a) Công thức hóa học của X , Y là propane C3H8 và butane C4H10.
b) Người ta dùng propane C3H8 và butane C4H10 để đun nấu vì :

+ Cấu trúc phân tử đơn giản: Propan và butan đều là các ankan (hydrocarbon no) với cấu trúc phân tử đơn giản, chỉ chứa liên kết đơn giữa các nguyên tử carbon và hydro. Điều này làm cho chúng dễ cháy và cháy ổn định, không tạo ra các sản phẩm phụ nguy hiểm như khói hoặc chất độc hại khi đốt.

+ Khi đốt cháy propan và butan trong điều kiện cung cấp đủ oxy, phản ứng cháy hoàn toàn xảy ra, sản phẩm chính là khí carbon dioxide (CO2) và nước (H2O), không tạo ra các sản phẩm phụ độc hại cũng ít gây ô nhiễm, an toàn hơn. Phản ứng cháy của propan và butan như sau:
C3H8 (propan): C3H8 + 5O2 => 3CO2 + 4H2O
C4H10 (butan): 2C4H10 + 13O2 => 8CO2 + 10H2O

+​ Hiệu suất năng lượng cao: Phản ứng đốt cháy propan và butan tỏa ra một lượng lớn năng lượng dưới dạng nhiệt. Ví dụ, nhiệt lượng sinh ra khi đốt 1 mol propan là khoảng 2220 kJ, trong khi đối với butan là khoảng 2877 kJ. Điều này làm cho chúng trở thành nguồn năng lượng hiệu quả cho đun nấu.

+ Không ăn mòn và phản ứng hóa học với vật liệu chứa: Propan và butan là các khí trơ, không gây ăn mòn và không phản ứng với các vật liệu kim loại chứa chúng (như thép, nhôm). Điều này đảm bảo an toàn trong việc lưu trữ lâu dài và giảm thiểu hư hại cho thiết bị chứa. 

+ Dễ điều chỉnh nồng độ khí và kiểm soát quá trình đốt: Do propan và butan đều là các ankan có cấu trúc ổn định, quá trình cháy của chúng dễ điều chỉnh thông qua việc kiểm soát lượng oxy cấp vào, từ đó giúp dễ dàng điều chỉnh ngọn lửa để đạt nhiệt độ mong muốn khi đun nấu.

+ Ở nhiệt độ và áp suất bình thường, propan và butan là khí. Tuy nhiên, khi nén chúng ở áp suất cao, chúng dễ dàng chuyển sang trạng thái lỏng, giúp việc lưu trữ và vận chuyển dễ dàng hơn.

+ Propan và butan có tỷ khối khí lớn hơn không khí. Tỷ khối của propan khoảng 1,5 lần so với không khí, còn butan khoảng 2 lần. Điều này có nghĩa là khi rò rỉ, chúng sẽ dễ dàng tích tụ ở dưới thấp (gần mặt đất) thay vì bay lên cao, giúp dễ phát hiện rò rỉ hơn và dễ xử lý.

+ An toàn trong việc lưu trữ và sử dụng: Vì propan và butan nặng hơn không khí, chúng không bay hơi nhanh khi rò rỉ, điều này giúp giảm nguy cơ lan rộng và gây cháy nổ khi có rò rỉ nhỏ. Tuy nhiên, việc tích tụ ở các khu vực kín cũng có thể gây nguy hiểm nếu không phát hiện kịp thời, nên các biện pháp an toàn như cảm biến khí gas thường được sử dụng.

+ Khả năng hóa lỏng ở áp suất thấp: Do có tỷ khối lớn và dễ hóa lỏng ở áp suất thấp, propan và butan có thể được nén vào bình chứa dưới áp suất vừa phải mà không cần hệ thống làm lạnh phức tạp, giúp việc lưu trữ và vận chuyển trở nên dễ dàng và an toàn hơn.


c) Methan và ethan có điểm sôi rất thấp, khiến chúng khó hóa lỏng ở nhiệt độ phòng dưới áp suất thông thường. Methan có điểm sôi khoảng -161,5°C và ethan là -88,5°C. Để lưu trữ methan hoặc ethan dưới dạng lỏng, cần phải sử dụng các hệ thống làm lạnh rất phức tạp và tốn kém.

