Sie verlor gegen die Russin Ekaterina Alexandrova in drei Sätzen mit 6:4, 4:6 und 4:6.
Am Samstag war Mertens bereits im Doppel mit Alison Van Uytvanck gegen die Spanierinnen Garbine Muguruza und Caral Suarez Navarro ausgeschieden.
Die gebürtige Vilvoorderin Alison Van Uytvanck hat sich unterdessen im Einzel für die zweite Runde qualifiziert. Van Uytvanck setze sich in zwei Sätzen mit 6:3 und 6:2 gegen Ivana Jorovic aus Serbien durch. In Runde zwei trifft Van Uytvanck entweder auf die Tschechin Petra Kvitova oder Jasmine aus Italien.
Mit dem Aus für Wimbledon-Siegerin Ashleigh Barty hat es beim olympischen Tennisturnier in Tokio gleich am zweiten Wettkampftag die erste große Überraschung gegeben.
Die australische Weltranglisten-Erste verlor am Sonntag gegen die Spanierin Sara Sorribes Tormo in zwei Sätzen mit 4:6, 3:6. Sorribes Tormo ist die Nummer 48 der Welt.
Neben der japanischen Weltranglisten-Zweiten Naomi Osaka, die ebenfalls am Sonntag ins Turnier startet, galt Barty als Top-Favoritin auf die Goldmedaille.
belga/vk