A、由一种元素组成的物质如果是由一种物质组成属于纯净物且属于单质，如果是由不同物质组成，属于混合物，故A错；B、由一种元素组成的物质可以是混合物，例如氧气和臭氧，故B错；C、化合物中至少两种元素，所以由一种元素组成一定不是化合物，故C错；D、化合物中至少两种元素，所以由一种元素组成一定不是化合物，故D正确．故选D．
