хочу поменять процессор Intel Core i3-2120 на Intel Core i5-3450, стоит ли менять?

Сразу на i5 6400 меняй

а сокет-то подойдет?

первая цифра в модели - поколение. 2 - Sandy Bridge, 32 нм, 3 - Ivy Bridge, 22нм.

даже при одинаковых сокетах мать может не поддерживать, уточни в списке поддерживаемых моделей процессоров на сайте материнки.

Это мне напоминает людей, которые берут сейчас i3 6100, что бы в будущем поменять на i5 6500.

конечно стоит, производительность увидишь сразу, главное чтобы видеокарта была стояшая плоть до gtx 970 или gtx 1060.

Меняй.

Если мать поддерживает, меняй.