解题思路：根据置换反应是指由一种单质和一种化合物反应，生成另外一种单质和一种化合物的反应进行解答．
A、2H2+O2
点燃
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2H2O是两种物质生成一种物质，属于化合反应，故A错误；
B、CaCO3
高温
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CaO+CO2↑是一种物质反应生成两种物质，属于分解反应，故B错误；
C、Fe+2HCl═FeCl2+H2↑是由一种单质和一种化合物反应，生成另外一种单质和一种化合物的反应，属于置换反应，故C正确；
D、CH4+2O2
点燃
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CO2+2H2O是化合物和单质反应生成另外的两种化合物，不属于置换反应，故D错误．
故选：C．
点评：
本题考点： 置换反应及其应用．
考点点评： 本题主要考查反应类型方面的知识，解答时要分析反应物和生成物的种类，然后再根据各种反应类型的概念方面进行分析、判断，从而得出正确的结论．