答案：D

题目分析：氢分子是由两个氢原子构成的。符号前面的数字表示微粒的个数。

A、 H是氢元素的元素符号，表示氢原子，故2H表示2个氢原子；

B、 H₂O表示水的化学式，2H₂O表示2个水分子；

C、 H⁺表示氢离子，2H⁺表示2个氢离子；

D、 H₂是氢气的化学式，同时也表示氢分子，故2H₂表示2个氢分子；

故选D。         

点评：元素符号表示原子，化学式表示分子。