AVE

AVEの運行時間はかなり正確です(なんたって5分以上遅れると全額払い戻す、と豪語しているくらいですから)
不測の事態がないかぎり、遅れることはまずないでしょう。

5分で乗り継げるかどうかは。。。かなり慌ただしいですが、
不可能ではないと思います。
AVEはマドリッドのプエルタ・デ・アトーチャ駅から出るのですが、
乗車するときはエスカレーターで2階に上がり、荷物のX線検査を受け、
改札で切符を見せ、さらにエスカレーターで1階のホームに降ります。
なお、トレドからの帰りのAVEは1階に到着するので、一番前の車両で待機していて、
駅に着いたら即ダッシュしましょう。
その場合、大きなスーツケースだと、ちょっとツライですね。
また荷物のX線検査が混んでいたりしたら。。。
確実に間に合うとはいえませんが。

> これは接続されていると考えて到着後、5分後に出発する列車のチケットを予約してしまって大丈夫なのでしょうか。

別に接続されているわけではないと思いますよ。
たまたまそういう時刻表になっているのではないでしょうか。
もしトレドからのAVEが遅れても、セビーリャ行きのAVEが待っていてくれる、
なんてことは100%ないでしょう。