A、H₂O和H₂O₂中H元素相等，氧元素的原子个数不同，则氧元素的质量分数一定不相等．故A不适合；

B、H₂O中氧元素的质量分数为：

16

18

×100%≈88.9%；CO₂中氧元素的质量分数为：

16×2

12+16×2

×100%≈72.7%．故B不适合；

C、CO和CO₂中C元素个数相等，氧元素的原子个数不同，则氧元素的质量分数一定不相等．故C不适合；

D、H₂SO₄中氧元素的质量分数为：

16×4

2+32+16×4

×100%≈71.2%；

H₃PO₄中氧元素的质量分数为：

16×4

3+31+16×4

×100%≈71.2%．故D适合．

（或者根据H₂SO₄和H₃PO₄中，S的相对原子质量为32，P的相对原子质量为31，氢原子的个数差为1，故可判定它们的相对分子质量相等，而氧元素的个数相同，故氧元素的质量分数相等．）

故选D．