A、糖溶于水的过程中没有新物质生成，属于物理变化，分子本身没有改变，故选项错误．

B、衣箱中樟脑丸不见了是因为樟脑球易升华，只是状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化，分子本身没有改变，故选项错误．

C、工业上蒸发液态空气制氧气是利用了液态氧和液态氮沸点不同把它们分离，没有新物质生成，属于物理变化，分子本身没有改变，故选项错误．

D、加热高锰酸钾制氧气的过程中有新物质氧气等生成，属于化学变化，构成物质的分子本身发生变化，故选项正确．

故选D．