Core2Duo с частотой 3.0 ГГц было как минимум два - 6850 и 8400, так что Вы не указали процессор. Впрочем, на Ваш вопрос и так можно ответить - нет, конечно. Материнки, поддерживающие Core2Duo знать не знали о 3-м поколении DDR, так что DDR3 никакая не встанет на Вашу материнку, независимо от процессора - просто разъем другой. DDR2, которую поддерживает матерника под эти процессоры, ограничивается частотой 800 МГц. Разогнанная - 1333 МГц.
Ответы про то, что процессор роли не играет - чушь. Контроллер памяти уже давно именно в процессорах, и именно процессоры ограничивают поддержку памяти. На матернках тоже пишут, но там значения много выше, чем те, что дает процессор. А потом народ бодро спрашивает - а что это у меня компьютер не заводится с памятью 2133 МГц и процессором i7 2600 (который поддерживает 1333 МГц) ? На старых материнках это не всплывает, поскольку DDR2, которую они поддерживают, ограничена 800 МГц, и превысить значение, которое поддерживает процессор, просто не получится.