解题思路：由一种物质组成的物质属于纯净物，由两种或两种以上物质组成的物质属于混合物．由一种元素组成的纯净物属于单质，由不同元素组成的纯净物属于化合物．
A、氧气和臭氧的混合物由氧元素一种元素组成，属于混合物，故A错；
B、只含有一种元素的物质可能是纯净物，例如氧气是由氧元素组成，也可能是混合物，例如氧气和臭氧的混合物由氧元素一种元素组成，属于混合物，故B错；
C、只含有一种元素的物质可能是单质，例如氢气由氢元素一种元素组成，属于单质，也可能是混合物，例如氧气和臭氧的混合物由氧元素一种元素组成，属于混合物，故C错．
D、由不同元素组成的纯净物属于化合物，最少由两种元素组成，所以只含有一种元素的物质，不可能是化合物，故D正确．
故选D．
点评：
本题考点： 纯净物和混合物的判别；单质和化合物的判别．
考点点评： 在熟悉概念的基础上能从宏观和微观两个方面来判断纯净物和混合物，还要从社会实践中了解生活中常见物质的组成．