D
分析:A、具有稳定结构的粒子可能是阴、阳离子;
B、核电荷数相同的粒子可能是分子和原子;
C、一种元素组成的物质可能是混合物;
D、同种分子构成的物质一定是纯净物.
解答:A、具有稳定结构的粒子还可能是阴、阳离子,如:钠离子,故正确;
B、核电荷数相同的粒子还可能是分子和原子,如水分子和氖原子,核电荷数均为10,故正确;
C、一种元素组成的物质还可能是混合物,如金刚石和石墨的混合物,故正确;
D、纯净物由一种物质组成,所以同种分子构成的物质一定是纯净物,故错误.
故选D.
点评:本题考查了物质的分类、核外电子在化学反应中的作用及相关知识,有些难度,要细心分析,找出反例.