率，不影响平衡移动（即物质转化率和某成分浓度不受影响）。
2. 根据温度、压强对化学平衡影响的图象，判断可逆反应
例2 一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合图示的是（ ）
[时间][水蒸气含量][水蒸气含量] [T1][T2][P1][P2] [温度（T）的影响][压强（P）的影响]
A. CO2(g)+2NH3(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH＜0
B. CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH＞0
C. CH3CH2OH(g)⇌CH2=CH2(g)+H2O(g) ΔH＞0
D. 2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)⇌2C6H5CH=CH2(g)+2H2O(g) ΔH＜0
解析 根据“先拐先平，数值大”推断：T1>T2，P1>P2。由温度影响图象知，降温，水蒸气含量增大，说明平衡向右移动，正反应是放热反应；从压强影响图象看，增大压强，水蒸气含量增大，平衡右移，说明正反应是气体分子数减小的反应。
答案 A
点拨 本题关键是抓住T1和T2的大小、P1和P2的大小，利用影响化学反应速率的因素：温度越高，化学反应越快；对有气体参与的反应，压强越大，化学反应速率越大，同条件下达到平衡所需要时间越短。
3. 根据单向化学反应速率图象，识别图象含义
例3 向绝热恒容的密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)。达到平衡，正反应速率随时间变化如图所示。下列结论正确的是（ ）
[Δt1][Δt2][t][v正][a][b][c]
A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．反应物总能量低于生成物总能量
D．Δt1=Δt2时，SO2转化率：ab段小于bc段
解析 该图象是化学反应速率与时间的图象，c点只能说明该反应的速率最大，不能说明正、逆反应速率相等，A项错误。随着时间延长，正反应速率逐渐增大，反应向正反应方向进行，a点时的反应物浓度大于b点时的反应物浓度，B项错误。从图象变化情况看，绝热恒容条件下，正反应速率由小到大，最后变小，起始投入物质的浓度不变。反应速率变大的原因是，该正反应是放热反应，温度使反应速率达到最大值；当浓度不断减小，放热量也减小时，在c点之后，浓度起主要作用，反应速率减小，所以，该正反应的反应物总能量大于生成物总能量，C项错误。起始浓度、反应时间相同时，平均速率越大，反应物浓度变化量越大，即反应物消耗越多，从图象看ab段平均速率小于bc段平均速率，D项正确。
答案 D
点拨 辨析化学反应速率图象、化学平衡图象。前者纵坐标一般为反应速率（[v]），横坐标一般为时间（[t]），曲线可以是正反应速率、逆反应速率，也可以是正、逆反应速率同时出现，这类图象不能用勒夏特列原理解释。后者纵坐标一般为某物质的浓度[(c)]、转化率（[α)]、平衡体系中某成分的体积分数（[ϕ]）等，横坐标可以是时间[(t)]、温度[(T)]、压强[(p)]或浓度[(c)]等。本题纵坐标是正反应速率，易误认为某成分的浓度或转化率。起始投入反应物的可逆反应，达到平衡时，正反应速率最小，而转化率最大。
4. 根据转化率与时间关系数据图象，判断曲线变化规律以及数据含义
例4 已知反应：2CH3COCH3(l)[催化剂]CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3，分别在0 ℃和20 ℃下，测得其转化率随时间变化的关系曲线（[Y-t]）如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. [b]代表0℃下CH3COCH3的[Y-t]曲线
B. 20 min末，CH3OCH3的[v:v(0℃)>v(20℃)]
C. 升高温度可缩短反应达到平衡的时间并能提高平衡转化率
D. 从[Y=0]到[Y=]0.113，CH3COCH2COH(CH3)2的物质的量变化：[Δn(0℃)=Δn(20℃)]
