解题思路：物质分为混合物和纯净物，混合物是由两种或两种以上的物质组成；纯净物是由一种物质组成．纯净物又分为单质和化合物．由同种元素组成的纯净物叫单质；由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物．判断物理变化和化学变化的依据是：是否有新物质生成．
A、某物质不是化合物就是单质，还可能是混合物，故选项错误；
B、由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物，故选项错误；
C、O2和O3是两种不同的物质，属于化学变化，故选项错误；
D、混合物中元素不一定呈游离态，还可以是化合态，故选项正确；
故选D
点评：
本题考点： 物质的简单分类；单质和化合物的概念；化学变化和物理变化的判别．
考点点评： 本考点考查了物质的分类和物理变化与化学变化的区别，要加强记忆混合物、纯净物、单质、化合物、氧化物等基本概念，并能够区分应用．本考点的基础性比较强，主要出现在选择题和填空题中．