分析：化合物是一種含有至少兩種元素組成的物質，化合物屬于純凈物．若不是一種物質組成的，則為混合物．
解答：解：A、石灰水是由水和氫氧化鈣兩種物質組成的，屬于混合物，故A錯誤；
B、石油是一種復雜的混合物，含有多種烴類化合物，屬于混合物，故B錯誤；
C、清潔的空氣中含有氧氣、氮氣、二氧化碳等多種氣體物質，屬于混合物，故C錯誤；
D、甲烷是一種由C和H兩種元素組成的物質，則屬于化合物，故D正確；
故選D．
點評：本題可根據物質的組成來判斷化合物和混合物，學生應熟悉常見物質的組成或成分，從物質的種類上來分析解答．
