A、在化学变化中分子分成原子，原子再重新组合成新的分子，所以原子是化学变化中的最小粒子，故A错；

B、酸与碱反应生成盐和水的反应属于中和反应，故B错；

C、电解水实验说明水是由氢元素和氧元素组成的，水中不含有氢分子和氧分子，故C错；

D、天然气在空气中燃烧，是甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水，有氧气参加的反应都属于氧化反应，故D正确．

故选D．