解题思路：根据物质分类的标准：纯净物是由一种物质组成的物质，混合物是由多种物质组成的物质；据此结合常见物质的组成成分逐项分析即可．
A、煤的主要成分是碳，还含有硫等杂质，属于混合物．故A不符合题意；
B、石油是由多种物质组成的物质，属于混合物．故B不符合题意；
C、自来水中含有水和许多可溶性杂质，是一种混合物．故C不符合题意；
D、甲烷是一种最简单的有机物，属于纯净物，故D符合题意．
故选D．
点评：
本题考点： 纯净物和混合物的判别．
考点点评： 解答本题要充分理解纯净物和混合物的区别，要分析物质是由几种物质组成的，如果只有一种物质组成就属于纯净物，如果有多种物质就属于混合物．