A、C+O2
CO2是原子和双原子的一个分子反应，不符合要求，故错误；
点燃
B、C+CO2
2CO是原子和化合物分子反应，不符合要求，故错误；
高温
C、H2+Cl2
2HCl，符合“一种双原子单质的一个分子与另外一种单质的一个双原子分子反应生成化合物的二个分子”，故C正确；
点燃
D、2H2+O2
2H2O是两个原子和双原子的一个分子反应，不符合要求，故D错误；
点燃
故选项为：C．
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