A、分子在化学变化中可以再分，分子不是化学变化中的最小粒子．故A错误；

B、分子之间有间隔，液态、气态、固态物质的分子间都有有间隔，只是物质状态不同，分子的间隔不同．故B错误；

C、分子是运动的，运动的速率与温度有关，温度越高，运动的速率越快．所以，不同温度下的水，其水分子运动速率不同．故C错误；

D、水蒸发成水蒸气是物理变化，液态水的水分子和水蒸气的水分子属于同种物质的分子，化学性质相同．故D正确．

故选D．