解题思路：根据题意可知，碳氧两种元素组成的气体可能为氧气、臭氧、一氧化碳、二氧化碳．其中臭氧和氧气中不含碳元素，即可理解为碳氧元素比0．碳、氧元素的质量比为1：2，则C原子与O原子个数之比为[1/12]：[2/16]=3：4，CO中C原子与O原子个数之比为3：3，二氧化碳中C原子与O原子个数之比为3：6，故该气体中一定含有CO，另外组分的平均C原子与O原子个数比应大于3：4，结合选项判断．
根据题意可知，碳氧两种元素组成的气体可能为氧气、臭氧、一氧化碳、二氧化碳．其中臭氧和氧气中不含碳元素，即可理解为碳氧元素比0．碳、氧元素的质量比为1：2，则C原子与O原子个数之比为[1/12]：[2/16]=3：4，CO中C原子与O原子个数之比为3：3，二氧化碳中C原子与O原子个数之比为3：6，故该气体中一定含有CO，另外组分的平均C原子与O原子个数比应大于3：4．
A、该气体中C原子与O原子个数之比为[1/12]：[2/16]=3：4，CO中C原子与O原子个数之比为3：3，二氧化碳中C原子与O原子个数之比为3：6，则该气体一定不是纯净物，故A错误；
B、该气体可能为CO、CO2的混合物，也可能为CO、O2的混合物，或CO2、CO、O2三种气体混合等，故B错误；
C、该气体中C原子与O原子个数之比为[1/12]：[2/16]=3：4，该气体可能为CO、CO2的混合物，也可能为CO、O2的混合物，或CO2、CO、O2三种气体混合等，故C错误；
D、该气体中C原子与O原子个数之比为[1/12]：[2/16]=3：4，该气体可能为CO、CO2的混合物，也可能为CO、O2的混合物，或CO2、CO、O2三种气体混合，CO、O3的混合物，CO2、CO、O3的混合物等，故D正确．
故选D．
点评：
本题考点： 探究物质的组成或测量物质的含量．
考点点评： 本题考查物质组成判断，难度中等，根据碳元素与氢元素的质量比较确定平均碳原子与氢原子数目之比，结合常见气体利用平均值判断可能气体的组成．