推理和归纳是学习化学的重要方法。以下推理正确的是（  ）

A、催化剂在化学反应前后质量不变，所以反应前后质量不变的物质一定是催化剂

B、置换反应有单质生成，所以有单质生成的反应一定是置换反应

C、单质一定由同种元素组成，所以由同种元素组成的物质一定是单质

D、同种元素原子的质子数相同，所以质子数相同的原子一定属于同种元素