AD

分析：先从题目中所给的分子结构示意图得到①，②，③，④这四种物质的分子的构成情况，再根据单质的定义，相对分子质量和某元素在物质中质量分数的求法分别计算判断即可．

解答：解：A、由分子模型图①可看出①的分子是由两个氢原子构成，即由同种元素组成的物质，所以物质①单质，故选项正确；

B、由分子模型图②可看出物质②的分子是由一个氧原子和两个氢原子构成，故它的相对分子质量为16+1×2=18，不是18g,故选项正确；

C、由分子模型图②可看出物质③的分子由一个氧原子、6个氢原子和两个碳原子构成，其中碳元素质量分数最大，故选项错误；

D、物质③，④虽然分子模型示意图不相同，但都是由一个氧原子、6个氢原子和两个碳原子构成，所以相对分子质量相同，故选项正确．

故选AD．