Trước đây, trong thời kỳ Chiến tranh Thế giới thứ I, NH₃ lỏng từng được thiết kế sử dụng làm thuốc phóng tên lửa. Hiện nay, NH₃ được sử dụng nhiều nhất trong sản xuất phân bón và một số hóa chất cơ bản. Trong đó lượng sử dụng cho sản xuất phân bón (cả dạng rắn và lỏng) chiếm đến trên 80% sản lượng NH₃ toàn thế giới và tương đương với khoảng 1% tổng công suất phát năng lượng của thế giới. Bên cạnh đó NH₃ vẫn được sử dụng trong công nghiệp đông lạnh (sản xuất nước đá, bảo quản thực phẩm,…), trong các phòng thí nghiệm, trong tổng hợp hữu cơ, hóa dược, y tế và cho các mục đích dân dụng khác. Ngoài ra trong công nghệ môi trường, NH₃ còn được dùng để loại bỏ khí SO₂ trong khí thải của các nhà máy có quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch (than, dầu) và sản phẩm amoni sunfat thu hồi của các quá trình này có thể được sử dụng làm phân bón.

Vì những lí do trên mà trong công nghiệp, có những mối quan tâm nhất định đến quy trình tổng hợp NH₃ sao cho đạt hiệu suất cao nhất và hạn chế chi phí một cách tối đa. Vấn đề này có liên quan đến tính hiệu quả và kinh tế của phương pháp Haber tổng hợp amoniac, được biểu diễn bằng phương trình:

N_{2 (k)} + 3H_{2 (k)} ⇄ 2NH_{3 (k)} ; ΔH = -92 kJ.mol^-1

- Cân bằng có tổng số mol khí ở vế trái bằng 4 mol và vế phải bằng 2 mol. Khi tăng áp suất chung của hệ sẽ làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận ⟹ Làm tăng hiệu suất phản ứng.

- Phản ứng thuận là phản ứng tỏa nhiệt (ΔH < 0) ⟹ Khi giảm nhiệt độ của hệ sẽ làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận ⟹ Làm tăng hiệu suất phản ứng.

Vậy trong công nghiệp thường sử dụng hai biện pháp để làm tăng hiệu suất của phản ứng tổng hợp amoniac là giảm nhiệt độ và tăng áp suất.

Tốc độ phản ứng thuận tính theo nồng độ của các chất tham gia phản ứng là v = k.[N₂].[H₂]³

Khi giảm nồng độ N₂ đi 2 lần và tăng nồng độ của H₂ lên 2 lần thì tốc độ phản ứng thuận khi đó:

v' = k.0,5[N₂].2³[H₂]³ = 4.k.[N₂].[H₂]³ = 4v.

⟹ Tốc độ phản ứng thuận tăng 4 lần khi giảm nồng độ N₂ đi 2 lần và tăng nồng độ của H₂ lên 2 lần.

- Xét tỉ lệ số mol:

\(\dfrac{{{n_{{N_2}}}}}{1} = \dfrac{{0,1}}{1} < \dfrac{{{n_{{H_2}}}}}{3} = \dfrac{{0,45}}{3}\)

⟹ Tính hiệu suất phản ứng theo N₂.

- BTKL: m_A = m_B ⟹ \({n_A}.\overline {{M_A}}  = {n_B}.\overline {{M_B}} \)

⟹ \(\dfrac{{\overline {{M_A}} }}{{\overline {{M_B}} }} = \dfrac{{{n_B}}}{{{n_A}}} \Rightarrow \dfrac{{10}}{{11}} = \dfrac{{{n_B}}}{{0,1 + 0,45}} \Rightarrow {n_B} = 0,5(mol)\)

- Gọi số mol N₂ phản ứng là x (mol).

PTHH: N₂    +   3H₂    ⇄      2NH₃.

             x    ⟶    3x       →      2x (mol)

⟹ Hỗn hợp B gồm N₂ dư: 0,1 – x mol; H₂ dư: 0,45 – 3x mol; NH₃: 2x mol

⟹ n_B = 0,1 – x + 0,45 – 3x + 2x = 0,55 – 2x = 0,5 ⟹ x = 0,025 mol.

Vậy \(H = \dfrac{{{n_{{N_2}(pu)}}.100\% }}{{{n_{{N_2}(bd)}}}} = \dfrac{{0,025.100\% }}{{0,1}} = 25\% \)