A．甲烷中的氢原子被氯原子取代生成一氯甲烷，该反应为取代反应，故A错误；

B．苯中的氢原子被硝基取代生成硝基苯，该反应为取代反应，故B错误；

C．乙酸与乙醇生成乙酸乙酯的反应为酯化反应，也属于取代反应，故C错误；

D．乙烯中碳碳双键变成了碳碳单键，该反应为加成反应，故D正确；

故选D．