다시 질문을 읽어보니 제가 동문서답을 한 것 같군요. 

"요구사항: 본문 chapter 표제 번호만 tcolorbox에 넣고 TOC에서는 Chapter 전체를 colorbox에 넣는다"

주어진 예제에 \chapter가 쓰인 곳이 없어서 헷갈렸던 것 같습니다. 

여하튼 이런저런 조정을 해서 성공하셨다니 다른 이들을 위해 소스와 스크린샷 좀 올려주시면 감사하겠습니다.