解析 其他条件相同时，温度越高，反应越快，达到平衡所用时间越短。根据图象知，[b]曲线先达到平衡，说明它的温度为20℃，A项错误；温度升高，速率加快，0℃时的速率小于20℃时的速率，B项错误;由图象可知，曲线[b]表示平衡时转化率较低，表明温度升高，转化率降低，C项错误；从[Y=0]到[Y=]0.113，在（66，0.113）点是曲线[a]和曲线[b]相交，在该点丙酮转化率相等，即产物的量相等，即物质的量变化值相等，D项正确。
答案 D
点拨 化学反应速率主次影响因素的选择。同一反应体系，可能多种因素影响，主、次因素会发生变化，选择主要因素分析问题。例如，镁投入稀盐酸溶液中，开始时，温度低、浓度最大，随着反应进行，放热量增大，浓度减小慢，温度升高是主要因素，所以反应速率逐渐增大，并达到最高点；随后，当H+浓度很小时，浓度是主要因素，这时放热量减小，浓度急剧减小，反应速率逐渐减小至零。本题图象有所创新，平衡曲线与不平衡曲线比较，在图象中给出数据，由定性变为定量。
5. 根据平衡移动图象，判断反应速率、转化率和外界条件画图
例5 反应aA(g)+bB(g)[催化剂]cC(g) ΔH＜0在等容条件下进行。改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示。根据要求回答下列问题：
（1）反应的化学方程式中，[a∶b∶c]为 ;
（2）A的平均反应速率[vⅠ](A)、[vⅡ](A)、[vⅢ](A)从大到小排列顺序为 ；
（3）B的平均转化率[αⅠ](B)、[αⅡ](B)、[αⅢ](B)中最小的是 ，其值是 ;
（4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是 ，采取的措施是 ;
（5）比较第Ⅱ阶段反应温度[(T2)]和第Ⅲ阶段反应温度[(T3])的高低：[T2] [T3]（填“>”“<”“=”），判断的理由是 。
解析 （1）第一次平衡，20分钟时A、B、C浓度变化量：Δc(A)=(2.0-1.0)mol·L-1=1.0 mol·L-1，Δc(B)=(6.0-3.0) mol·L-1=3.0 mol·L-1，Δc(C)=2.0 mol·L-1。化学计量数之比等于平均反应速率之比，[a∶b∶c=1∶3∶2]。
（2）可以从A的浓度变化曲线的斜率大小判断，相同时间段，斜率越大，表明反应速率越大。从图象看A的浓度变化程度由Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ，逐渐减小，即A的速率逐渐减小：[vⅠ](A)>[vⅡ](A)>[vⅢ](A)。也可以定量计算：A的起始浓度为2.0 mol·L-1，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个平衡状态时A的浓度分别为1.0 mol·L-1、0.62 mol·L-1、0.50 mol·L-1，所用时间分别为20 min、15 min、10 min，
[vⅠ](A)=[2.0-1.020mol⋅L-1⋅min-1=0.05mol⋅L-1⋅min-1]
[vⅡ](A)=[1.0-0.6215mol⋅L-1⋅min-1=0.025mol⋅L-1⋅min-1]
[vⅢ](A)=[0.62-0.5010mol⋅L-1⋅min-1=0.012mol⋅L-1⋅min-1]
（3）定性判断：起始物质的物质的量不变，从图象看B曲线斜率由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ逐渐减小知，浓度变化量逐渐减小，即B的转化率依次减小：[αⅠ](B)>[αⅡ](B)>[αⅢ]（B）。定量判断：B的起始浓度为6.0 mol·L-1，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡状态时B的浓度分别为3.0 mol·L-1、1.86 mol·L-1、1.5 mol·L-1，根据转化率定义知：
[αⅠ](B)=[(6.0-3.0)mol⋅L-16.0mol⋅L-1×100%=50%]
[αⅡ](B)=[(3.0-1.86)mol⋅L-13.0mol⋅L-1×100%=38%]
[αⅢ](B)=[(1.86-1.50)mol⋅L-11.86mol⋅L-1×100%=19.4%]
（4）A、B的浓度由Ⅰ到Ⅱ都在减小，而C的浓度由0增大，说明平衡向正反应方向移动，且采取措施是减小生成物C的浓度（及时分离出C）。
