A、若A和B都是固体，只有C是气体，气体的相对分子质量不变，故A错误；
B、若A为气体、B为非气体，升高温度，平衡向逆反应移动，混合气体的质量减少，混合气体的物质的量不变，混合气体平均相对分子质量减小，故A和B不一定都是气体，故B错误；
C、若A和B都是液体，只有C是气体，气体的相对分子质量不变，故C错误；
D、B为固体，A若为非气体，只有C是气体，气体的相对分子质量不变，A为气体，升高温度，平衡向逆反应移动，混合气体的质量减少，混合气体的物质的量不变，混合气体平均相对分子质量减小，故D正确；
故选D．