解题思路：无论在平衡位置以内还是以外，总是同时存在分子引力和斥力．在平衡距离以内，分子力表现为斥力，在平衡距离以外分子力表现为引力．由分子力做功可判定分子势能变化．
A、r=r0时，分子间的引力和斥力相等，分子力为零，故A错误．
B、无论在平衡位置以内还是以外，总是同时存在分子引力和斥力，r0＜r＜2r0时，引力大于斥力，分子力表现为引力，故B错误．
C、由于无穷远处分子势能为零，故从无穷远到平衡位置分子力一直做正功，分子势能一直小于零，当r由大于2 r0逐渐减小到等于 r0的过程中，分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能减小且一直小于零；故C正确．
D、当r由小于r0逐渐增大到大于2 r0的过程中，分子力表现为引力，分子力做负功，分子势能增大，故D错误．
故选：C
点评：
本题考点： 分子势能；分子间的相互作用力．
考点点评： 分子力做功对应着分子势能的变化，要正确分析分子之间距离与分子力、分子势能的关系．