（5）由可逆反应式知，该可逆反应的正反应是放热反应，从图象看，由Ⅱ到Ⅲ，A、B浓度减小，C浓度增大，说明其他条件不同，降低温度使化学平衡向正反应方向移动，T2比T3大。
答案 （1）1∶3∶2 （2）[vⅠ](A)>[vⅡ](A)>[vⅢ](A) （3）[αⅢ(B)] 19.4% （4）向正反应方向 从反应体系中移出C （5）> 此反应的正方向是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动
点拨 （1）判断温度、压强、反应热、化学计量数的大小。在化学平衡图象中，其他条件相同时，“先拐先平数值大”，即先出现拐点，先达到化学平衡，推知化学反应速率较快，说明温度或压强较大。比较温度高低，控制压强相等；比较压强大小，控制温度相同。反应热只能根据改变温度，化学平衡Ⅰ到化学平衡Ⅱ的移动方向判断；化学计量数只能根据改变压强，平衡Ⅰ到平衡Ⅱ的移动方向判断。（2）判断化学平衡图象变化趋向。化学平衡前，只能用影响反应速率因素解释，如增大压强、升高温度，一般化学反应速率都加快，与反应放热或吸热、气体分子数增大或减小无关。平衡Ⅰ到平衡Ⅱ之间的变化用平衡移动原理解释。判断化学反应速率和转化率的相对大小。对于同一可逆反应，起始投料物质及其浓度相同，在不同条件下达到平衡，可以根据斜率大小判断化学反应速率、原料转化率的相对大小。斜率越大，表明反应越快，其转化率越大，反应速率越大。
综上所述，化学反应速率和化学平衡图象逐渐由定性向定量转化，无论图象如何创新，都离不开化学反应速率和化学平衡原理，只要深入理解化学原理，抓住基本概念以及计算关系式（如转化率、浓度、体积分数、相对分子质量等），运用“识图象、想原理、找联系”三步法的有序思维，提高解题准确率。
1. 根据可逆反应特点，判断外界条件对平衡常数、转化率、反应速率和某成分物质的量的影响
例1 电镀废液中，Cr2O72-可通过下列反应转化成铬黄（PbCrO4）：Cr2O72-(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l)⇌2PbCrO4(s)+2H+(aq) ΔH＜0。该反应达到平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是（ ）
[平衡常数][温度] [转化率][pH][Cr2O72-] [正反应速率][温度] [物质的量][物质的量浓度][Pb2+] [A B C D]
解析 题目强调“平衡之后”改变条件，用化学平衡移动原理分析。对于放热反应，升温平衡常数减小，A项正确；增大pH，溶液OH-浓度增大，中和H+，平衡右移，Cr2O72-转化率应该增
答案 A
点拨 化学平衡常数是温度函数，温度不变，其他条件改变，平衡常数不变；催化剂只改变化学反应速率，不影响平衡移动（即物质转化率和某成分浓度不受影响）。
2. 根据温度、压强对化学平衡影响的图象，判断可逆反应
例2 一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合图示的是（ ）
[时间][水蒸气含量][水蒸气含量] [T1][T2][P1][P2] [温度（T）的影响][压强（P）的影响]
A. CO2(g)+2NH3(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH＜0
B. CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH＞0
C. CH3CH2OH(g)⇌CH2=CH2(g)+H2O(g) ΔH＞0
D. 2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)⇌2C6H5CH=CH2(g)+2H2O(g) ΔH＜0
解析 根据“先拐先平，数值大”推断：T1>T2，P1>P2。由温度影响图象知，降温，水蒸气含量增大，说明平衡向右移动，正反应是放热反应；从压强影响图象看，增大压强，水蒸气含量增大，平衡右移，说明正反应是气体分子数减小的反应。
答案 A
点拨 本题关键是抓住T1和T2的大小、P1和P2的大小，利用影响化学反应速率的因素：温度越高，化学反应越快；对有气体参与的反应，压强越大，化学反应速率越大，同条件下达到平衡所需要时间越短。
3. 根据单向化学反应速率图象，识别图象含义
