Như trên đã trình bày, quá trình tạo Phân đạm urê từ NH3 lỏng và khí CO2 gồm 2 giai đoạn:

Giai đoạn 1: phản ứng tạo amoni cacbamat

2NH₃ + CO₂ <=> NH₂COONH₄ + Q1 (1)

Giai đoạn 2: phân hủy amoni cacbamat tạo Phân đạm urê

NH₂COONH₄ <=>NH₂CONH₂ + Q2 (2)

Qua nghiên cứu người ta nhận thấy giai đoạn 2 là giai đoạn quyết định tốc độ phản ứng.

Gọi k1 là hằng số của phản ứng thuận của (2) và k2 là hằng số tốc độ phản ứng nghịch của (2).

Phương trình tốc độ của phản ứng (2) :

dx/dt = k₁ ( a-x) – k₂ .x²

Trong đó

a – nồng độ amoni cacbamat ban đầu

x – nồng độ amoni cacbamat sau phản ứng

t – thời gian phản ứng

Lượng dư NH3 trong hỗn hợp phản ứng sẽ tác dụng với lượng nước sinh ra, nên tốc độ phản ứng nghịch sẽ giảm và hiệu suất tạo thành Phân đạm urê sẽ tăng. Do đó, phương trình tốc độ phản ứng là:

dx/dt = k₁ ( a-x) – k₂ .x  .x^’

với x’ là hệ số hoạt tính của H₂O.