解题思路：A、根据单质的定义和每个单质分子中原子数目判断．
B、根据化合物的定义和每个化合物分子中原子数目判断．
C、根据混合物的定义判断．
D、根据上述三个选项的结果判断．
常温常压下，50mL某气态物质含有1.34×1021个分子，而在这些分子里又含有4.02×1021个原子，则每个分子中平均含有的原子数为[4.02×1021/1.34×1021]═3．
如为单质，则O3符合要求，所以A有可能；如为化合物，则H2O符合要求；如为混合物，可能性更多，构成物质的分子中同时含原子数小于3个和大于3个的时都可能，故三种情况都可能．
故选D．
点评：
本题考点： 物质的简单分类；纯净物和混合物的概念；单质和化合物的判别．
考点点评： 物质的分类知识是初中化学的教学难点，也是考查的热点之一，透彻理解有关概念，明确概念间的相互关系是解题的关键．