A、因为分子在永不停息做无规则运动，所以分子的运动无方向性．故A不正确
B、因为分子在无规则运动，所以分子是向各个方向运动，空气向下扩散，二氧化氮也会向上扩散．故B不正确
C、因为分子在永不停息做无规则运动，所以空气和二氧化氮将同时向对方扩散．故C正确
D、因为分子在永不停息做无规则运动，“永不停息”说明两种气体分布均匀后，分子仍会向上或向下运动．故D不正确
故选C．