（1）设椭圆C：

x2

a2

+

y2

b2

=1，(a＞b＞0)的焦距为2c，

∵椭圆C：

x2

a2

+

y2

b2

=1，(a＞b＞0)的焦距为2，∴2c=6，即c=3，

又∵F₁、F₂分别是椭圆C：

x2

a2

+

y2

b2

=1，(a＞b＞0)的左焦点和右焦点，且过F₁的弦AB两端点A、B与F₂所成△ABF₂的周长是12

2

．

∴△ABF₂的周长=AB+（AF₂+BF₂）=（AF₁+BF₁）+（AF₂+BF₂）=4a=12

2

，解得a=3

2

，

又∵a²=b²+c²，∴b²=18-9=9，

∴椭圆C的方程是

x2

18

+

y2

9

=1；

（2）∵点P（x₁，y₁），Q（x₂，y₂）是椭圆C上不同的两点，

∴

x12

18

+

y12

9

=1，

x22

18

+

y22

9

=1．

以上两式相减得：

x12- x 22

18

+

y12- y 22

9

=0，

即x12-

x

22

+2(y12-

y

22

)=0，(x1-

x

2

)(x1+

x

2

)+2(y1-

y

2

)(y1+

y

2

)=0，

∵线段PQ的中点为M（2，1），∴x1+

x

2

=4， y1+

y

2

=2．

∴4(x1-

x

2

)+4(y1-

y

2

)=0，

当x₁=x₂，由上式知，y₁=y₂则P，Q重合，与已知矛盾，因此x₁≠x₂，

∴

y1- y  2

x1- x  2

=-1，即直线PQ的斜率为-1，

∴直线PQ的方程为y-1=-（x-2），即x+y-3=0．