A、由分子式H₂O和D₂O可知，为同种物质，不属于同分异构体，故A错误；

B、乙醇CH₃CH₂OH和二甲醚CH₃CH₂-O-CH₂CH₃分子式不同，不属于同分异构体，故B错误；

C、

，分子式都是C₆H₁₄，而结构不同，属于同分异构体，故C正确；

D、

结构完全相同，属于同一物质，不属于同分异构体，故D错误；

故选C．