A．无论甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，还是平面正方形结构，CH3Cl都不存在同分异构体，故A错误；
B．无论甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，还是平面正方形结构，结构都对称，是非极性分子，故B错误；
C．甲烷是正方形的平面结构，而CH2Cl2有两种结构：相邻或者对角线上的氢被Cl取代，而实际上，其二氯取代物只有一种结构，因此只有正四面体结构才符合，故C正确；
D．无论甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，还是平面正方形结构，CH4中的四个键的键角和键长都相等，故D错误；
故选C．
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