例3 向绝热恒容的密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)。达到平衡，正反应速率随时间变化如图所示。下列结论正确的是（ ）
[Δt1][Δt2][t][v正][a][b][c]
A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．反应物总能量低于生成物总能量
D．Δt1=Δt2时，SO2转化率：ab段小于bc段
解析 该图象是化学反应速率与时间的图象，c点只能说明该反应的速率最大，不能说明正、逆反应速率相等，A项错误。随着时间延长，正反应速率逐渐增大，反应向正反应方向进行，a点时的反应物浓度大于b点时的反应物浓度，B项错误。从图象变化情况看，绝热恒容条件下，正反应速率由小到大，最后变小，起始投入物质的浓度不变。反应速率变大的原因是，该正反应是放热反应，温度使反应速率达到最大值；当浓度不断减小，放热量也减小时，在c点之后，浓度起主要作用，反应速率减小，所以，该正反应的反应物总能量大于生成物总能量，C项错误。起始浓度、反应时间相同时，平均速率越大，反应物浓度变化量越大，即反应物消耗越多，从图象看ab段平均速率小于bc段平均速率，D项正确。
答案 D
点拨 辨析化学反应速率图象、化学平衡图象。前者纵坐标一般为反应速率（[v]），横坐标一般为时间（[t]），曲线可以是正反应速率、逆反应速率，也可以是正、逆反应速率同时出现，这类图象不能用勒夏特列原理解释。后者纵坐标一般为某物质的浓度[(c)]、转化率（[α)]、平衡体系中某成分的体积分数（[ϕ]）等，横坐标可以是时间[(t)]、温度[(T)]、压强[(p)]或浓度[(c)]等。本题纵坐标是正反应速率，易误认为某成分的浓度或转化率。起始投入反应物的可逆反应，达到平衡时，正反应速率最小，而转化率最大。
4. 根据转化率与时间关系数据图象，判断曲线变化规律以及数据含义
例4 已知反应：2CH3COCH3(l)[催化剂]CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3，分别在0 ℃和20 ℃下，测得其转化率随时间变化的关系曲线（[Y-t]）如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. [b]代表0℃下CH3COCH3的[Y-t]曲线
B. 20 min末，CH3OCH3的[v:v(0℃)>v(20℃)]
C. 升高温度可缩短反应达到平衡的时间并能提高平衡转化率
D. 从[Y=0]到[Y=]0.113，CH3COCH2COH(CH3)2的物质的量变化：[Δn(0℃)=Δn(20℃)]
解析 其他条件相同时，温度越高，反应越快，达到平衡所用时间越短。根据图象知，[b]曲线先达到平衡，说明它的温度为20℃，A项错误；温度升高，速率加快，0℃时的速率小于20℃时的速率，B项错误;由图象可知，曲线[b]表示平衡时转化率较低，表明温度升高，转化率降低，C项错误；从[Y=0]到[Y=]0.113，在（66，0.113）点是曲线[a]和曲线[b]相交，在该点丙酮转化率相等，即产物的量相等，即物质的量变化值相等，D项正确。
答案 D
点拨 化学反应速率主次影响因素的选择。同一反应体系，可能多种因素影响，主、次因素会发生变化，选择主要因素分析问题。例如，镁投入稀盐酸溶液中，开始时，温度低、浓度最大，随着反应进行，放热量增大，浓度减小慢，温度升高是主要因素，所以反应速率逐渐增大，并达到最高点；随后，当H+浓度很小时，浓度是主要因素，这时放热量减小，浓度急剧减小，反应速率逐渐减小至零。本题图象有所创新，平衡曲线与不平衡曲线比较，在图象中给出数据，由定性变为定量。
5. 根据平衡移动图象，判断反应速率、转化率和外界条件画图
例5 反应aA(g)+bB(g)[催化剂]cC(g) ΔH＜0在等容条件下进行。改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示。根据要求回答下列问题：
（1）反应的化学方程式中，[a∶b∶c]为 ;
（2）A的平均反应速率[vⅠ](A)、[vⅡ](A)、[vⅢ](A)从大到小排列顺序为 ；
（3）B的平均转化率[αⅠ](B)、[αⅡ](B)、[αⅢ](B)中最小的是 ，其值是 ;
（4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是 ，采取的措施是 ;
