ofとinの違いについて

日本語の助詞「の」と、英語の前置詞 “of” は、同じではないです。これに限らず、英語と日本語では、各単語の定義がマッチしていない場合がほとんどなので、「どうしてそうなるのか」という理由を知ろうとすると、キリがありません。幼児が言葉を覚えるように、「こう言うのだ」と、そのまま覚えてしまう方が、ずっと楽です。

この場合、日本語の「の」は忘れて、“in” と “of” の意味を意識しながら英語を読めば、感覚的にお分かりになると思います。

Correct:
What city in Australia are you from?
オーストラリアの中の、どの都市の出身ですか。

Wrong:
What city of Australia are you from?
オーストラリアのものである、どの都市の出身ですか。

Correct:
What is the capital of Australia?
オーストラリアのものである、首都はどこですか。

Wrong:
What is the capital in Australia?
オーストラリアの中にある、首都はどこですか。

ついでですが、日本語で「首都はどこですか」と言いますが、英語では where は使わずに、“What is the capital?” と言います。これも、どうしてそうなるのかの理由は考えずに、そのまま覚えてしまうことをお勧めします。

このような使い分けの理由を一々質問しても英語ネイティブでも答えられないと思いますよ。
できるだけ数多くの英文を読んだり書いたり聞いたりして感覚的に使い分けるしかないでしょう。