答案：C

由题干可知，100g CO₂和O₂组成的混合气体中含碳元素的质量为100g×15%=15g，而碳元素在二氧化碳中质量比为3：11，由此可知，二氧化碳的质量为55g，即氧气的质量为100g－55g=45g，则二者的质量比为45g：55g=9：11，答案为C。