答案：D

题目分析：烷烃分为直链烷烃和环烷烃，结构不同，不可能是同系物，A错；最简式相同的两种化合物，其各元素的质量分数也相同，但不一定是同分异构体，如乙烯和丙烯，B错；同分异构体是分子式相同而结构不同的化合物，并不是相对分子质量相同的化合物，C错；碳原子以四个单键与氢原子、碳原子相结合的链烃一定是烷烃，D正确。

点评：化学概念是学习化学的基础，考生在备考过程中应注意区分各个概念，把握概念的关键词。题型一般为选择题，难度较低。