A、SO₂和CO₂中氧元素质量相等，碳、硫元素的质量不同，则相同质量的两种物质氧元素的质量分数一定不相等．故A不适合；

B、NaOH和KOH中，氧、氢元素质量相等，钠、钾元素的质量不相等，则相同质量的两种物质氧元素的质量分数一定不相等．故B不适合；

C、CH₄O中氧元素的质量分数为：

16

12+4+16

×100%=50%，C₂H₂O₂中氧元素的质量分数为：

16×2

16×2+12×2+2

×100%=40%，则氧元素的质量分数一定不相等．故C不适合；

D、H₂SO₄中氧元素的质量分数为：

16×4

2+32+16×4

×100%=71.2%；H₃PO₄中氧元素的质量分数为：

16×4

3+31+16×4

×100%=71.2%．故D适合．

故选D．