解题思路：根据分子的基本特征：分子质量和体积都很小；分子之间有间隔；分子是在不断运动的；同种物质的分子性质相同，不同物质的分子性质不同，结合事实进行分析判断即可．
A、CO与CO2化学性质不同，是因为它们的分子构成不同，不同种的分子性质不同，故选项解释正确；
B、NaOH溶液与KOH溶液都能使酚酞溶液变成红色，是因为它们的溶液中都含有OH-，故选项解释正确；
C、金刚石和石墨物理性质存在差异，是因为它们的原子排列方式不同，故选项解释正确；
D、温度计受热时，水银柱上升，是因为汞原子间的间隔受热时变大，原子本身体积不变，故选项解释错误．
故选：D．
点评：
本题考点： 利用分子与原子的性质分析和解决问题；碱的化学性质；碳元素组成的单质．
考点点评： 本题难度不大，掌握分子的基本性质及利用分子的基本性质分析和解决问题的方法是解答此类题的关键．