（5）比较第Ⅱ阶段反应温度[(T2)]和第Ⅲ阶段反应温度[(T3])的高低：[T2] [T3]（填“>”“<”“=”），判断的理由是 。
解析 （1）第一次平衡，20分钟时A、B、C浓度变化量：Δc(A)=(2.0-1.0)mol·L-1=1.0 mol·L-1，Δc(B)=(6.0-3.0) mol·L-1=3.0 mol·L-1，Δc(C)=2.0 mol·L-1。化学计量数之比等于平均反应速率之比，[a∶b∶c=1∶3∶2]。
（2）可以从A的浓度变化曲线的斜率大小判断，相同时间段，斜率越大，表明反应速率越大。从图象看A的浓度变化程度由Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ，逐渐减小，即A的速率逐渐减小：[vⅠ](A)>[vⅡ](A)>[vⅢ](A)。也可以定量计算：A的起始浓度为2.0 mol·L-1，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个平衡状态时A的浓度分别为1.0 mol·L-1、0.62 mol·L-1、0.50 mol·L-1，所用时间分别为20 min、15 min、10 min，
[vⅠ](A)=[2.0-1.020mol⋅L-1⋅min-1=0.05mol⋅L-1⋅min-1]
[vⅡ](A)=[1.0-0.6215mol⋅L-1⋅min-1=0.025mol⋅L-1⋅min-1]
[vⅢ](A)=[0.62-0.5010mol⋅L-1⋅min-1=0.012mol⋅L-1⋅min-1]
（3）定性判断：起始物质的物质的量不变，从图象看B曲线斜率由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ逐渐减小知，浓度变化量逐渐减小，即B的转化率依次减小：[αⅠ](B)>[αⅡ](B)>[αⅢ]（B）。定量判断：B的起始浓度为6.0 mol·L-1，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡状态时B的浓度分别为3.0 mol·L-1、1.86 mol·L-1、1.5 mol·L-1，根据转化率定义知：
[αⅠ](B)=[(6.0-3.0)mol⋅L-16.0mol⋅L-1×100%=50%]
[αⅡ](B)=[(3.0-1.86)mol⋅L-13.0mol⋅L-1×100%=38%]
[αⅢ](B)=[(1.86-1.50)mol⋅L-11.86mol⋅L-1×100%=19.4%]
（4）A、B的浓度由Ⅰ到Ⅱ都在减小，而C的浓度由0增大，说明平衡向正反应方向移动，且采取措施是减小生成物C的浓度（及时分离出C）。
（5）由可逆反应式知，该可逆反应的正反应是放热反应，从图象看，由Ⅱ到Ⅲ，A、B浓度减小，C浓度增大，说明其他条件不同，降低温度使化学平衡向正反应方向移动，T2比T3大。
答案 （1）1∶3∶2 （2）[vⅠ](A)>[vⅡ](A)>[vⅢ](A) （3）[αⅢ(B)] 19.4% （4）向正反应方向 从反应体系中移出C （5）> 此反应的正方向是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动
点拨 （1）判断温度、压强、反应热、化学计量数的大小。在化学平衡图象中，其他条件相同时，“先拐先平数值大”，即先出现拐点，先达到化学平衡，推知化学反应速率较快，说明温度或压强较大。比较温度高低，控制压强相等；比较压强大小，控制温度相同。反应热只能根据改变温度，化学平衡Ⅰ到化学平衡Ⅱ的移动方向判断；化学计量数只能根据改变压强，平衡Ⅰ到平衡Ⅱ的移动方向判断。（2）判断化学平衡图象变化趋向。化学平衡前，只能用影响反应速率因素解释，如增大压强、升高温度，一般化学反应速率都加快，与反应放热或吸热、气体分子数增大或减小无关。平衡Ⅰ到平衡Ⅱ之间的变化用平衡移动原理解释。判断化学反应速率和转化率的相对大小。对于同一可逆反应，起始投料物质及其浓度相同，在不同条件下达到平衡，可以根据斜率大小判断化学反应速率、原料转化率的相对大小。斜率越大，表明反应越快，其转化率越大，反应速率越大。
综上所述，化学反应速率和化学平衡图象逐渐由定性向定量转化，无论图象如何创新，都离不开化学反应速率和化学平衡原理，只要深入理解化学原理，抓住基本概念以及计算关系式（如转化率、浓度、体积分数、相对分子质量等），运用“识图象、想原理、找联系”三步法的有序思维，提高解题准确率。