Почему Крым был захвачен «по результатам референдума», а передача земель Сибири Китаю и Курильских островов Японии внезапно не стала решаться при помощи референдумов?

Автор вопроса, вы немного путаете разные вещи.

С Китаем у РФ был территориальный спор. Вот подробности:
Предмет спора — граница России с Китаем в районе Алтайских гор.Как известно, в 2004 году был решен территориальный спор по поводу Фуюаньского треугольника.[2], после которого исчез последний спорный участок в восточной части русско-китайской границы. Однако остались ещё споры по поводу прохождения границы в районе Алтая протяженностью 55 км, а точнее её западной части.

Русско-китайская граница в данном районе определяется рядом соглашений, заключённых между нашими странами, как-то:

• Чугучакский протокол 1864 года — документ, по которому Китай отказывался от претензий на Казахстан и Киргизию в пользу России
• Санкт-Петербургский договор 1881 года — договор о разделе территории Илийского края (север нынешнего Синьцзя́н-Уйгу́рского автоно́много райо́на КНР), который также установил нынешнюю границу между Казахстаном и Китаем.
• Соглашение между РФ, КНР и Казахстаном 1999 года — договор о точке стыка границ трёх государств.
  Работы по проверке и демаркации границы завершились ещё в 2012 году, но в процессе возникли разногласия по линии прохождения границ. Китайская сторона считала необходимым сместить границу вглубь российской территории, что означало отторжение от неё участка площадью в 17 га (0,17 км2). Дальнейшее решение вопроса отложено до очередного заседания демаркационной комиссии, а проведённую демаркацию следует считать промежуточной.

С учётом того, что России удалось решить вопрос с восточной частью русско-китайской границы ещё в 2004 году в дополнительном соглашении, решение данного территориального конфликта должно также пройти без эксцессов.

С Японией у РФ нет территориального спора. Но у Японии есть к РФ претензии.
Предмет спора — южная часть Курильских остров, а именно: острова Итуруп, Кунашир и группа островов (включает в себя Шикотан, Полонского Зелёный, Юрий, Анучина, Танфильева, острова Демина и Осколки), известная как Малая Курильская гряда или архипелаг Хабомаи.
По итогам Русско-японской войны (1904—1905), Российская Империя потеряла оккупированную японцами южную половину острова Сахалин, однако в северной его части льготы японским предпринимателям были отменены. Заново Курильские острова мы получили по итогам Второй мировой войны. Тем не менее у Японии до сих пор есть территориальные претензии на некоторые южные острова, а именно крупных Кунашира и Итурупа, а также на Малую Курильскую гряду (крупнейший остров Шикотан).
18 апреля 1991 года во время визита в Японию Михаил Горбачев впервые фактически признал наличие территориальной проблемы.
В 1993 году была подписана Токийская декларация о российско-японских отношениях, где говорится о том, что Россия — правопреемник СССР и все соглашения, подписанные между СССР и Японией, будут признаны как Россией, так и Японией. Было также зафиксировано стремление сторон решить вопрос о территориальной принадлежности четырёх южных островов Курильской гряды, что в Японии было расценено как успех и, в определённой степени, породило надежды на решение вопроса в пользу Токио.

Вопрос про Крым это из другой оперы. Это тоже территориальный спор. Но тут вопрос фактически никто решать не планирует, т.к. стороны конфликта не идут на сближение позиций из принципа.