答案：D

题目分析：根据化学式O₄，结合已有知识分析。

A、O₄是由氧元素一种元素组成的单质，不是化合物，错误；

B、分子是由原子构成的，一个O₄分子中含有4个氧原子；分子不可能是由分子构成的，错误；

C、分子相同化学性质相同，分子不同化学性质不同，O₄和O₂的分子构成不同，故性质不相同，错误；

D、O₄和O₂是不同的物质，故混合后形成的是混合物，正确。故选D

点评：本题主要考查了物质的微观构成方面的知识，解答此题，要熟练掌握物质的分类知识，并能结合题干提供的信息进行分析解答。