+ Ngược lại, propan và butan có điểm sôi cao hơn nhiều (propan: -42°C, butan: -0,5°C), điều này giúp chúng dễ dàng hóa lỏng chỉ bằng cách nén ở áp suất vừa phải, mà không cần thiết bị làm lạnh đắt tiền.

2. Hiệu suất năng lượng và tính dễ cháy:

+ Mặc dù methan có nhiệt trị cao, nhưng lượng nhiệt sinh ra từ một lượng thể tích nhất định của methan lại thấp hơn so với propan và butan vì methan có khối lượng phân tử nhỏ hơn, nghĩa là cần nhiều thể tích hơn để cung cấp cùng một lượng nhiệt năng. Điều này khiến cho việc lưu trữ năng lượng của methan kém hiệu quả hơn so với propan và butan.

+ Propan và butan tạo ra nhiều nhiệt lượng hơn khi đốt cháy trong cùng một thể tích, giúp tối ưu hóa quá trình nấu nướng với hiệu suất năng lượng cao.

+ dễ sử dụng và an toàn:

+ Methan là khí nhẹ hơn không khí, với tỷ khối chỉ bằng khoảng 0,55 lần không khí. Điều này làm cho methan khi rò rỉ sẽ bay lên cao và khó phát hiện, tạo ra nguy cơ cháy nổ nghiêm trọng nếu không kiểm soát tốt.

+ Propan và butan nặng hơn không khí, vì vậy chúng có xu hướng tích tụ gần mặt đất khi rò rỉ, giúp dễ phát hiện hơn và dễ xử lý hơn, giảm nguy cơ tai nạn.

+ Methan là thành phần chính của khí thiên nhiên và thường được vận chuyển qua các đường ống dài, không thuận tiện cho việc sử dụng trong các bình gas nhỏ cho gia đình. Hơn nữa, để nén và lưu trữ methan hoặc ethan ở trạng thái lỏng cần chi phí rất cao.

+ Propan và butan dễ khai thác từ dầu mỏ và khí thiên nhiên, đồng thời dễ dàng lưu trữ và vận chuyển dưới dạng lỏng trong các bình chứa áp suất vừa phải, làm cho chúng trở thành lựa chọn kinh tế và thực tế hơn cho việc sử dụng trong đun nấu.

 + dễ kiểm soát khi đốt cháy: Methan và ethan có thể tạo ra ngọn lửa với nhiệt độ rất cao, điều này có thể dẫn đến việc khó kiểm soát nhiệt độ khi đun nấu. Ngọn lửa của methan có thể quá mạnh và không phù hợp cho việc nấu ăn thông thường trong gia đình.

+ Propan và butan tạo ra ngọn lửa ổn định, dễ kiểm soát hơn về cường độ và nhiệt độ, giúp dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ trong quá trình nấu ăn, phù hợp cho các bếp gas gia đình.

+ Methan và ethan là các khí có áp suất cao hơn nhiều khi ở trạng thái khí nén so với propan và butan. Điều này có nghĩa là việc chứa methan và ethan yêu cầu các bình áp suất cao hơn, điều này có thể làm tăng nguy cơ rò rỉ và tai nạn, cũng như đòi hỏi các thiết bị lưu trữ phải có độ an toàn cao hơn.

+ Propan và butan có thể được lưu trữ ở áp suất thấp hơn nhiều, giúp giảm nguy cơ nổ và làm cho việc thiết kế các bình chứa và thiết bị an toàn đơn giản hơn.

+ Khả năng pha trộn với không khí:

+ Methan và ethan có tỉ lệ trộn với không khí cao hơn, điều này làm tăng nguy cơ cháy nổ nếu khí rò rỉ vào không gian kín. Đặc biệt là với methan, chỉ cần một lượng nhỏ trong không khí cũng có thể gây nguy hiểm nghiêm trọng.

+ Propan và butan, do có tỷ khối lớn hơn không khí và dễ phát hiện, thường không lan nhanh trong không khí, giúp giảm nguy cơ cháy nổ khi xảy ra rò rỉ.