A．C₃H₆存在同分异构体：丙烯、环丙烷，所以不能只表示一种物质，故A错误；
B．C₄H₁₀存在同分异构体：CH₃CH₂CH₂CH₃、CH（CH₃）₃，所以不能只表示一种物质，故B错误；
C．C₂H₄Cl₂中Cl原子可以连接在同一碳原子上，可以连接不同的碳原子，存在同分异构体，所以不能只表示一种物质，故C错误；
D．CH₂Cl₂只有一种结构不存在同分异构体，所以能只表示一种物质，故D正确；
故选D．