A．平衡时各物质的浓度是否相等，取决于反应物的浓度大小关系以及反应的程度，不能判断是否达到平衡状态，故A错误；

B．X的生成速率与Z的生成速率相等不是平衡状态，只有单位时间内生成3nmolX，同时生成2nmolZ才能证明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故B错误；

C．平衡时各物质的分子个数不能确定，取决于开始反应时各物质的物质的量的多少以及反应的转化程度，不能判断是否达到平衡状态，故C错误；

D．单位时间内生成3nmolX，同时消耗nmolY，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故D正确．

故选D．