O seu instinto é correcto. Você recebeu duas coisas do seu CTO: (a) um presente, e a etiqueta convencional (por Miss Maneiras) pede para agradecer às pessoas que lhe dão presentes, e (b) um comendador (a parte “obrigado”). Uma vez que eles se juntaram e você precisa reconhecer o presente de qualquer maneira, você pode responder com algo como “obrigado pelo bônus e pelo reconhecimento”. Especialmente quando o reconhecimento vem dos níveis superiores de uma organização, você tem tudo a ganhar e nada a perder por ser um destinatário gracioso.
Uma vez que o CTO lhe enviou um e-mail, você deve responder em espécie - em parte porque você está apenas continuando o local que ele escolheu, e principalmente porque é rápido. Fazê-lo esperar vários dias pela sua resposta pode fazê-lo pensar que você não apreciou o presente. Se ele lhe tivesse enviado uma carta por correio físico, então seria mais complicado: responder no papel não é errado, mas se for alguém com quem interage regularmente, via e-mail ou cara a cara, pode considerar a possibilidade de valorizar a prontidão em detrimento da formalidade e usar o e-mail. É melhor que a sua resposta chegue antes do seu próximo encontro com ele, para evitar qualquer constrangimento (ele recebeu-o? apreciou-o?).