烃完全燃烧生成二氧化碳和水，产物通过足量浓硫酸增重2.7g为水的质量，

所以水的物质的量为

2.7g

18g/mol

=0.15mol；

通过足量碱石灰增重5.5g为二氧化碳质量．

所以二氧化碳的物质的量为

5.5g

44g/mol

=0.125mol．

所以平均分子组成中碳原子数为：

0.125mol

0.05

=2.5，氢原子数为

0.15mol×2

0.05mol

=6

即平均分子组成为C_2.5H₆．

A、若CH₄和C₄H₁₀，由碳原子可知为二者为1：1混合，其平均分子组成中H原子数目为7，由于平均分子组成中含有6个H原子，故A错误；

B、若C₂H₂和C₄H₁₀，由氢原子可知二者为1：1混合，其平均分子组成中C原子数目为3，由于平均分子组成中含有2.5个C原子，故B错误；

C、若C₂H₄和C₄H₁₀，由碳原子可知C₂H₄和C₄H₁₀按3：1混合，由氢原子可知C₂H₄和C₄H₁₀按2：1混合，混合比例不同，故不可能，故C错误；

D、若C₂H₆和C₃H₆，由氢原子可知按任意比混合，由碳原子可知为二者为1：1混合，故二者1：1混合，平均分子组成为

C_2.5H₆，故D正确．

故选：D．