Для начала определим количество молей оксида азота $2$ в исходной смеси:

V1 = 0.5 л
V2 = 3 л

Объем воздуха равен 3 л и содержит примерно 21% кислорода $O2$. Для простоты расчетов предположим, что воздух состоит только из кислорода и азота. Таким образом, молярная доля кислорода в воздухе составляет:

n$O2$ = 3 л * 0.21 = 0.63 л

Зная, что азот оксид азота $2$ превращается в оксид азота $4$, можно заметить, что 1 моль оксида азота $2$ дает 1 моль оксида азота $4$.

Таким образом, количество молей оксида азота $2$ в исходной смеси составляет:

n$N2O2$ = V1 = 0.5 л

После реакции весь оксид азота $2$ превратился в оксид азота $4$, следовательно, количество молей оксида азота $4$ теперь равно:

n$N2O4$ = n$N2O2$ = 0.5 л

Теперь определим состав полученной смеси в молярных долях. Сначала найдем общий объем смеси:

Vобщ = V1 + V2 = 0.5 л + 3 л = 3.5 л

Теперь определим молярные доли оксида азота $4$ и кислорода в полученной смеси:

n$N2O4$ = 0.5 л
n$O2$ = 0.63 л

Молярные доли будут равны:

x$N2O4$ = n$N2O4$ / Vобщ = 0.5 л / 3.5 л ≈ 0.143
x$O2$ = n$O2$ / Vобщ = 0.63 л / 3.5 л ≈ 0.18

Итак, состав полученной смеси будет следующим:

оксид азота $4$ - примерно 14.3%кислород $O2$ - примерно 18%азот и прочие газы в воздухе - примерно 67.7%