A、改变物质的性质不一定要通过化学变化，例如不通过化学变化就可以把固态的铁变成液态．故选项错误；

B、由同种元素组成的物质不一定是纯净物，例如由氧气和臭氧组成的混合物中含有一种元素--氧元素．故选项错误；

C、有单质生成的反应不一定是置换反应，例如氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应能生成铁单质和二氧化碳，该反应不属于置换反应．故选项错误；

D、二氧化碳由气态变固态时分子间的间隔一定会变小．故选项正确．

故选D．