D
分析：化学变化是指有新物质生成的变化，物理变化是指没有新物质生成的变化，化学变化和物理变化的本质区别是否有新物质生成；据此分析判断．
解答：A、工业上用空气制取氧气是利用了液态氮和液态氧沸点的不同，分离过程中没有新物质生成，属于物理变化．
B、木炭使红色墨水褪色是利用了木炭的吸附性，吸附过程中没有新物质生成，属于物理变化．
C、石油炼制汽油是利用了石油中各成分沸点的不同，没有新物质生成，属于物理变化．
D、石墨和金刚石是碳的不同单质，石墨变成金刚石的过程中有新物质生成，属于化学变化．
故选D．
点评：本题难度不大，解答时要分析变化过程中是否有新物质生成，若没有新物质生成属于物理变化，若有新物质生成属于化学变化．
