São legítimas ambas as estruturas sintáticas:
a) «A loja reembolsou o valor do relógio à Cátia.»
Nesta estrutura, trata-se de um verbo transitivo direto e indireto, ou seja, requer um complemento direto (o valor reembolsado) e um complemento indireto (a pessoa a quem se reembolsa).
Contudo, o verbo reembolsar aceita também um complemento direto realizado por uma expressão nominal referente a pessoa1:
b) «A loja reembolsou a Cátia.»
Nesta estrutura, trata-se de um verbo transitivo direto, em que o seu complemento assume a forma acusativa: -me, -te, -o. Admite-se, portanto, a passiva correspondente: «O passageiro foi reembolsado pela companhia aérea.»
A frase b) pode ainda incluir um complemento oblíquo, referente ao valor reembolsado:
b') «A loja reembolsou a Cátia do valor do relógio.»
Uma terceira possibilidade é ocorrer na frase um modificador do grupo verbal, com valor causal, tal como acontece com o segundo exemplo apresentado na pergunta:
b'') «A loja reembolsou a Cátia pelo relógio.»
Nesta frase, «pelo relógio» significa «por causa do relógio».
1 O verbo reembolsar pode ter um complemento direto realizado por um nome referente a pessoa, como mostram os dicionários a que temos acesso. Exemplos:
(i) «O governo reembolsou os pequenos proprietários devido à seca» (dicionário da Academia das Ciências de Lisboa).
(ii) «O proprietário reembolsou o inquilino (das despesas extraordinárias)» (Dicionário Houaiss).
O Dicionário de Verbos e Regimes de Francisco Fernandes também regista o uso de reembolsar com as duas regências:
(iii) «Cumprira o dono as obrigações contraídas em seu nome, reembolsando ao gestor as despesas/o gestor das despesas.»
O mesmo autor observa ainda: «A respeito da dualidade de regência do verbo reembolsar, nesta acepção escreveu Rui Barbosa: "Tão regular, pois, é a construção `embolsar-lhe a quantia´ como `embolsá-lo da quantia´.