Das schaffst Du schon!
Wir sind damals, da war meine Tochter gerade 2 1/2 Jahre alt, mit dem Zug quer durch Deutschland gefahren, fast 10 Std. Und es hat eigentlich recht problemlos funktioniert. Nimm seine Lieblingsspielsachen mit, vielleicht ein Puzzel, ein Spiel dass er schon kann, einen Walkman für die Lieblingskasette oder MP3-Player mit Märchen oder Benjamin Blümchen (natürlich mit Kopfhöhrern die außen am Ohr liegen, und du musst gut darauf achten, dass es nicht zu laut ist!).
Und wenn du mit ICE fährst erkundige dich nach dem Mutter-Kind-Abteil! Da dürfen nur Eltern mit Kinder rein, mit Glück verstehen die sich auch noch! Es ist geräumiger und bei uns war damals so ein Spiralschaukeltier drin! Solche Abteile gibts in vielen Zügen, aber ich denke du solltest reservieren.
Vergiss nicht die richtige Brotzeit und genug zu trinken einzupacken, und, falls ihr auf Toilette müsst, nimm Domestos-Tücher mit! Die Sauberkeit von Zugtoiletten muss man ja nicht erst beschreiben. Nimm dir auch eine kleine handliche Tasche mit für Ausweis, Zugkarte, Geldbeutel mitzunehmen, damit du nicht erst kramen musst, wenn ihr das Abteil verlasst. (ich hab für solche Gelegenheiten eine Gürteltasche, nicht schön aber praktisch wenn man mit Kind unterwegs ist, dann hast auch die Hände frei)
Auf jeden Fall bin ich sicher, dass ihr das gut meistern werdet!